PT1680608E - Articulação esférica para um veículo automóvel - Google Patents
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Description
1 presente invenção diz respeito a urus articulação vvfériffis para um veiculo que inclui um corpo equipado com uma reentrância, um espigão esférico constituído por um espigão e uma esfera de articulação. Ά esfera de articulação encontra-se dentro da reentrância do corpo de modo a poder rodar e oscilar; o espigão sobressai de uma abertura prevista no corpo; um fole de vedação encontra-se disposto entre o corpo e o espigão dispondo de um sistema de medição composto por tárics elementos que apresenta, pelo menos, um gerador de sinais e, pelo menos, um sensor.
Os dados do mecanismo de deslocação no respeitante ao ângulo de comando e ao estado ae carga ou estado de deformação do sistema de suspensão sio detectadas, hoje em dia, por sensores adequados inõtdliO&o* no onicolp., com n finalidade de fornecerem dados aos sroioimo clcctrónicos que, por ouo v tz; são ucados poro a 2 regulação da di&feism de deslocação ou* por exemplo, para a do nível de inclinação dos faróis. muiieo vezes, estes sensores sáo acoplados aos comandos do mecanismo de deslocação por sistemas mecânicos. MéS; disso, existe a pretensão de integrar estes sensores em articulações esféricas do volante, de modo que a própria articulação se torne parte de as» sistema de sensores.
Da Patente Europeia N° EP 0 617 260 Ai é conhecida uma articulação esférica ligada a un corpo que apresenta um assento de esfera e uma cabeça esférica ligada a um espigão, de modo que a cabeca roda dentro do corpo.
Dentro ca caJoeça csttácici encontra-se um írnan permanente e do lado oposto, dentro do corpo, 0 dipolo magnético do íman permanente encontra-se verticalmerite em oiolaçin ao eixo longitudinal do çcpigão esférico, estando previsto um fole para proteger a art. ideieçâo esférica de influências 01-700:¾ 0,0 :· ; occ ,
Quando roda a cabeça íO:0ti:;;:i;iò oôcoíooí ío óscoooíò do cocooei ό roda c íman permanente, de modo que O Ci·: smpiévi: se altera em relação ao sensor íisípí ;¥ÍVp] ao campo PaSnitiçç, sendo prodi izido um sinal de posicionamento.
Cor; a ri-fpPPtiPâ avaliação, os movimentos espaciais que adicionalmente se fazem notar podem ser usados patt fins A partir da Patente Europeia Pm DE 101 10 ?38 Cl É conhecida uma articulação esférica com un segmento de corpo e um espigão esférico que apresenta un segmento de espigão e un segmento de esfera e que assenta com o seu segmento de esfera numa recepção prevista no segmento de ccrpo, de forma a poder rodar e oscilar.
No segmento de esfera encontre-se um íman permanente orlfítttdo radialmente para c ponto central do segmento de esfera, em que um elemento de a-·?.rcu áutaivul ao campo ioiS se encontra na recepção. de esfera, eipipssãiv: O de o ·χ·
Em caso de ® movimento rotativo do íman paráisisiníci movimenta-se os® relação ao sensor, de modo a poder ser captada s pevlçp relativa do segmento de esfera dentro da recepção. 4
Tais articulações esféricas apresentam a desvantagem de a disposição do íman e dos sensores sensíveis ao campo :òog:oòOico na área de apoio da esfera de articulação poder influenciar negativamente as propriedades tríbológicas da articulação esférica. A presente invenção tem por objectivo criar uma çttitultçdç esférica que não permita essa influência negativa sobre as propriedades tríbológicas.
Este objectivo é atingido na invenção por uma articulação esférica com as características da reivindicação 1.
Nas reivindicações dependentes são descritos modos de realização preferenciais. A articulação esférica segundo a invenção, destinada a um veículo a motor, apresenta um corpo equipado com uma reentrância, um espigão esférico constituído por um espigão e uma esfera de articulação, em que a esfera de i:t d ioo: inopla se e:nc<:p;ooo door;oo da reentrância do corpo de cttdo c podoo rodar e oscilar e oo pop o espigão sobressaí do uma ·::·o.;:.o- ,;vo ço'00:i.oo;,:s no op.spo> dLspotdfc do um fole do vedação quê se encontra entre o corpo e c espigão e do um sistema de medição composto por vários elementos e que apresenta, pelo menos, «-m gerador de sinais e, pelo £128 sensor, em que c sistema de medição é Kioniado entre a esfera de articulação, no extremo que fica do lado ao qíq>i;qtte e o fole de vedação, também no extremo que fica do lado do espigão.
Na articulação esférica segundo a invenção todo o sistema de medição encontra-se fora da área de apoio da esfera de articulação, de modo que c sistema de medição pode dar origem a uma influência negativa sobre c comportamento tribológico da articulação esférica.
Além disso, o fole de vedação pode proteger e- sistema de medição das influências ambientais como a sujidade e a agua.
Além disso, devido ao Lacto de o sistema de medição se encontrar, segucei:'; a invenção, na chamada "área de colo" da articulação, não se verificam limitações no referente à cdrclçâo da oscilação e/ou rotação do espigão esférico em rssiagio ao corpo, em comparação com o estado de ';í g } u ç :s c a c t u a 1 êã técnica. 6 esférico em relação ao corpo, em todos os três graus de la sriéríurãvão esférica segundo a irrwonçiõ o gerador de sinais e c sençor constituem partes (lo sistema de medição, em que para a determinação da oscilação e/ou da roiovto do espigão esférico an relação ao corpo se encontra montada, de preferência, uma parte co sistema de medição no espigão e uma cutra parte do sistema de mt;d/lçiv no corpo.
Para a fixação do sensor e do gerador de sinais é adequada, especialmente, a área marginal que envolve a abertura do corpo.
Para a medição simultânea da oscilação e da rotação do espigão esférico revelou-se vantajoso que o gerador de sinais produzisse un npmto dipolar.
Através da ori e da intensidade deste campo cttpviar pode ser ada, de forma simples, a çpeiIo.oâo
Como campo dipolar pode ser escolhido um
No entanto, devido ao facto de os campos magnéticos serem insensíveis a perturbações, dá-se a preferência a um campe dipolar corno campo magnético, em que o gerador de srcccs E o íman e o sensor um sensor sensível a campos
Para servir como sensor omnslvéíi a campos magnéticos pode ser usado qualquer sensor magnético usual; conforme o caso de utilização pode ser usado um sensor de efeito de Hall ou um sensor magnetoresistivo.
No entanto, a articulação esférica em conformidade com a invenção não está limitada a medição de campos magnéticos ou eléctricos, mas também pode ser aplicada a medições ópticas e acústicas (por exemplo, ultra-sons) que podem ser usadas, por exemplo, para a captação de alterações de reflexões (intensidade) ou de interferências em superfícies planas alinhadas para a determinação da oscilação ou rotação do espigão esférico. pcntem ser usados métodos de lítiogiPt sm isodlpâdis do tempo de funcionamento bem ccmo cmbímçMx dos mètdídem de medição mencionados. ne-ãe: usado sm gerador tddidéiixuo de sinais, esoe pode ser executado ecoso íman permanente, ibdb também é possível executar o gerador de sinais como iman cMttuuicum sobrepondo à corrente que produz c cttopo magnético um sinal ou havendo a possibilidade de modular a corrente que produz e campo magnético. d modulação do campo trrShético daí resultante permite c aproveitamento de efeitos adicionais na adição,
Com ângulos de rotação pequenos um único sensor para a medição da oscilação e/ou da rotação do espigão esférico pode ser o suficiente.
Mas com ângulos de rotação maiores í útil prever vários sensores ou vários geradores de sinais, podendo ser conseguidos bons resultados já com dois sensores. A diferença entre o movimento basculante e o movimento rotativo pode ser calculada a partir dos sinais ítmiYimâi o dos sensores que, de preferência, se encontram dispostos formando um círculo.
Dossíbiiídade
Quanto maior fcr c: número de sensores, to .· cr é o oodo^sâo ooo pode ser obtida na medição, havendo 9 de integrar num único componente construtivo vvriov sensores individuais formando um grupo ae sensores.
Estes podem fornecer grandezas vectoriais que facilitam o iiiluaió do içiindMíõrttt· de un campo dipolar.
De preferência, o sistema de medição apresenta dois geradores de sinais e três sensores; assim será possível captar fimdidts âdddlds de rotação maiores, por exemplo, superiores a 90°, sem qualquer problema.
Revelou-se ser vantajoso que os dois geradores ae sinais se encontrem on posições diametralrnente opostas no espigão e os sensores formem os pontos angulares de un triângulo na área marginal on torno da abertura do corpo.
Utilizando vários geradores de sinais e vários sensores é possível evitar que os sensores forneçam informações equivocas, em caso de movimentos rotativos e basculantes çcbrepoçtoç. na
Sendo utilizados três sensores, também é possível excluir em grande parte, os pontos morvoim .liHirneS/ síDTJt ηία®· Αΰ POAVçôes: diS^vÇfr&IssyfSte. O p:,'--S:;. í; S ço eçpigão, o pólo norte do primeiro íman situa-se em frente do pólo sul do segundo íman e o pólo norte do segundo íman em frente do pólo sul do primeiro imâm.
Além disso, a magnetização resultante de cãda iman pode situar-se num piano vertical em relação ao eixo longitudinal central do eçpigão esférico.
Os sensores que se encontram, de preferência, na área marginal em torne da abertura do corpo são executados, nomeadamente, como sensores sensíveis a campos magnéticos.
Em vez de campos dipoiares podem ser usados também campos quadripolares ou outros campos com uma geometria diferente, podendo estes campos ser, por exemplo, campos magnéticos gerados por um anel magnetizado com respectivos pólos, montado no espigão. F1G i: uma vista em ccrte ae im modo de execução cia esférica em conformidade F1G 2: uma vinca esquemática de um corte ao longo dc linha de corte A-Ar do modo de execução mostrado na FIG 1, FIG 3í c eooiunuma de un diagrama so blocos dc sistema de medição com unidade de avaliação, FIG 4: c esquema de um diagrama em blocos de um modo de execução modificado com imanes eléctrícos e electrónica de comando e FIG 5: uma representação esquemática de um grupo de sensores. 6. cia 1 mostra um modo de execução da articulação urnié v rcv: segundo a invenção, em que um espigão esférico dl; composto amr um enpumian (2) e uma esfera de suiliouluçuio (3) an enconrus. dentro de uma reentrância (5) num: corpo lei, com. interposição cu: uma chumaceira íη 1 > de forma a poder rodar e oscilar. 12 0 espigão esférico (I) sobressai com o seu espigão (2) de urna abertura (7) prevista no corpo (61, estando o corpo (6) no sec extremo oposto ao da abertura (7), fechado com umã tampa (8 ) .
Juntamente com una a tampa (8) entra ccarpo (6), de orcdc encontram fixadas efectiva. saliência radial (9) da chumaceira (4) numa ranhura anelar (10) prevista no oco a tampa (8) e a chumaceira (4) se no corpo (6) com ligação mecânica
Entre o corpo (6) e o espigão (2) encontra-se un fole de vedação (11) cujo extremo virado para o corpo se encontra dentro do una ranhura (12) formada no corpo (6), sendo fixado por braçadeiras (13). do seu extremo ulrodo para o espigão o fole de vedação nu apresenta uma área de vedação (14) que encosta nc ííiipigoc (2) do espigão esférico (1) de forma vedante.
Pt eopdcpdb : )U estão previstas duas todotrânoips (15) e (Ιο) (ver F1G 2), dentro das quais se encontram to imanes (17) e (18) .
Os (li) e (18) estão montados em posições 13 diametralmente opostas no espigão (2), em que o pólo corte "N" do íman (17) se encontra em frente do pólo sul "S" úú. íman (18) e o pólo norte "N" do íman (18) m frente do pólo sul "S" do íman (17) (Ter FIG 2).
Os imanes (17) e (18) encontrzm-se montados no espigão (2), a nível da área de vedação (14), e a resultante em cada íman (17), (18) encontra-se num plano vertical síi relação ao eixo longitudinal central "L" do espigão esférico.
Numa área marginal (19) que envolve a abertura (7) do corpo encontram-se três sensores (20), (21) e (22) (ver FIG 2) dispostos em forma de círculo que podem captar c campo magnético que parte dos imanes (17j e (18). νίτή avaliação dos sinais captados pelos sensores por uma unidade de electrónica (25) (ver FIG 3) é fornecida pela oscilação "a" e/ou a rotação do otpioãc· ooléoioo ;.u to relação ao corpo í6). o. FIG 2 mostra uma vista de cima sobre um corte ao longo da linha de corte A-A' da FIG 1, em que, por razões de maior clareza, são representados apenas o espigão cortado (2) cem as (15) e (16) e os ímanes(7) e 14 (18) bem como os três sensores (20), (21), e 1223 sensíveis a campos magnéticos. O campa magnético gerado pelos imanes (17) e (18) é indicado pelas linhas (23) .
Como se té na FIG 2, os sensores (20), (21) e sensíveis a campos magnéticos encontram-se nos tcn;: :::s angulares ds um triângulo, enquanto os dMs imanes (17) e (18) se encontram dentro da superfície do triângulo. A FIG 3 mostra o esquema de um circuito eléctrico, em que os três sensores (Gd}} s (21) e (22) se encontram ligados à unidade de avaliação (25) por meio de cabos eléctricos (24) .
Os sensores (20), (21) e (223 e os geradores de sinais (17), (18) constituem os componentes de um sistema de medição "M" composto e indicado por troços. modo de ,. , \ 5 ·· ·' / mostrado nas FIG I a Fdd 3, os imanes io executados comi;: imanes permanentes. com uma variante apresentada na FIG 4, os: e (IFG : .m.ué;::. podem ser executados como 15 imanes eléctricos (26) e (27), cuja alimentação com corrente é feita por um dispositivo electrónico de comando cf§:| * por meio de cabos de alimentação (29).
Nesta disposição, a corrente que produz o campo pode ser sobreposta por um sinal adicional. A FIG 5 mostra vários sensores (30), (31), (32) agrupados num Anioo componente construtivo cnde formam um grupo de sensores (33).
Os sensores (20), (21) e (22) visíveis nas FIG 1 a FIG 3 podem ser substituídos ou completados, individualmente mo no seu todo, por um ou vários destes grupos de sensores (33), em que os sensores (30), (31) e (32) são sensores sensíveis a campos magnéticos.
Lista dos caracteres de referência tp Ϊ :i f 1 ÇÇ :s.'· ;···· i .>··>:':'· .··· a.
Esfera - ' ' clmmrmm ta
Reentrância no corpo
Abertura pcí
Saliência radial na chumaceira
Ranhura anelar no corpo
Fole de vedação
Ranhura tipo fdl-s no corpo
Braçadeiras
Area de vedação do fole de vedação
Reentrâncias no espigão
Imanes Área marginal
Sensores sensíveis a campos magnéticos Campo magnético Cabos eléctricos
Unidade de avaliação electrónica imanes eléctricos Electrónica de comando Cabos de alimentação Eixo longitudinal central
Equipamento de medida composto Pólcs norte dos imanes
Oscilação
Rotação
Claims (3)
- HÍI¥lÉB!CmÇÕI:Í Articulação esférica para um veiculo automóvel que inclui um corpo (6) equipado com uma reentrância (5), um espigão esférico (1) constituído por um espigão (2) e uma esfera de articulação (3), em que a esfera de articulação (3) se encontra dentro da reentrância (5) do corpo (6) de modo a poder rodar e oscilar e que o espigão (2) sobressai de uma abertura (7) prevista no corpo, um fole de vedação (11) que se encontra entre o corpo (6) e o espigão (2) e um sistema de medição (M) composto por vários elementos e que apresenta, pelo menos, um gerador de sinais i , (18) e, pelo menos, um sensor (20), (21), (22), caracterizada por o sistema de medição (M) estar montado entre a esfera de articulação (3), no extremo que fica do lado do espigão, e o fole de vedação (11), ioMlife no extremo quã fica do lado do espigão. >ntlU::; ot/tititts de aocctd;:) cosS: a rei viedibãiçdk? 1. por ovo;, parte do sistema de medição (M) estar mcurtdãu no eepieile (2) e uma o dl tos parte do sistema de medição (M) no corpo (6). 3. àr Li.úul&ç&o esfér ica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por uma parte do sistema de medição (M) se encontrar na área marginal (19) que envolve a abertura (7) do corpo (6).
- 4. Articulação esférica de acordo com urna das reivindicações anteriores, caracterizada por o gerador de sinais (17), (18) ser concebido para a geração de um campo dipolar.
- 5. Articulação esférica de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o gerador de sinais (17), (18) ser formado por um iman e c sensor (20), (21), (22) por um sensor sensível a campos magnéticos. ivttic-rlioçl* osférlcd d-v acordo com a 5, dsrsctpor o gerador de sinais (17), (iid ser ou cm rdidn eléctrico (26), (27). um:® dçç reivindicações anteriores, csracterizada por o sistems de medição (M) apresentar vários geradores de sinais Π.Τ.: f ;)Iõ) e vários sensores (20), (21), (22). m r t iímii:>o:pio esférica de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o sistema de medição (M) apresentar dois geradores de sinais |1?)f ílr) e três sensores (20), 2 , (22). Articulação esférica de acorao com a reivindicação 8, caracterizada por os dois geradores de sinais (17), (18) se encontrarem em posições diametralmente opostas no espigão (2) e os sençores (20), (21), (22) formarem os pontos angulares de um triângulo na área marginai (19) em torno da abertura (7) do corpo (6). LISBOA, 20 SETEMBRO de 2007
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