BRPI0900918A2 - atuador telescópico - Google Patents
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Abstract
ATUADOR TELESCóPICO. A invenção é relativa a um atuador telescópico que compreende um cilindro (1) no qual uma haste principal (2) é montada para deslizar de maneira telescópica ao longo de um eixo de deslizamento (X) entre uma posição retraida e uma posição estendida, o atuador telescópico incluindo uma haste auxiliar montada para deslizar de maneira telescópica na haste principal ao longo de dito eixo de deslizamento entre uma posição retraida e uma posição estendida, o atuador incluindo meios de retenção controlados (30, 31, 32, 33) para reter a haste auxiliar na posição retraida dentro da haste principal, o atuador ainda incluindo meios de freio para frear deslizamento da haste auxiliar na haste principal na direção de extensão. De acordo com a invenção a haste auxiliar (2) tem um filete (101) em uma superficie exterior, a haste principal (2) carregando em sua extremidade um mancal rotativo (102) que centraliza a haste auxiliar dentro da haste principal e que opera em conjunto através de uma conexão helicoidal reversível com o filete da haste auxiliar, de tal modo que extensão da haste auxiliar faz com que o mancal rotativo gire, os meios de freio (106, 110) sendo arranjados para frear rotação do mancal rotativo durante extensão da haste auxiliar.
Description
"ATUADOR TELESCOPICO"
A invenção é relativa a um atuador com uma haste principal euma haste auxiliar.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃO
Um atuador telescópico é conhecido, em particular, dodocumento FR 2.895.843, que compreende um cilindro no qual uma hasteprincipal é montada para deslizar de maneira telescópica ao longo de um eixode deslizamento entre uma posição retraída e uma posição estendida, oatuador telescópico incluindo uma haste auxiliar montada para deslizar demaneira telescópica na haste principal ao longo de dito eixo de deslizamentoentre uma posição retraída e uma posição estendida, o atuador incluindomeios de retenção controlados para reter a haste auxiliar na posição retraídadentro da haste principal. Assim, desde que a haste principal deslize demaneira adequada no cilindro, a haste auxiliar permanece bloqueada na hasteprincipal e o atuador opera como um atuador convencional. Se a hasteprincipal se torna bloqueada, então é suficiente controlar os meios de retençãode modo que eles liberem a haste auxiliar, de tal modo que o atuador énovamente liberado para alongar e não mais bloquear o movimento dosistema mecânico no qual ele está incluído.
O atuador também inclui meios de freio para freardeslizamento da haste auxiliar na haste principal na direção de extensão.
Tal atuador está descrito abaixo com referência à figura 1 queé uma vista em seção diagramática de um atuador do tipo acima especificadoe é, portanto, conhecido por si mesmo. O atuador compreende um cilindro 1que define uma cavidade cilíndrica fechada por uma parede extrema 12 quecarrega uma orelha 13. Uma haste principal 2 é montada na cavidade paradeslizar ao longo de um eixo de deslizamento X e para se projetar até umaextensão maior ou menor a partir do cilindro 1 através de uma extremidadeaberta do cilindro que constitui um mancai.O atuador inclui meios de controle para controlar odeslizamento da haste principal 2 em relação ao cilindro 1. Este meio decontrole de deslizamento compreende:
• uma chave 3 presa à haste principal 2 e que opera em conjunto com uma ranhura 4 formada na parede da cavidade do cilindro 1 para impedir que a haste principal 2 gire em relação ao cilindro 1;
• um motor de acionamento elétrico 5 que compreende um estator 6 montado de maneira estacionaria no cilindro 1 e um rotor 7 montadopara girar dentro do cilindro 1 ao redor do eixo X;
• um parafuso condutor 9 que se estende ao longo do eixo X e montado para girar dentro do cilindro 1 ao redor do eixo X, que é acionado em rotação pelo rotor 7 por meio de um acoplador 8. O parafuso condutor 9 émantido de maneira axial em relação ao cilindro 1 por meio de um encontrouaxial de dupla atuação 11; e
• uma porca complementar 10 formada em uma parede extrema da haste principal 2 através da qual o parafuso condutor 9 passa de modo a estabelecer uma conexão helicoidal reversível entre o parafusocondutor 9 e a haste principal 2.
Assim, rotação do rotor 7 aciona a rotação do parafuso condutor 9 que aciona deslocamento axial da haste principal 2.
A haste principal 2 é oca e define uma cavidade na qual uma haste auxiliar 20 é montada para deslizar dentro da haste principal 2 ao longo do eixo X e para se projetar através de uma sua extremidade aberta que formaum mancai.
O atuador ainda inclui meios de retenção controlados para reter a haste auxiliar 20 em sua posição retraída dentro da haste principal 2. Estes meios de retenção compreendem:
• uma elemento de preensão 30 que se estende dentro da haste principal 2;• um batente 31 fornecido na extremidade da haste auxiliar 20e adaptado para operar em conjunto com a elemento de preensão 30; e
• uma luva de travamento 32 que é deslocável de maneira axialpor meio de um motor de destravamento 33 contra uma mola de retorno 34desde uma posição de travamento (mostrada nesta figura) na qual ela cobre aelemento de preensão 30 de modo a impedi-la de se expandir radialmente, euma posição de liberação na qual ela deixar a elemento de preensão 30 livrepara expandir radialmente quando o batente 31 passa através de toda ela. Paraesta finalidade, o motor de destravamento 33 compreende um estator 35 presoà haste principal 2, e um rotor 36 que opera em conjunto com um filetecomplementar da haste principal 2 para constituir uma conexão helicoidalreversível. Rotação do rotor 36 assim faz com que ele se mova axialmente. Aluva de travamento 32 é carregada na extremidade do rotor 36 e é montada aele por meio de rolos de modo a ser livre para girar.
O atuador inclui meios de retenção controlados para reter ahaste auxiliar 20 em sua posição retraída dentro da haste principal 2. Estesmeios de retenção compreendem:
• uma elemento de preensão 30 que se estende dentro da hasteprincipal 2;
• um batente 31 fornecido na extremidade da haste auxiliar 20e adaptado para operar em conjunto com a elemento de preensão 30; e
• uma luva de travamento 32 que é deslocável axialmente pormeio de um motor de destravamento 33 contra uma mola de retorno 34 desdeuma posição de travamento (mostrada nesta figura) na qual ela cobre aelemento de preensão 30 de modo a impedir que ela se expanda radialmente euma posição de liberação na qual ela deixa a elemento de preensão 30 livrepara expandir radialmente quando o batente 31 passa através de toda ela. Paraesta finalidade o motor de destravamento 33 compreende um é estator 35preso à haste principal 2, e um rotor 36 que opera em conjunto com um filetecomplementar da haste principal 2 para constituir uma conexão helicoidalreversível. Rotação do rotor 36 assim faz com que ele se mova axialmente. Aluva de travamento 32 é carregada na extremidade do rotor 36 e é montada aele por meio de rolos de modo a ser livre para girar.
O atuador inclui meios de freio para frear deslizamento da haste auxiliar 20 na haste principal 2 na direção para estender a haste auxiliar 20. Estes meios de freio que também formam um mancai 21 para guiar a hasteauxiliar 20 na haste principal 2 compreendem:
• um acionador com filete externamente 22 que opera em conjunto com rosqueamento interna da haste principal 2, de modo a constituir uma conexão helicoidal reversível entre o acionador 22 e a haste principal 2;
• uma bucha 23 montada para girar sobre a haste auxiliar 20por meio de rolos, o próprio acionador 22 sendo montado para girar sobre abucha 23 por meio de rolos, o a acionador 22 sendo mantido cativo axialmente entre a bucha 23 e os rolos que se apoiam contra um encontro 24 da haste auxiliar 20;
• um roda livre do tipo catraca 25 entre o acionador 22 e abucha 23 que, quando a haste auxiliar 20 está estendida a partir da hasteprincipal 2 e o acionador 22 gira devido à conexão helicoidal com a haste principal 2, faz com que a bucha 23 gire. Em contraste, quando a hasteauxiliar 20 retorna para o interior da haste principal 2 o acionador 22 gira,porém não aciona a bucha 23 em rotação; e
• uma arruela de atrito 26 carregada pela haste auxiliar 20 quefaceia uma face livre da bucha 23 e adaptada para gerar atrito contra a bucha 23 quando ela gira sendo comprimida contra a arruela de atrito 23 sob acionamento externo que traciona sobre a haste auxiliar 20.
Deveria ser observado que a haste auxiliar 20 é guiada demaneira axial inicialmente pela extremidade aberta da haste principal 2 e, emsegundo lugar, pelo mancai 21. A haste principal 2 é guiada inicialmente demaneira axial pela extremidade aberta do cilindro 1 e, em segundo lugar pelacooperação entre a porca 10 e o parafuso condutor 9. Finalmente, o parafusocondutor 9 é guiado axialmente em uma extremidade por uma junta esférica14 inserida no encontro de dupla atuação 11, e na outra extremidade por umajunta esférica de deslizamento 15 que é montada para deslizar dentro da hasteauxiliar 20. Por meio destas disposições não há necessidade de equipar a hasteprincipal 2 com um mancai deslizante dentro do cilindro 1.
OBJETIVO DA INVENÇÃO
Um objetivo da invenção é fornecer um atuador do tipo acimaespecificado, no qual a frenagem da haste auxiliar é melhorada.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Para alcançar este objetivo é fornecido um atuador telescópicoque compreende um cilindro no qual uma haste principal é montada paradeslizar de maneira telescópica ao longo de um eixo de deslizamento entreuma posição retraída e uma posição estendida, o atuador telescópico incluindouma haste auxiliar montada para deslizar de maneira telescópica na hasteprincipal ao longo de dito eixo de deslizamento, entre uma posição retraída euma posição estendida, o atuador incluindo meios de retenção controladospara reter a haste auxiliar na posição retraída dentro da haste principal, e oatuador ainda incluindo meios de freio para a frenagem deslizante da hasteauxiliar na haste principal na direção de extensão. De acordo com a invençãoa haste auxiliar tem um filete sobre uma superfície exterior, a haste principalcarregando em sua extremidade um mancai rotativo que centraliza a hasteauxiliar dentro da haste principal e que opera em conjunto por meio de umaconexão helicoidal reversível com o filete da haste auxiliar, de tal modo queextensão da haste auxiliar faz com que o mancai rotativo gire, os meios defreio sendo arranjados para a frear rotação do mancai rotativo duranteextensão da haste auxiliar.
Assim, para a finalidade de girar um elemento a ser freado, oarranjo de um filete na haste atuadora, de preferência a rosqueamento internona haste principal, torna possível utilizar um passo menor, e assim conduz aum torque de frenagem que é mais baixo para uma dada força de frenagemsobre a haste auxiliar. Os meios de freio podem assim frear o mancai rotativo diretamente sem passar, como no documento FR 2.895.483, através de umelemento multiplicador que aumentar a velocidade de rotação da parte rotativaque deve ser freada.
Os meios de freio, então, preferivelmente operam em conjuntodiretamente com o mancai rotativo e são do tipo freio magnético.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção pode ser melhor entendida à luz da descrição aseguir com referência às figuras dos desenhos que acompanham, nas quais emadição à figura 1 acima descrita:
A figura 2 é uma meia vista fragmentada em seção diagramática de um atuador que constitui uma configuração particular dainvenção. Referências a partes em comum com aquelas na figura 1 forammantidas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O atuador da invenção mostrado na figura 2 é essencialmente similar ao atuador da técnica precedente mostrado na figura 1.
Ele tem ainda um cilindro 1 no qual uma haste principal 2 émontada para deslizar de maneira telescópica. Uma haste auxiliar 20 émontada para deslizar dentro da haste principal 2 através de um filete éexterno 101 sobre a haste auxiliar 20. Em adição, embora não visível nesta figura, ela tem os mesmos meios de retenção controlados 30, 31, 32, 33 parareter a haste auxiliar 20 em sua posição retraída dentro da haste principal 2,cujos meios não são portanto descritos aqui novamente.
A diferença se situa na maneira na qual a haste auxiliar 20 éguiada dentro da haste principal 2 e na maneira na qual a haste auxiliar 20 éfreada em relação à haste principal 2 quando a haste auxiliar 20 é liberada.
Mais precisamente, a haste auxiliar 20 tem um filete 101 sobrea sua superfície exterior. A haste principal 2 acomoda em sua extremidade ummancai 102 que é montado para girar em relação à haste principal 2 por meiode mancais de esfera 103 e 104. O mancai rotativo 102 é conectado à hasteauxiliar 20 por meio de uma conexão helicoidal reversível através de rolossatélites com filete 105 que se estendem entre a haste auxiliar 20 e o mancairotativo 102, de tal modo que estender a haste auxiliar 20 faz com que omancai rotativo 102 gire.
Assim, o atuador da invenção inclui um mancai rotativo que écolocado na extremidade da haste principal 2 e que centraliza a haste auxiliar20 dentro da haste principal 2. A extremidade da haste auxiliar 20 que seestende dentro da haste principal 2 carrega um mancai liso (não visível aqui)que desliza dentro da haste principal, cuja haste principal agora tem umaparede interna que é lisa. Comparada com a disposição da técnica precedentemostrada na figura 1, os mancais são intercambiados: o mancai rotativo 102está agora colocado na extremidade da haste principal 2 e não mais se movecom a haste auxiliar 20, enquanto o mancai liso está agora colocado naextremidade da haste auxiliar 20 e, portanto, se move com a haste auxiliar 20.
O atuador da invenção compreende meios de freio para frear ahaste auxiliar 20 e cujos meios atuam sobre o mancai rotativo 102 para frearsua rotação. Mais precisamente, os meios de freio compreendem:
• um rotor 106 colocado no mancai rotativo 102 para girarjuntamente com ele. O rotor 106 é aqui feito de ferro puro e acomoda ímãspermanentes 107 que são colocados na periferia do rotor. Em uma variante orotor 106 poderia ser feito de aço magnético. Deveria ser observado que omancai rotativo 102 é constituído de duas porções 108 e 109, a porção 108que carrega o rotor 106 sendo feita de um material que não é magnético, porexemplo, com aço inoxidável não magnético; e• um estator 110 carregado pela haste principal 2 e impedidode girar por meio de uma chave 11. O estator é feito de um material condutornão magnético.
O rotor 106 e o estator 110 interagem de maneira magnética tal que quando o mancai rotativo 102, e assim o rotor 106 giram, um torqueeletromagnético oposto é estabelecido o qual tende a frear a rotação domancai rotativo 102, e assim frear a extensão da haste auxiliar 20. Estes meiosde freios magnéticos são puramente passivos e exercem uma força defrenagem sobre a haste auxiliar 20 que é proporcional à velocidade de rotação do mancai rotativo 102, e assim à velocidade na qual a haste auxiliar 20 estásendo estendida.
Os meios de freio atuam assim diretamente sobre o elementomancai rotativo que está em conexão helicoidal com a haste auxiliar 20.
A invenção não está limitada à descrição acima mas, ao contrário, cobre qualquer variante que venha dentro do âmbito definido pelas reivindicações.
Em particular, embora os meios de freio estejam mostradoscomo sendo de tipo puramente magnético, seria possível utilizar outros meiosde freio, por exemplo, meios de freios de atrito.
Claims (4)
1. Atuador telescópico, compreendendo um cilindro (1) noqual uma haste principal (2) é montada para deslizar de maneira telescópicaao longo de um eixo de deslizamento (X) entre uma posição retraída e umaposição estendida, o atuador telescópio incluindo uma haste auxiliar montadapara deslizar de maneira telescópica na haste principal ao longo de dito eixode deslizamento entre uma posição retraída e uma posição estendida, oatuador incluindo meios de retenção controlados (30, 31, 32, 33) para reter ahaste auxiliar na posição retraída dentro da haste principal, o atuador aindaincluindo meios de freio para frear deslizamento da haste auxiliar na hasteprincipal na direção da extensão, caracterizado pelo fato de a haste auxiliar(20) ter um filete (101) sobre uma superfície exterior, a haste principal (2)carregando em sua extremidade um mancai rotativo (102) que centraliza ahaste auxiliar dentro da haste principal e que opera em conjunto por meio deuma conexão helicoidal reversível com o filete da haste auxiliar de tal modoque a extensão da haste auxiliar faça com que o mancai rotativo gire, os meiosde freio (106, 110) sendo arranjados para frear rotação do mancai rotativodurante a extensão da haste auxiliar.
2. Atuador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de a conexão helicoidal entre a haste auxiliar (20) e o mancai rotativo(102) incluir rolos satélites com filete (105).
3. Atuador de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelofato de os meios de freio compreenderem um rotor (106) carregado pelomancai rotativo (102) e um estator (110) carregado pela haste principal (2), oestator e o rotor estando em interação magnética para gerar um torque opostoquando o mancai rotativo (102) gira.
4. Atuador de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de o rotor (106) carregar ímãs permanentes (107) e o estator (110) serfeito de um material condutor não magnético.
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