BRPI0908979B1

BRPI0908979B1 - Sistema com engrenagem, sendo que a engrenagem compreende ao menos uma tampa de alojamento

Info

Publication number: BRPI0908979B1
Application number: BRPI0908979-9A
Authority: BR
Inventors: Antonius Bader
Original assignee: Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2019-06-04
Also published as: EP2255108B1; US20110017013A1; US9958052B2; DE102008013059B4; EP2255108A1; CN101960177B; DE102008013059A1; BRPI0908979A2; WO2009109320A1; AU2009221282A1; AU2009221282B2; CN101960177A

Abstract

sistema com engrenagem, sendo que a engrenagem compreende ao menos uma tampa de alojamento a presente invenção refere-se a um sistema com engrenagem, sendo que a engrenagem abrange ao menos uma tampa (2) de alojamento, sendo que na tampa (2) de alojamento está prevista uma unidade de sensores (6), na qual estão previstos sensores, sendo que os sensores estão unidos ao menos de forma elétrica com uma unidade de avaliação (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA COM ENGRENAGEM, SENDO QUE A ENGRENAGEM COMPREENDE AO MENOS UMA TAMPA DE ALOJAMENTO.

Descrição:

[001] A presente invenção refere-se a um sistema com engrenagem.

[002] Sabe-se que a engrenagem para montagem de uma roda terminal possui uma concavidade em uma seção do alojamento que pode ser recoberta pela tampa do alojamento.

[003] Portanto a invenção tem como objetivo aprimorar a segurança em instalações.

[004] A tarefa será solucionada no sistema com engrenagem de acordo com a invenção.

[005] Características importantes da invenção no sistema com engrenagem são que a engrenagem abrange ao menos uma tampa de alojamento, [006] sendo que na tampa do alojamento está prevista uma unidade de sensores na qual estão previstos sensores, [007] sendo que os sensores estão unidos ao menos em forma elétrica com uma unidade de avaliação.

[008] Constitui vantagem no caso que a tampa do alojamento pode ser provida pela unidade de sensores de modo rápido e simples com elevado grau de funcionalidade. Assim sendo, uma engrenagem montada dentro de uma instalação pode ser usada em diferentes opções quando as simples tampas do alojamento com uma mera função de fechamento for substituída por uma tampa de alojamento de acordo com a presente invenção, que está unida com a unidade de sensores. Desta maneira, torna-se possível um alto grau de variação em engrenagens que podem ser produzidas com simultâneo menor número possível de componentes. Através da unidade de sensores, podem ser

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2/10 registrados valores de grandezas físicas da engrenagem e, portanto. Esses valores podem ser controlados. Desta maneira pode, portanto, ser majorada a segurança na instalação que abrange a engrenagem. Uma modalidade vantajosa prevê que a tampa do alojamento encobre uma concavidade no alojamento ou ao menos uma parte do alojamento da engrenagem. É vantajoso no caso que por um lado possam ser registrados os valores de grandezas e por outro lado também a função de fechamento fica garantida. Desta maneira, a tampa do alojamento apresenta funções adicionais.

[009] Segundo uma modalidade vantajosa, a unidade de sensores abrange encaixes para os sensores. No caso é vantajoso que a unidade de sensores permita encaixe de sensores e depois possa ser unida, como unidade, de forma rápida e simples com a tampa do alojamento e/ou unidade de avaliação.

[0010] Segundo uma modalidade vantajosa, a unidade de sensores está unida com a tampa do alojamento no lado voltado para o meio ambiente ou a unidade de sensores está conformada inteiriça com a tampa do alojamento. Constitui vantagem na conformação inteiriça se apresenta menor número de interfaces e, portanto, menor esforço de produção, apresentando também menos problemas de vedação. No lado externo a unidade de sensores permite acesso especialmente fácil.

[0011] Segundo uma modalidade vantajosa, a tampa do alojamento é produzida de metal e/ou a unidade de sensores é conformada de outro metal ou de plástico. É vantajoso na versão metálica que pode ser prevista uma blindagem contra irradiação eletromagnética e elevada estabilidade mecânica. A versão de plástico simplifica a produção e reduz os custos e a massa da engrenagem.

[0012] Segundo uma modalidade vantajosa, a unidade de avaliação está unida com a unidade de sensores, especialmente no lado da

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3/10 unidade de sensores que fica voltado para o meio ambiente e/ou a unidade de avaliação está conformada inteiriça com a unidade de sensores. Constitui vantagem no caso que pode ser lograda uma forma de construção robusta e a montagem pode ser realizada de modo rápido e simples.

[0013] Segundo outra modalidade vantajosa, um primeiro sensor será um sensor de vibrações, especialmente para detecção de mancais e/ou pontos endentados com ruído estrutural ali produzido. Constitui vantagem no caso ser possível um controle quanto ao desgaste de mancais e de componentes de endentação.

[0014] Segundo uma modalidade vantajosa, está previsto outro sensor, ou seja, um sensor de aproximação indutivo especialmente para determinar a rotação de um componente endentado. Constitui vantagem, no caso, que o sensor está direcionado para a endentação. Desta maneira encontra-se uma parte da endentação na região sensível do sensor, com o que, a movimentação da endentação produz alterações no sinal do sensor a partir das quais poderá ser determinada uma rotação.

[0015] Em uma modalidade vantajosa está previsto outro sensor, ou seja, um sensor de nível de óleo, especialmente conformado como sensor infravermelho, especialmente para determinação do estado, especialmente da idade do óleo lubrificante da engrenagem. No caso constitui vantagem que o nível do óleo pode ser determinado e isento de contato.

[0016] Segundo uma modalidade vantajosa, está previsto outro sensor, um sensor de torque especialmente como sensor OFW ou DMS, especialmente para a determinação do torque transmitido através de uma árvore da engrenagem. Constitui vantagem no caso que o torque pode ser determinado de forma direta e não apenas de forma indireta através do motor elétrico acionado com abastecimento de

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4/10 transformação.

[0017] Em uma modalidade vantajosa, está conformado outro sensor como sensor de nível de óleo. Constitui vantagem, no caso, do nível de óleo pode ser determinado em caráter adicional, especialmente na dependência do estado operacional. Assim pode ser reconhecido um vazamento.

[0018] Em uma modalidade vantajosa, está previsto outro sensor que determina um deslocamento de um componente da engrenagem. Constitui vantagem, no caso, que danos no mancal ou semelhantes ocorrências, podem ser reconhecidos de forma simples, especialmente quando a correlação do sinal sensorial formado com sinal de um sensor de rotações, sendo controlado.

[0019] Segundo uma modalidade vantajosa, a unidade de avaliação abrange um cronometro especialmente um quartzo oscilante. É vantajoso no caso que valores da velocidade de giro podem ser determinados a partir dos impulsos do componente de endentação movido pela endentação móvel.

[0020] Em uma modalidade vantajosa, a unidade de avaliação está conformada inteiriça com a unidade de sensores. Constitui vantagem, no caso, ser possível produzir uma unidade compacta e robusta que pode ser unida de forma rápida e simples com a tampa do alojamento.

[0021] Em uma modalidade vantajosa, a unidade de avaliação abrange meios de indicação e/ou interfaces e/ou está conformada como participante de um integrante de barramento (Bus) de um sistema de barramento (Bus). Vantajosamente sucede, no caso, que uma transferência das informações detectadas, está prevista para um computador central.

[0022] Segundo uma modalidade vantajosa, a tampa do alojamento abrange uma concavidade para um sensor. É vantajoso, no caso,

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5/10 que o sensor pode ser previsto de forma protegida.

[0023] Outras vantagens resultam das concretizações.

Relação Numérica de Componentes

Unidade de Avaliação

Tampa

Sensor de Oscilações

Sensor Indutivo de Aproximação

Sensor de Temperatura

Unidade de Sensores

Meios Indicadores

Interface, Saídas

Árvore de Entrada da Engrenagem

Alojamento de Engrenagem

Árvore de Impulsão

Componente Endentado, Especialmente Roda Dentada [0024] A invenção será agora explicitada com base nas ilustrações:

[0025] Na figura 1 está esboçada simbolicamente uma engrenagem de acordo com a invenção, sendo mostrada apenas a roda terminal como o componente endentado 12 e também árvores intermediárias não são mostradas.

[0026] A roda dentada 12 está unida com fecho devido à forma com a árvore de impulsão 11, especialmente à prova de giro por meio da conexão de mola de ajuste. A árvore de impulsão 11 e a árvore de entrada 9 estão montadas através de mancais dentro do alojamento da engrenagem 10.

[0027] O alojamento de engrenagem 10 apresenta uma concavidade, pela qual pode ser introduzido o componente endentado 12, podendo assim ser montado. Esta endentação pode ser fechada sendo a tampa 2 unida com o alojamento da engrenagem. De preferência se

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6/10 rão usados para tanto conexões separáveis, como conexões rosqueadas. Além disso, está previsto na tampa uma vedação que possibilita uma conexão com um tipo de proteção elevado, evitando uma saída de lubrificante da engrenagem.

[0028] Em vez de uma simples tampa que apenas exerce a função de fechamento, na figura 1 está representada uma tampa especial 2, sobre a qual pelo lado externo pode ser conectada uma unidade de sensores 6 nas quais está acoplada uma unidade de avaliação 1 com meios indicadores 7 e com uma interface 8, como uma interface de barramento (Bus) de campo com saídas.

[0029] A unidade de avaliação 1 está unida com os sensores e avalia sinais sensoriais das unidades. Como sensor é mostrado, por exemplo, um sensor de oscilações 3 que pode ser conformado como um sensor de aceleração e que detecta oscilações, como por exemplo, ruído estrutural. Desta maneira fica viabilizado um controle do estado dos mancais e das endentações do ponto de endentação da engrenagem. A tampa 2 apresenta para o efeito de ligação com o sensor de oscilações uma superfície trabalhada, com a qual o sensor poderá ser posto em contato, especialmente com elevada força de compressão visando atingir perda reduzida de sinal.

[0030] Como sensor adicional é mostrado um sensor de aproximação indutivo 4 que está previsto voltado na direção da endentação da roda endentada 12. Desta maneira fica viabilizado para a unidade de avaliação determinar as rotações do componente endentado. A tampa 2 apresenta uma concavidade para a transfixação do sensor de aproximação indutivo 4, onde esta unidade está unida em forma justaposta. Além das rotações também podem ser determinados percursos de ângulos cobertos, número das rotações globais ou semelhantes valores. Com os valores determinados pela unidade de avaliação poderá ser realizado um comando de processo, sendo que o motor elétrico que

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7/10 propulsiona a engrenagem pode ser usado como componente regulador.

[0031] Além disso, está previsto um sensor de temperatura 5, o qual, também está previsto em uma concavidade da tampa 2 e que detecta a temperatura de um componente, como a endentação de um componente endentado ou lubrificante da engrenagem. De preferência, o sensor de temperatura 5 está conformado como sensor infravermelho e, portanto, está em condições, não obstante a grande distância para lubrificantes que se acumulam na parte inferior na engrenagem preferencialmente, como por exemplo, óleo lubrificante, detectarem a temperatura do lubrificante. De modo alternativo, o sensor de temperatura está conformado com uma vara longa e se estende, portanto desde a tampa 2 acima montada até a engrenagem no coletor de óleo embaixo. No ultimo caso mencionado, a temperatura também pode ser determinada de maneira de custo vantajoso pela determinação da resistência única de um material sensorial, sendo que este material sensorial é posto em contato térmico com o lubrificante da engrenagem.

[0032] Por meio da unidade de sensores 6 que recebe os sensores, onde a unidade de avaliação 1 está ligada, é viabilizada uma produção rápida e simples, especialmente uma ligação rápida e simples dos sensores com a tampa 2. No caso, a tampa 2 é produzida, por exemplo, de fundição sob pressão de alumínio ou de fundição de aço e a unidade de sensores é produzida, por exemplo, de plástico.

[0033] Outros sensores podem ser previstos na unidade de sensores.

[0034] Por exemplo, pode ser previsto um sensor de torque que através de um elemento previsto em uma árvore ou em uma parte endentada e sensível à expansão, como uma tira medidora de expansão de sensor DMS ou OFW, detectando a torção. A consulta isenta de

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8/10 contato do sensor de torque possibilita a colocação do sensor de torque no componente giratório. Para a transmissão isenta de contato dos sinais do sensor, em DMS é possível um acoplamento indutivo, sendo que os sinais do sensor são conduzidos para o enrolamento primário e a tensão da unidade de avaliação que se apresenta no enrolamento secundário previsto na tampa 2 ou no alojamento da engrenagem é conduzida para a unidade de avaliação. Para a transferência isenta de contato dos sinais de sensores, em OFW na tampa está prevista uma antena para transmitir os pulsos de consulta e a recepção dos sinais de resposta. Desta maneira até mesmo sensores OFW podem ser previstos no interior da engrenagem cujos sinais podem ser alocados de forma inequívoca através de uma informação de identificação.

[0035] Através dos sensores de torque torna-se possível um comando do processo, um controle quanto à ultrapassagem do torque máximo admissível e outro controle de estado da engrenagem, especialmente, pela unidade de avaliação.

[0036] Em vez dos sensores OFW ou DMS também podem ser previstas magnetizações adequadas no componente de endentação ou em uma árvore da engrenagem e por meio de sensores sensíveis ao campo magnético podem ser detectados e desta maneira pode ser determinado o torque.

[0037] Além disso, como sensor poderá ser previsto um sensor de nível de óleo, a partir de cujos sinais a unidade de avaliação determina um valor de indicação de troca de óleo, ou seja, a indicação da unidade de avaliação produz uma informação sobre a necessidade de uma troca de óleo para a engrenagem.

[0038] Como sensor adicional, está previsto um sensor para a detecção do nível de óleo.

[0039] Além disso, também poderá ser previsto um sensor que de

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9/10 tecta um deslocamento dos componentes da engrenagem, por exemplo, de uma árvore ou de um componente endentado. Por exemplo, pode ser usado para tanto um sensor de distanciamento indutivo que controla a orbita das árvores, ou seja, o volume ocupado pelo material da árvore. Se a partir desse sensor de distanciamento for determinada uma oscilação da distância da árvore, isto permite concluir que existe um desgaste de mancal. Especialmente quando o tempo decorrido da oscilação com as rotações da árvore estiver correlato, terá sido realizada uma detecção de falha segura do desgaste do mancal. A correlação será no caso determinada pela unidade de avaliação, para a qual, também é alimentada uma informação sobre as rotações, por exemplo, através de um sensor indutivo que está voltado para os dentes de um componente endentado. Em ampliação é até mesmo possível, poder fazer conclusões apenas baseado neste ultimo sensor mencionado com relação ao desgaste de mancal, sendo que este sinal é controlado quanto a uma correlação de dois componentes de frequência que se diferenciam apenas em um fator de número inteiro que corresponde ao número dos dentes da roda dentada.

[0040] A unidade de avaliação também abrange um cronômetro, como um relógio de circuito oscilante de quartzo e/ou um relógio integrado com cuja informação temporal são realizadas as determinações acima mencionadas.

[0041] Em outra modalidade vantajosa a unidade de avaliação é abastecida de uma energia perdida da engrenagem, como por exemplo, por um elemento peltier, pelo qual é conduzido o calor a ser liberado para meio ambiente. Alternativamente é realizado o abastecimento a partir de um gerador integrado na engrenagem, por exemplo, sendo que na parte giratória é previsto um imã ou um comando de imã e um enrolamento de bobina está prevista ao redor de sua região magnetizada a partir da qual a unidade de avaliação pode ser abastecida.

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10/10 [0042] Em outra modalidade vantajosa, a unidade de avaliação abrange meios de alimentação através dos quais podem ser registrados parâmetros. Interfaces também são cobertas pela unidade de avaliação. Além disso, a unidade da avaliação pode ser montada na tampa do alojamento da engrenagem.

[0043] Em outro exemplo de execução de acordo com a invenção, a unidade de sensores está configurada inteiriça com a tampa 2.

[0044] Em outro exemplo de execução de acordo com a invenção, a unidade de avaliação 1 está conformada inteiriça com a unidade de sensor 6 e/ou com a tampa 2.

[0045] Em outro exemplo de execução de acordo com a invenção, sensores OFW também são empregados para registro da temperatura e registro de outras grandezas físicas da engrenagem. No caso, o sinal de resposta de cada sensor por meio de uma informação de identificação pode ser alocado de forma inequívoca. Neste exemplo de execução, terá de ser previsto, portanto na tampa 2 apenas uma concavidade para a transfixação da antena.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema com engrenagem, sendo que a engrenagem compreende ao menos uma tampa (2) de alojamento, em que na tampa (2) do alojamento está prevista uma unidade de sensores (6) na qual estão integrados sensores em receptáculos correspondentes, sendo que os sensores estão unidos ao menos de forma elétrica com uma unidade de avaliação (1), caracterizado pelo fato de que

- um primeiro sensor é um sensor de oscilações (3),

- um outro sensor é um sensor de temperatura de óleo (5) e/ou um sensor de idade de óleo,

- um outro sensor é um sensor de torque, ou

- um outro sensor é um sensor de nível de óleo, sendo que a unidade de sensores (6), no lado da tampa (2) do alojamento voltado para o meio ambiente, está unida com esta a tampa (2) ou a unidade de sensores (6) está conformada inteiriça com a tampa (2) do alojamento, sendo que a unidade de avaliação (1) está unida com a unidade de sensores (6), a qual apresenta um meio indicador (7), uma interface (8), como interface de barramento, e saídas, sendo que a tampa (2) do alojamento compreende uma concavidade para um sensor, sendo que a tampa (2) do alojamento apresenta uma superfície trabalhada, com a qual o sensor de oscilações (3) está em contato, sendo que a unidade de avaliação (1) está conectada com a unidade de sensores (6) no lado da unidade de sensores (6) voltado para o ambiente.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tampa (2) do alojamento encobre uma concavidade no alojamento ou ao menos em uma parte do alojamento da engrenagem.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a tampa (2) do alojamento é formada de metal.

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4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de sensores (6) é de outro metal para blindagem ou é conformada de plástico.
5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (1) é conformada inteiriça com a unidade de sensores (6).
6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor é utilizado para detecção de ruídos estruturais produzidos por mancais e/ou componentes endentados (12).
7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um outro sensor é um sensor de aproximação indutivo, especialmente para determinação do giro de um componente endentado (12).
8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um outro sensor é um sensor de nível de óleo, especialmente executado como sensor infravermelho, especialmente para a determinação da condição do óleo de lubrificação da engrenagem.
9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sensor de torque é executado como sensor OFW ou DMS, especialmente para determinação do torque transmitido através de um eixo da engrenagem.
10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que está previsto outro sensor que determina um deslocamento de um componente da engrenagem.
11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (1) compreende um cronômetro, especialmente um quartzo osciPetição 870180136594, de 01/10/2018, pág. 15/20

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12. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (1) é formada inteiriça com a unidade de sensores (6).
13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (1) compreende meios indicadores (7) ou é formado como um participante de barramento de um sistema de barramento.
14. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (1) é abastecida com uma energia de perda da engrenagem, especialmente

- através de um elemento Peltier, através do qual o calor a ser dissipado no ambiente é conduzido, ou

- através de um gerador integrado na engrenagem, especialmente em que um ímã ou uma magnetização é fornecida na parte giratória e um enrolamento de bobina cooperando com esse ímã ou magnetização, do qual a unidade de avaliação (1) é abastecida.