ITTO960023A1

ITTO960023A1 - Dispositivo ottico per il rilevamento di dati di posizione e/o velocita' di rotazione relativa degli anelli di un cuscinetto

Info

Publication number: ITTO960023A1
Application number: IT96TO000023A
Authority: IT
Inventors: Paolo Audagnotto; Mario Micca
Original assignee: Skf Ind Spa
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-18
Also published as: EP0785436B1; KR100440761B1; ITTO960023A0; JPH09297151A; EP0785436A1; IT1284323B1; DE69632946T2; US5859426A; DE69632946D1

Abstract

Si tratta di originali gabbioni in rete metallica,rotatori relativi e/o posizioni angolari relative , i cigli stradali, ferroviari ed altro, le paretisitivo comprende una ruota codificatrice (13) che evitando accidentali erosioni e franature.-I gabbla ruota è accoppiata ad un codificatore ottico (1ili dopo la compattazione della terra introdotta ende un disco di materiale riflettente sul quale è are un tessuto anche pregerminato per accelerare ld esempio finestre; il codificatore ottico (12) cossere scelta anche fino a 0° gradi.- la ruota codificatrice (13) e mezzi fotoelettrici in grado di captare tali emissioni luminose.

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Dispositivo ottico per il rilevamento di dati di posizione e/o velocità di rotazione relativa degli anelli di un cuscinetto volvente.

DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si pone nel settore dei dispositivi atti a rilevare dati di posizione angolare, velocità di rotazione, ecc. tra due organi in rotazione relativa; in particolare, la presente invenzione riferisce ad un dispositivo di tipo ottico per il rilevamento di dati di posizione e/o velocità di rotazione relativa degli anelli di un cuscinetto volvente .

Sfondo dell'Invenzione

Sono attualmente noti cuscinetti volventi dotati di dispositivi di rilevamento atti a produrre un segnale indicativo del movimento e/o della posizione di uno dei due anelli del cuscinetto rispetto all'altro. I dispositivi di rilevamento comprendono un generatore mobile di impulsi ed un sensore fisso; l'elemento generatore di impulsi, anche noto con il termine anglosassone impulse ring, è fissato all'anello rotante e trascinato in rotazione da questo. Tale generatore è solitamente un anello dentato o magnetizzato che viene montato sulla parte rotante che si vuole tenere sotto controllo, mentre il sensore, in genere del tipo ad effetto Hall, viene installato su una parte fissa così da rimanere operativamente affacciato alla zona dentata o magnetizzata del generatore di impulsi ad una distanza prefissata, comunque nelle immediate vicinanze di questo.

Nonostante i dispositivi del tipo suddetto presentino un funzionamento soddisfacente, essi hanno un limite nel numero di impulsi/giro che sono in grado di trasmettere. Ciò si traduce in un limite nel numero e/o nel tipo di informazioni ottenibili da quel dispositivo di rilevamento.

Un altro inconveniente incontrato dai dispositivi di rilevamento dì tipo noto è che la sporcìzia che inevitabilmente si va a depositare sui suoi componenti può tendere nel tempo ad inficiarne il funzionamento corretto. Inoltre, questi dispositivi non sono adatti a lavorare in presenza di elevate temperature, per cui la loro applicazione è preclusa in alcuni settori.

In aggiunta, ad esempio nei casi in cui il cuscinetto è quello applicato al mozzo della ruota di un veicolo, i campi magnetici di elevata intensità che si creano tenderanno ad attrarre particelle metalliche sul cuscinetto.

Un inconveniente ulteriore è costituito dal costo piuttosto elevato di delle ruote magnetiche e dei sensori ad effetto Hall.

Sintesi dell'invenzione

Scopo della presente invenzione e di realizzare un dispositivo per rilevare movimenti rotatori in grado di sopperire ai suddetti limiti ed inconvenienti tipici della tecnica nota. In particolare, si vuole realizzare un dispositivo versatile, adatto a molteplici applicazioni e di costi di produzione bassi .

Questo ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo di rilevamento in cui sono previsti mezzi generatori di impulsi, costituiti da una ruota codificatrice, e mezzi sensori costituiti da un codificatore ottico.

Breve descrizione dei disegni

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di alcune forme di realizzazione preferite ma non limitative del dispositivo secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:

la FIG. la è una vista parziale in sezione assiale di una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione;

la FIG. lb è una vista frontale secondo la freccia A di FIG. 1; e

le FIGG. 2 e 3 sono rispettive viste parziali in sezione assiale di una seconda e di una terza forma di realizzazione alternativa del dispositivo dell'invenzione.

Descrizione dettagliata delle forme di realizzazione preferite

Facendo inizialmente riferimento alle figure la e lb, con i numeri 10 e 11 sono indicati rispettivamente l'anello esterno non rotante e l’anello interno rotante di un cuscinetto volvente. Secondo la presente invenzione, sull'anello esterno stazionario 10 è montato un sensore di rilevamento comprendente un codificatore ottico, schematicamente indicato con 12, che è operativamente affacciato ad una ruota codificatrice 13 solidale in rotazione all’anello interno rotante 11. Il codificatore ottico 12 comprende un dispositivo fotoelettrico che invia raggi luminosi sulla ruota codificatrice 13 e ne capta le riflessioni. La ruota 13 è un disco di materiale riflettente sul quale è riportata una pluralità di finestre o di altre zone non riflettenti. Quando la ruota gira, queste zone interrompono continuamente la riflessione dei raggi inviati, generando così informazioni di posizione; il dispositivo fotoelettrico 12 converte tali informazioni di posizione in corrispondenti dati digitali che sono trasmessi attraverso un cavo 14 ad una unità di elaborazione (non illustrata) posta in posizione remota.

Nell'esempio delle FIGG. la e lb, il codificatore ottico 12 è alloggiato in un anello di supporto 15 montato risvoltando un bordo 16 di un inserto metallico 17 in una gola 18 dell’anello non rotante la quale è normalmente prevista per permettere il montaggio di schermi ed altri elementi di tenuta come quello indicato con 19 sulla faccia opposta del cuscinetto (FIG. la).

Con riferimento alla variante di FIG. 2, il corpo del codificatore ottico 12 è strutturato a forma di ponte, presentando due rami 12a, 12b in cui sono rispettivamente alloggiati un emettitore (non illustrato per semplicità) di raggi luminosi ed un ricevitore (non illustrato) atto a captare direttamente i raggi provenienti dall’emettitore. La ruota codificatrice 13, del tipo a finestre, è interposta operativamente tra la parte emittente e la parte ricevente, producendo lo stesso effetto di continua interruzione del segnale luminoso diretto dall'emettitore al ricevitore, in modo analogo a quanto discusso con riferimento alla variante di FIGG. la e lb.

Nella forma di realizzazione di FIG. 2 è previsto un dispositivo di tenuta a labirinto 20 montato sull'anello interno rotante 11, avente lo scopo di impedire intrusione di grasso proveniente dal cuscinetto o di altri elementi inquinanti nel dispositivo di rilevamento ottico.

Facendo ora riferimento alla FIG. 3, una ulteriore forma variante della presente invenzione prevede che all'anello interno rotante 11 sia fissata una corona dentata 21 che ingrana con una ruota dentata 22 girevole in un piano sostanzialmente perpendicolare a quello della corona 21. La ruota 22 trascina in rotazione un alberino flessibile 23, che in posizione remota (non illustrata per semplicità) movimenta una ruota codificatrice associata ad un codificatore ottico, analogamente a guanto discusso con riferimento alle figure precedenti.

Questa forma di realizzazione si presta in modo particolare ad essere applicata su cuscinetti che lavorano in ambienti aggressivi, come in presenza di alte temperature, che potrebbero procurare danni al dispositivo di rilevamento ottico. Ad esempio, questa configurazione potrebbe essere adatta ad un cuscinetto a contatto con l'olio caldo della scatola del cambio.

Come si potrà apprezzare, l'applicazione di un dispositivo di rilevamento a sensore ottico su cuscinetti di rotolamento permette di aumentare il numero di impulsi ottenibili ad ogni giro, fino a 2048; migliorando la risoluzione, si possono ottenere più informazioni sulla posizione, sulla velocità, e su altri parametri spazio-temporali.

Inoltre, questo tipo di sensore è poco sensibile alla sporcizia, e permette di affrontare una serie di applicazioni che sono state finora negate proprio perché limitate dalla presenza di sporcizia o di alte temperature; in quest’ultimo caso, il problema è risolto da una configurazione come quella di FIG. 3.

Infine, l'invenzione comporta una consistente riduzione di costi grazie all'adozione di un sensore ottico di tipo noto, un componente economico ed affidabile.

Si intende che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del dispositivo di rilevamento, che è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. L’invenzione è intesa ad abbracciare tutte le varianti comprese nel proprio ambito, così come definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per rilevare movimenti rotatori relativi e/o posizioni angolari relative tra gli anelli (10, 11) di un cuscinetto, del tipo comprendente mezzi (13) generatori di impulsi azionati dall'anello rotante (11) ed accoppiati a mezzi sensori (12) non rotanti, caratterizzato dal fatto che i mezzi generatori di impulsi sono costituiti da una ruota codificatrice e che i mezzi sensori sono costituiti da un codificatore ottico.
2. Dispositivo di rilevamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la ruota codificatrice (13) comprende un disco di materiale riflettente sul quale è riportata una pluralità di zone non riflettenti, il codificatore ottico (12) comprendendo mezzi di emissione atti ad inviare raggi luminosi sulla ruota codificatrice (13) e mezzi fotoelettrici atti a captare i raggi luminosi riflessi da detta ruota.
3. Dispositivo di rilevamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette zone non riflettenti sono costituite da finestre.
4. Dispositivo di rilevamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la ruota codificatrice (13) è una ruota a finestre interposta tra mezzi di emissione di raggi luminosi e mezzi fotoelettrici atti a captare i raggi luminosi direttamente emessi dai mezzi di emissione e passati attraverso dette finestre di detta ruota.
5. Dispositivo di rilevamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la ruota codificatrice (13) è montata sull'anello rotante (11) del cuscinetto mentre il codificatore ottico (12) è montato sull'anello non rotante (10).
6. Dispositivo di rilevamento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un dispositivo di tenuta a labirinto (20) montato sull'anello interno rotante (11), avente lo scopo di impedire intrusione di grasso proveniente dal cuscinetto o di altri elementi inquinanti nel codificatore ottico (12).
7. Dispositivo di rilevamento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la ruota codificatrice (13) ed il codificatore ottico (12) sono collocati in posizione remota dal cuscinetto, la ruota codificatrice essendo collegata all'anello rotante (11) del cuscinetto mediante mezzi flessibili di trasmissione del moto rotatorio .