PT88763B

PT88763B - Veiculo

Info

Publication number: PT88763B
Application number: PT88763A
Authority: PT
Inventors: David John Knight
Original assignee: Bamford Excavators Ltd
Priority date: 1987-10-15
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1993-12-31
Also published as: EP0312390B1; GB8913269D0; GB2218528B; DE3870136D1; GB2218528A; WO1989003361A1; EP0341276A1; EP0312390A1; GB8724206D0; CA1326695C; PT88763A; ATE74876T1

Description

Veículo com rodas e meios para detectar uma carga transmitida através de uma parte de suporte da carga ãs rodas

A presente invenção refere-se a um veículo do tipo que possui rodas, tais como rodas que rolam na estrada ou rodas de guia/accionamento de lagartas, e meios para detectar uma carga, tal como o peso do veículo transmitido através de uma parte de suporte' da carga, para as rodas em contacto com o solo. Designar-se-ão de aqui em diante tais veículos por veículos do tipo especificado.

Segundo um aspecto da presente invenção, proporciona-se um veículo do tipo especificado no qual os meios de detecção da carga estão montados numa posição mais próxima das rodas em contacto com o solo do que um eixo longitudinal central do veículo.

De preferência, os ou cada um dos meios de detecção da carga compreende uma célula de carga que proporciona uma ligação estrutural entre o veio e um cubo mcntado no mesmo, de modo que a carga é transmitida através da célula para o cubo.

A presente invenção é particularmente aplica2 vel a um veículo com um veio oscilante no qual a ligação entre o veio e um corpo do veículo é feita por meio de um único pemo de carga que permite ao eixo oscilar em resposta ao terreno sobre o qual o veiculo se desloca.

Porém, a presente invenção pode aplicar-se a outros tipos de veículo, conforme as necessidades.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, proporciona-se um veículo do tipo especificado no qual as rodas estão montadas em cubos que são suportados em veios do veículo, estando um meio sensor de carga montado junto pelo menos a um dos cubos do veículo.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, proporciona-se um veio para um veículo segundo o primeiro ou o segundo aspectos da presente invenção, incluindo o veio nm sensor de carga para determinar o peso transmitido do veio para o solo.

Descreve-se a seguir a presente invenção com o auxílio dos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, uma vista de lado de um veículo que pode incorporar a presente invenção;

A fig. 2, uma vista de lado, parcialmente em corte, do veio de direcção da fig. 1;

A fig. 3, uma vista em planta do veio da fig. 2; e

A fig.

corte do veio da fig.

4, uma vista ampliada da parte em

2.

Com referência aos desenhos, um veículo (10) que pode incorporar a presente invenção compreende um veiculo de carga que tem um braço de carga (11) montado num corpo (12) podendo mover-se em tomo de um eixo (13), por meio de actuadores hidráulicos (14).

corpo tem dois pares de rodas (15) e (16) assentes no solo, sendo o par traseiro (16) móvel para dirigir o veículo, enquanto as rodas (15) são fixas.

Um operador pode conduzir o veículo (10) e operar os actuadores (14) a partir de uma cabina (18).

braço de carga (11), neste exemplo, é do tipo telescópico, tendo uma parte de base (19) que é fixa relativamente ao eixo de rotação (13), e uma parte que pode mover-se telescopicamente (20), por meio dos actuadores hidráulicos com a parte da base (19) (não representada), suportando a parte móvel telescopicamente (20) na sua extremidade mais exterior forquilhas de carga (21). Compreende-se que, em alternativa às forquetas de carga (21), pode proporcionar-se qualquer acessório desejado, tal como um balde.

Um tal braço de carga (11) é capaz de elevar cargas até uma altura considerável relativamente ao corpo (12) do veículo e, por extensão da parte móvel telescopicamente (20) para a frente, as cargas podem ser movidas atê uma distância considerável do corpo do veículo (12).

As forquetas de carga (21) podem ser deslocadas relativamente à parte móvel telescópica (20) em tor4

no de um eixo de rotação (17), por um outro actuador (22) mais uma vez operado a partir da cabina do condutor (18), e/ou ser operado automaticamente quando a lança (11) é levantada e baixada para manter aa forquetas (21) numa atitude nivelada, como se representa.

Os entendidos na matéria compreenderão que o veículo tem de ser concebido de maneira particular para proporcionar uma estabilidade máxima na direcção proa-ré em todo o domínio de trabalho do braço (11) para uma carga máxima especificada.

Se o operador fizer com que o braço (11) eleve uma carga que exceda um valor máximo de segurança, o veículo (10) pode tomar-se instável, pelo menos quando a carga for deslocada para fora para além de um limite de segurança^ quando a parte móvel telescopicamente (20) for por exemplo deslocada telescopicamente para a frente.

Constitui portanto uma prática convencional proporcionar um indicador de carga de segurança para fornecer um aviso ao operador se, por exemplo, a carga se deslocar para fora no sentido da seta (A) na fig. 1, relativamente ao corpo (12), para além de um limite de segurança.

veículo (10) tem um veio traseiro rigido (23) (fig. 2 a 4) que suporta as rodas (16) em cubos (30).

veio (23) está articulado no corpo (12) por forma a rodar em tomo de um eixo de rotação central (25) único, como ê convencional. Anteriormente, constituiu una prática usual proporcionar extensómetros no pemo de carga. Utilizando estes extensómetros, pode determinar-se o peso do veículo no veio traseiro (23) transmitido através do pemo, para dar uma indicação ao operador sobre a maneira como a carga está a modificar o equilíbrio do veículo.

Mas tais dispositivos convencionais de detecção da cerga são restritivos e apenas podem ser usados com este tipo de dispositivo de montagem do veio e, alêm disso, tais dispositicos sensores convencionais têm-se mostrado pouco preciosos.

Segundo a presente invenção, não se usam extensómetros num pemo de carga no eixo de rotação (25), mas sim, neste exemplo, duas células de carga (26), uma em cada uma das extremidades opostas do veio (23), em posições afastadas para fora em relação ao eixo (25), junto de cada um dos cubos (30) previstos para as rodas (16).

A construção de cada extremidade do veio (23) é substancialmente idêntica, mas simetricamente oposta, dando-se portanto apenas uma descrição pormenorizada da extremidade do veio (23) representado num corte transversal parcial na fig. 2.

Com referência particular às fig. 2 e 3, pode ver-se que o veio (23) é um veio motor, com uma caixa (27) para uma roda dentada e uma coroa dentada, ligadas em (28), através de uma transmissão apropriada, a um motor do veículo (10). No interior do veio (23), semieixos (não representados) estendem-se atê um cubo (30) respectivo em cada extremidade, através de uma união universal (31), de modo que uma parte exterior (30a) do cubo (30) que recebe a roda pode ser accionada, através de uma união de velocidade constante no interior do cubo (30). 0 cubo (30) contêm igualmente os travões, como é convencional, embora, em alternativa, estes possam ser proporcionados para travar os semieixos, o que é igualmente convencional.

Neste exemplo, o veio (23) está ligado ao corpo do veículo (12) por um perno de carga que é recebido numa bossa de articulação (33), de modo que o veio (23) pode oscilar em tomo do eixo (25), embora, como no seguimento se tornará evidente, possam usar-se outros tipos de veio, como for necessário.

Cada um dos cubos (30) pode ser movido em torno de um eixo (34) genericamente vertical, para a direcção, estando os cubos (30) em cada uma das extremidades do veio (23) ligados a uma barra de direcção (35), que pode ser movida por um mecanismo de pinhão e cremalheira, ou por actuadores hidráulicos, conforme for necessário, sob o controlo do condutor.

Fazendo agora referência à fig. 4, nela está representada a montagem do3 cubos, numa escala maior, tendo sido removidas algumas peças, para maior clareza.

cubo (30) compreende duas peças (36) afastadas, de montagem dos rolamentos, que recebem entre si a extremidade (37) do veio, que tem a configuração de uma calha, recebendo, em utilização, a abertura da calha uma união universal (31), que não está representada.

As abas da calha que forma a extremidade (37)

apresentam, cada uma, taças (33) que se estendem para fora., e células de carga (26) estão colocadas nas taças (33) entre as abas da extremidade (37) do veio em forma de calha e as peças (36) do cubo (30) para montagem dos rolamentos.

Esta disposição é uma disposição conveniente porque, em utilização, quando se viram os cubos (30), as células de carga (26) mantêm-se fixas, facilitando desse modo o estabelecimento de ligações eléctricas às células de carga (26).

Contudo, se for necessário, as extremidades do veio (23) podem ter taças voltadas para dentro para receber as células de carga sendo as células de carga (26) móveis com os cubos (30).

As peças (36) de montagem dos rolamentos têm, cada uma, uma tampa de retenção (40) que pode ser apertada por parafusos (41) para fixar os rolamentos (42) na sua posição de modo que o cubo (30) possa rodar como um todo em torno do eixo (34).

De preferência, as tampas (40) recebem uma tensão para baixo pelos parafusos (41) para aplicar um prê-esforço aos rolamentos (42), de modo que, em utilização, quer a célula de carga superior, quer a inferior estão sempre no estado de compressão.

Pode ver-se que as células de carga (26) compreendem, cada uma, uma peça do rolamento (43) à qual se encostam os rolamentos (42), em tomo de uma peça (44) de menor diâmetro que é recebida pelas peças (36) de montagem dos rolamentos, e uma peça (45) de maior diâmetro recebida ί

i na taça (3θ) respectiva da extremidade (37) do veio em forma de calha. Assim, há um pequeno intervalo proporcionado entre as peças (3ó) de montagem dos rolamentos e a extremidade (37) do veio em forma de calha, para proporcionar um movimento livre do cubo (30) em torno do eixo (34).

peso do veículo (10) sobre o eixo (23) trans mite-se assim ao solo através das duas células de carga (26).

Como o peso efectivo do veículo sobre o veio traseiro (23) varia, por exemplo quando as forquetas (21) são carregadas ou descarregadas, a variação da compressão das células de carga (26) será uma indicação da variação da carga. Quando a carga transmitida através do veio (23) ao solo aumenta, aumentará a compressão da célula de carga inferior (26) e diminuirá a compressão da célula de carga (26) superior.

Cada uma daa células de carga (26) tem uma câmara interior (50) e uma passagem (51) que se estende da câmara (50) para peimitir que se façam ligações eléctricas com o dispositivo (54) de medição por proximidade capacitivo ou indutivo, montado na câmara (50). 0 dispositivo (54) pode medir a distância do dispositivo (54) a uma parede (53) da câmara, com uma grande precisão. Quando a célula de carga (26) for submetida a uma variação de compressão, essa distância variará de um valor que depende da grandeza da variação do peso efectivo no veio (23), quando a célula de carga for deformada pela carga. A célula (26) inclui vá- 9 rias passagens (52) dispostas genericamente num anel em torno do sensor (54), donde resulta que as variações da carga na célula (26) produzem variações da distância entre o sensor (54) e a parede (53) maiores do que as obtidas noutras condições.

Cada um dos dispositivos de medição de proximidade (54) está ligado num circuito electrónico disposto para funcionar da seguinte maneira;

Quando o veículo (10) está carregado com uma carga superior à carga de segurança, ou se a carga se deslocar para demasiadamente longe do corpo do veículo (12) de modo a tornar o veículo (10) potencialmente instável, o intervalo entre o dispositivo (54) e a parede da câmara (53) da célula de carga superior (26) fechar-se-á, enquanto o intervalo entre o pemo (52) e a parede oposta da câmara (53) da célula de carga inferior (26) abrir-se-á mais do que um valor de limiar dado e o circuito elêctrico no qual estão ligados os dispositivos (54) de medição de proximidade pode dar assim um aviso ao operador de que o veículo está a tornar-se instável ou, além disso, o circuito elêctrico pode actuar por forma a impedir que o operador continue a acção que está a produzir a instabilidade, por exemplo impedindo a continuação do movimento telescópico da parte (20) da lança (11) para fora, quando a carga estiver a mover-se para fora.

No exemplo descrito, cada um dos veios (23) pode levar quatro células de carga (26), duas em cada extre10

midade, e o circuito eléctrico pode estar disposto para fazer a média das leituras de cada um dos dispositivos de medida por proximidade (54) para proporcionar uma indicação contínua muito rigorosa relativamente ao peso efectivo actual do veículo transmitido ao solo através do veio (23).

S evidente que, se se desejar, quando for necessária apenas uma determinação menos rigorosa, pode proporcionar-se apenas uma célula de carga (26) em cada extremidade do veio (23), ou mesmo uma única célula de carga apenas numa das extremidades.

Porém, proporcionando uma célula de carga ou duas células de carga em cada extremidade, pode obter-se uma precisão suficiente para não só detectar se o veículo está a tornar-se instável, como também obter uma medida de carga estática e/ou dinâmica do conjunto do veículo de modo que pode determinar-se o peso actual de uma carga.

Pode ser necessário proporcionar uma ou mais células de carga (26) no veio que suporta as rodas dianteiras (15), quando tal medida for necessária, de modo que se pode medir o peso total do veículo (e carga) nos veios dianteiro e traseiro.

Compreender-se-á que o tipo efectivo de célula de carga usado pode ser escolhido em função do peso geral a que essas células devem responder e do rigor pretendido. As células de carga são geralrnente conhecidas e a construção pormenorizada da célula de carga usada não tem particular importância para a presente invenção, desde que a célula de carga esteja adaptada para ser montada, como se descreveu, mais próxima do cubo (30) da roda do que do centro (25) do veio (23).

Proporcionando uma célula de carga em cada extremidade de um veio (23) rígido e não oscilante, tal como o veio dianteiro do veículo (10) que suporta as rodas (15), não só se pode determinar a estabilidade da máquina (10) numa direcção proa-ré como, por comparação de diferentes leituras das células de carga (26) em cada extremidade do veio, pode controlar-se a estabilidade lateral do veículo, que é particularmente importante num veículo no qual, por exemplo, uma carga possa deslocar-se lateralmente em relação ao veículo, tal como na direcção proa-ré.

Assim, a presente invenção pode ser usada não só num veículo de carga como o representado em (10) na fig. 1, como em qualquer veículo de carga/escavação, ou mesmo num veículo rodoviário tal como um camião ou um reboque quendo for necessário controlar a estabilidade do veículo por exemplo durante a carga ou descarga e/ou quando se pretender determinar o peso efectivo da carga do veículo.

Embora a presente invenção tenha sido descrita para utilização particular com um tipo oscilante da construção do veio, ela pode ser utilizada numa disposição de veio suspenso, desde que as células ou célula sejam posicionadas junto dos cubos que suportam as rodas assentes no solo ou as rodas motrizes directoras de um veículo com lagartas, de modo que a célula ou células de carga sejam sensíveis ao peso actual do veículo transmitido ao solo através dos meios que estão em contacto com o solo.

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Claims

Reivindicações

1. - Veículo que possui rodas e meios para detectar uma carga transmitida através de uma parte de suporte da carga ãs rodas, caracterizado por os meios sensores da carga serem montados numa posição mais próxima das rodas do que de um eixo longitudinal central do veículo.
2. - Veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada par de rodas ser suportado num cubo montado num veio e por os meios sensores da carga serem proporcionados entre pelo menos um dos cubos e o veio.
3. - Veículo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as rodas serem móveis para efectuar a direcção do veículo, sendo os cubos em cada uma das extremidades do veio móveis em torno de eixos geralmente verticais e estando os meios sensores da carga posicionados genericamente em pelo menos um dos eixos geralmente verticais ou adjacentes ao mesmo.
4.- Veículo de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado por o meio sensor ou cada um dos meios sensores da carga compreender uma célula de carga que proporciona uma ligação estrutural entre o veio e o cubo de modo que a carga é transmitida através da célula para o cubo.
5. - Veiculo de acordo com a reivindicação 4, quando dependente da reivindicação 3, caracterizado por se proporcionar um par de células de carga entre cada uma das extremidades do veio e os cubos respectivos, tendo cada uma das células de carga partes que se estendem axialmente proporcionando superfícies de apoio para rolamentos entre a célula de carga e o cubo.
6, - Veículo de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado por a célula ou cada uma das células compreender um dispositivo de medição de proximidade capacitivo ou indutivo, que mede as variações da dimensão da célula de carga.
7, - Veículo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a dimensão medida ser uma distância do dispositivo de medição de proximidade a uma parede de uma câmara no interior da célula de carga.
8. - Veículo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se proporcionar um veio oscilante,

-14sendo a ligação entre o veio e um corpo do veículo feita por meio de um perno de carga único que permite ao veio oscilar.
9. - Veículo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o veio com o qual os meios sensores de carga estão associados ser um veio accionado tendo meios para proporcionar o accionamento às rodas.
10. - Veículo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por ser um veículo do tipo de carga tendo um braço de carga para permitir que uma carga seja deslocada para fora relativamente ao corpo do veículo.
11. - Veículo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os meios sensores da carga estarem ligados a um circuito eléctrico que detecta variações na carga transmitida pelo sensor de carga, quando o veículo é carregado e quando uma carga é deslocada pelo braço para fora relativamente ao corpo do veículo.
12. - Veículo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios sensores da carga serem proporcionados associados com cada roda do veículo, de modo que pode determinar-se o peso total do veículo e de qualquer carga suportada pelo mesmo.
13.- Veículo que possui rodas e meios para detectar uma carga transmitida através de uma parte que suporta a carga para as rodas, estando as rodas montadas em cubos que são suportados em veios do veículo, caracterizado por os meios sensores das cargas estarem montados junto de pelo menos um dos cubos do veículo.
14.- Veio para um veículo que possui rodas e meios para detectar uma carga transmitida através de uma parte que suporta a carga para as rodas, caracterizado por incluir um meio de detecção da carga para determinar o peso transmitido do veio para o solo,

Lisboa, 14 de Outubro de 198G O Agenfs Oriacii da Proprisdaáa Indusfriçl

-16RESUMO

VElCULO