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ES2897701T3 - Dispositivo de accionamiento electrohidráulico - Google Patents

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ES2897701T3
ES2897701T3 ES14840920T ES14840920T ES2897701T3 ES 2897701 T3 ES2897701 T3 ES 2897701T3 ES 14840920 T ES14840920 T ES 14840920T ES 14840920 T ES14840920 T ES 14840920T ES 2897701 T3 ES2897701 T3 ES 2897701T3
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ES
Spain
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blade
fluid
manifold
drive device
axis
Prior art date
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Active
Application number
ES14840920T
Other languages
English (en)
Inventor
Oswaldo Baasch
Glenn Wethington
Jon Bigley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aventics Corp
Original Assignee
Aventics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aventics Corp filed Critical Aventics Corp
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Abstract

Dispositivo (308) de accionamiento giratorio hidráulico, que comprende: una entrada (327) de fluido; una salida (328) de fluido; una unidad de carcasa que comprende una primera cubierta (312), una segunda cubierta (314), una carcasa principal (318) con una cavidad con unas cámaras principal y secundaria; comprendiendo además el dispositivo de accionamiento giratorio: una unidad giratoria (504) dispuesta al menos parcialmente dentro de la cavidad de la carcasa principal (318), teniendo la unidad giratoria (504) un eje de giro y comprendiendo: un buje (338; 762), solamente dos palas (654, 656): una primera pala (654) que se mueve dentro de la cámara principal para impartir un movimiento giratorio a la unidad giratoria, comprendiendo la primera pala una primera abertura (722) conformada en una primera cara (732) de la primera pala y una segunda abertura (742) conformada adyacente a una cara opuesta (752) de la primera pala (654) y una segunda pala (656) que se mueve dentro de la cámara secundaria, comprendiendo la segunda pala una tercera abertura (723) conformada en una primera cara (733) de la segunda pala (656) y una cuarta abertura (743) conformada adyacente a una cara opuesta (753) de la segunda pala (656); un primer colector (702) que forma una conexión de fluidos entre la cámara de fluido principal y la cámara de fluido secundaria, extendiéndose el primer colector (702) a través de al menos una parte de la primera pala (654) y extendiéndose a través de al menos una parte del buje (338; 762) separada del eje de giro, de modo que el primer colector (702) no interseca con el eje de giro; un segundo colector (703) que forma una conexión de fluidos entre la cámara secundaria y la cámara principal, extendiéndose el segundo colector (703) a través de al menos una parte de la segunda pala (656) separada del eje de giro de modo que el segundo colector (703) no interseca con el eje de giro y una conexión mecánica (332) que está configurada para conectar la unidad giratoria (504) a un dispositivo para su accionamiento en un movimiento giratorio; en donde la primera y la cuarta aberturas (722, 743) están en comunicación de fluidos a través del primer colector (702), la segunda y la tercera aberturas (742, 723) están en comunicación de fluidos a través del segundo colector (703), la primera y la segunda aberturas (722, 742) no están en comunicación de fluidos, y la tercera y la cuarta aberturas (723, 743) no están en comunicación de fluidos, y en donde la primera pala (654) y la segunda pala (656) están desplazadas entre sí según un ángulo inferior a 180 grados con respecto a un eje de giro de la unidad giratoria.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de accionamiento electrohidráulico
SOLICITUD RELACIONADA
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud provisional US 61/871.564, presentada el 29 de agosto de 2013, y titulada “Remote Electro-Hydraulic Actuator”.
CAMPO DE LA DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo de accionamiento electrohidráulico. En particular, la invención se refiere a un dispositivo de accionamiento para accionar y controlar una válvula.
ANTECEDENTES
Los sistemas de control industriales, residenciales y móviles, incluyendo la generación de energía, el transporte, la automoción y la industria aeroespacial, requieren con frecuencia el accionamiento de componentes mecánicos. Los componentes mecánicos de tales sistemas pueden incluir válvulas que deben ser accionadas. Dicho accionamiento se obtiene generalmente mediante componentes y/o sistemas neumáticos, hidráulicos o eléctricos. Existen en general tres tipos diferentes de accionamiento de válvulas por control remoto.
El accionamiento de las válvulas puede llevarse a cabo mediante componentes eléctricos, incluyendo motores de corriente continua de imanes permanentes (PMDC), motores de corriente continua sin escobillas (BLDC), motores paso a paso de corriente continua, solenoides lineales o giratorios. El accionamiento eléctrico es susceptible a la influencia de la temperatura del entorno y presenta diversos problemas, especialmente en aplicaciones móviles, debido a las variaciones en el entorno de funcionamiento y las severas condiciones en el entorno del compartimento del motor/debajo del capó.
El accionamiento de las válvulas también puede llevarse a cabo mediante medios neumáticos o electroneumáticos, usando dispositivos de accionamiento lineales o giratorios controlados neumáticamente. Dichos dispositivos de accionamiento pueden incluir un accionamiento de encendido/apagado o proporcional. Los sistemas neumáticos y electroneumáticos presentan el inconveniente de una reducida precisión de posición, debido a la naturaleza compresible del fluido, normalmente aire de la atmósfera, que se usa para el accionamiento, y de la humedad generada en el sistema de compresor de aire.
Además, las válvulas en sistemas mecánicos pueden ser accionadas mediante medios electrohidráulicos, usando dispositivos de accionamiento lineales o giratorios controlados hidráulicamente. Dichos dispositivos de accionamiento pueden utilizar un control de encendido/apagado o proporcional. Los dispositivos de accionamiento electrohidráulico convencionales utilizan aceite procedente del sistema de lubricación del motor u otros sistemas de asistencia hidráulicos de alta presión. Las presiones de los sistemas de lubricación del motor son de aproximadamente 6,89 bar (100 psi) y varían con la velocidad del motor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Los dispositivos de accionamiento electrohidráulico son conocidos en la técnica anterior. La patente US 7.419.134, de Gruel, se titula "Valve Actuation Assembly". La publicación de patente europea EP 0248986, de Vick et al., se titula "Rotary Vane Hydraulic Actuator". La patente US 5.007.330, de Scobie et al., se titula "Rotary Actuator and Seal Assembly for Use Therein". La patente US 6.422.216, de Lyko et al., se titula "Exhaust Gas Recirculation Valve". La patente US 2.984.221, de Voorhees, se titula "Rotary Actuator", y describe un dispositivo de accionamiento hidráulico oscilatorio o giratorio que incluye palas impulsoras diametralmente opuestas y pasos de fluido individuales que intersecan con el eje de giro. La patente europea EP 1628019, de Beilner, se titula "Vane Actuator with a Pressure Reducing Valve", y describe unas alas de eje de motor oscilantes y canales de fluido que intersecan con el eje de giro. La patente alemana DE 102008 004768, de Bottger et al., se titula "Pressurizing Medium Operated Assembly i.e. Oscillating Motor, has Dirt Retaining Element Arranged at Pressurizing Medium Connectors, Where Impeller and Spline Together with Cylinder, Covers, and Motor Shaft Form Working Chambers", y describe un motor oscilante que incluye alas de eje de motor y canales de fluido que intersecan con el eje de giro. La patente US 3.155.019, de Sterglic et al., se titula "Hot Gas Servo System having Rotary Actuator", y describe un servo sistema de gas caliente que incluye tres palas y pasos de suministro de gas que intersecan con el eje de giro. La solicitud de patente europea EP 1350960 se titula "Fluid Actuated Driving Device", y describe un dispositivo accionado por fluido que incluye d y canales de fluido que intersecan el eje de giro. Otro ejemplo de un dispositivo de accionamiento giratorio de la técnica anterior se describe en US 5983782.
APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Según la invención, se define un dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico con las características descritas en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Las realizaciones de la invención se pueden usar, por ejemplo, en aplicaciones aeronáuticas, ferroviarias u otras aplicaciones de transporte de motores de combustión interna. Para minimizar los contaminantes producidos por los motores de combustión, una parte del escape del motor puede ser recirculada a la entrada del motor. Es posible usar una válvula de recirculación de gases de escape (EGR), tal como una válvula de mezclado, para ayudar a dirigir la parte del escape a la entrada. Dichas válvulas requieren normalmente una gran cantidad de par para su accionamiento durante el funcionamiento del motor. Además, dichas válvulas se disponen con frecuencia dentro del compartimento del motor y, por lo tanto, requieren unidades de accionamiento compactas debido a las limitaciones de espacio.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de accionamiento giratorio de una única pala conocido de la técnica anterior.
La FIG. 2 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de accionamiento giratorio de pistón conocido de la técnica anterior.
La FIG. 3 muestra una vista en sección del dispositivo de accionamiento giratorio de pistón de la FIG. 2. La FIG. 4 muestra una vista en perspectiva de una válvula y un dispositivo de accionamiento según realizaciones de la presente invención.
La FIG. 5 muestra una vista superior de la válvula y el dispositivo de accionamiento de la realización de la FIG. 4.
La FIG. 6 muestra una vista en explosión de una unidad de válvula según una realización que no forma parte de la invención.
La FIG. 7 muestra una vista en explosión de una unidad de dispositivo de accionamiento según una realización de la invención.
La FIG. 8 es una vista en perspectiva de la unidad de dispositivo de accionamiento de la FIG. 7.
La FIG. 9 es una vista en perspectiva de una carcasa principal de dispositivo de accionamiento según una realización de la invención.
La FIG. 10 muestra una vista superior de una unidad giratoria de pala según una realización de la invención. La FIG. 11 muestra una vista en perspectiva de la unidad giratoria de pala de la FIG. 10.
La FIG. 12 es una vista en sección parcial de una unidad de dispositivo de accionamiento según una realización de la invención.
La FIG. 13 es una vista en sección perpendicular con respecto al eje de giro de una cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento superior según una realización de la invención.
La FIG. 14 es una vista en sección en paralelo con respecto al eje de giro de una cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento superior según una realización de la invención.
La FIG. 15 es una segunda vista en sección de la cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento superior de la FIG. 14.
La FIG. 16 es una vista en perspectiva de una cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento inferior según una realización de la invención.
La FIG. 17 es una vista en perspectiva de una cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento superior según una realización de la invención.
La FIG. 18 es una vista en perspectiva de una válvula de carrete como la usada en realizaciones de la invención.
La FIG. 19 es una vista en perspectiva de la cubierta de unidad de dispositivo de accionamiento superior de la FIG. 17.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Existen diversas variantes de diseño de dispositivos de accionamiento electrohidráulico conocidos en la técnica anterior, y mostrados en las FIGS. 1-3. La FIG. 1, por ejemplo, ilustra un dispositivo de accionamiento giratorio de una única pala. Un dispositivo 100 de accionamiento de este tipo incluye una base o cubierta inferior 102. Una carcasa 104 con un interior cilíndrico se extiende desde la cubierta inferior. Una cubierta superior (no mostrada) cubre el otro extremo de la carcasa 104. El dispositivo 100 de accionamiento incluye además una unidad giratoria 106, que incluye un buje 108 y una pala 110. Además, el dispositivo de accionamiento incluye una pared 120 de separación. La pala, en combinación con la pared de separación, divide el interior de la carcasa en dos cámaras 112, 114. El dispositivo de accionamiento también incluye una abertura 116 de entrada y una abertura 118 de retorno. En consecuencia, cuando se bombea fluido hidráulico al dispositivo de accionamiento a través de la abertura 116 de entrada y se permite la salida del fluido a través de la abertura de retorno, el dispositivo de accionamiento girará en una primera dirección. Cuando el fluido se bombea al dispositivo de accionamiento a través de la abertura 118 de retorno y se permite la salida del fluido a través de la abertura de entrada, el dispositivo de accionamiento girará en la dirección opuesta. Un eje 122 se extiende desde el buje 108 para transmitir par al dispositivo a accionar. La dirección y el caudal del flujo se controlan a través de una válvula de control remota o incorporada. Las mismas son normalmente válvulas de carrete o válvulas de asiento.
Las FIGS. 2-3 ilustran un dispositivo de accionamiento electrohidráulico alternativo conocido en la técnica anterior que usa unos cilindros 202, 204 y pistones 206, 208 conectados por una varilla 210. La varilla 210 incluye unos dientes 214 que engranan con unos dientes 216 en un elemento giratorio 218. En un sistema de este tipo, la presión hidráulica se aplica en uno u otro pistón a través de unas aberturas 220 o 222. Esto hace que la varilla 210 se desplace, lo que imparte un movimiento giratorio al elemento giratorio 218. Este movimiento giratorio puede salir del dispositivo de accionamiento a través de un buje 224.
En casi todas las aplicaciones giratorias, la válvula tiene un diseño de una única pala, tal como se muestra en la FIG. 1. No obstante, en estos dispositivos, el par que el dispositivo de accionamiento es capaz de producir es proporcional al área superficial efectiva de la pala. A efectos de aumentar el par disponible, el área superficial de la pala y, por lo tanto, el tamaño del dispositivo de accionamiento debe aumentar. En consecuencia, puede resultar ventajoso utilizar un dispositivo de accionamiento que tiene más de una pala. Por ejemplo, el uso de dos palas dobla efectivamente el par disponible sin aumentar el tamaño general del dispositivo de accionamiento. No obstante, debe tenerse en cuenta que, aunque aumentar el número de palas permite un mayor par al aumentar las áreas de la pala, ello implica una reducción del intervalo de movimiento giratorio del dispositivo de accionamiento. Un dispositivo de accionamiento de una única pala tiene una capacidad giratoria potencial de aproximadamente 300 grados, dependiendo de la pared de separación de la cámara y del espesor de la pala, mientras que un giro de dispositivo de accionamiento de dos palas tiene aproximadamente 150 grados y los dispositivos de accionamiento de tres palas tienen aproximadamente 80 grados de giro, etc.
Los ejemplos con un número de palas diferente de dos palas no forman parte de la invención.
Uno de los mayores retos de un dispositivo de accionamiento giratorio de palas múltiples es conducir el fluido hidráulico presurizado a las aberturas de entrada y salida de los dispositivos de accionamiento. Por ejemplo, cuando la válvula se acciona para moverse en dirección horaria, una (o más) cámaras se presurizan, mientras que otra (o más) cámaras se descargan a un depósito. La conducción de los fluidos puede controlarse a través de una válvula de carrete de múltiples aberturas, pero los pasos de entrada y salida necesarios para su conducción de la válvula de carrete a las cámaras pueden ser complejos y requerir opciones de válvula de carrete de múltiples vías que son caras y aumentan significativamente el tamaño general del dispositivo de accionamiento. Las realizaciones de la presente invención solucionan estas y otras deficiencias de los dispositivos de la técnica anterior.
Las FIGS. 4-5 ilustran una unidad 301 de válvula y un dispositivo 308 de accionamiento según realizaciones de la presente invención. Una placa 302 de válvula de mariposa está dispuesta dentro de una carcasa 304 de válvula. La carcasa de válvula puede instalarse en el sistema de escape de un motor de combustión interna. La placa 302 de válvula de mariposa puede abrirse y cerrarse para controlar el flujo de fluido a través de la carcasa 304. Unos postes 306 de soporte se extienden desde una superficie exterior de la carcasa. Los postes de soporte pueden usarse para montar un dispositivo 308 de accionamiento. Los postes también pueden aislar térmicamente la unidad de dispositivo de accionamiento, protegiéndola del calor de los gases de escape que pasan a través de la carcasa 304.
Además, es posible montar unas arandelas aislantes 310 en los postes 306 para minimizar la transferencia de calor conductivo. Otros medios para minimizar la transferencia de calor convectivo y radiante al dispositivo de accionamiento consisten en utilizar barreras de calor. Estas barreras de calor pueden ser diseños de una o múltiples paredes que contienen materiales aislantes o que utilizan un hueco de aire. Alternativamente, es posible usar otros medios de montaje para fijar el dispositivo 308 de accionamiento a la carcasa 304 de válvula. Adicionalmente, la cubierta inferior 314, la carcasa 318 y la cubierta superior 312 pueden incluir orificios 322 (ver FIG. 7) que forman unos medios para fijar el dispositivo 308 de accionamiento a los postes 306 y la unidad 304 de válvula. Por ejemplo, es posible utilizar unos tornillos 323 (mostrados en la FIG. 4) a través de unos orificios 322 en los postes 306. En la realización ilustrada, la unidad de dispositivo de accionamiento se une al dispositivo de modulación de flujo, la válvula 301, a través de cuatro tomillos M10 323. Dependiendo de la forma geométrica y el tamaño del dispositivo de accionamiento, el número de tomillos puede reducirse o pueden cambiar de tamaño.
La FIG. 6 ilustra una realización de la unidad 301 de válvula. La válvula en esta realización es una válvula de mariposa. La función principal de la válvula de mariposa descrita en esta realización consiste en modular los fluidos en motores de combustión interna. Aunque se hacen referencias al uso de la válvula de mariposa en motores de combustión interna, la misma se puede usar para controlar el flujo de fluido en numerosas aplicaciones, de motores, a sistemas de control de fluido industriales y residenciales. Estos fluidos pueden ser fríos o extremadamente calientes. En algunas aplicaciones, las temperaturas de los gases de escape alcanzan temperaturas superiores a 800 °C y es necesaria una selección cuidadosa de las aleaciones. Las superficies de sellado de modulación, los cojinetes y rodamientos de eje y los sellos de eje son los componentes con un mayor desgaste de la válvula, y son necesarias aleaciones con alto contenido en níquel y cobalto. En el caso de esta realización, se describe una válvula de mariposa debido a sus características de equilibrio de presión, aunque también es posible considerar válvulas de charnela para esta aplicación de dispositivo de accionamiento.
La unidad 301 de válvula ilustrativa incluye una carcasa 304 de válvula principal. Un eje 332 se extiende a través de una pared lateral al interior de la carcasa 304. La unidad de válvula incluye además una placa 406 de mariposa dispuesta dentro de la carcasa 304. La placa 406 de mariposa incluye una primera y segunda palas 330 que se extienden en direcciones opuestas. La placa de mariposa está conectada a un eje 332 que se extiende a través de las paredes laterales en lados opuestos de la carcasa. El eje 332 puede extenderse más allá de la pared de la carcasa en el lado adyacente al dispositivo 308 de accionamiento para su unión a un buje del dispositivo de accionamiento. Las palas 330 de la válvula de mariposa pueden conectarse al eje 332 mediante fijaciones 334, tales como tornillos de retención. La unidad de válvula también puede incluir cojinetes o rodamientos 408 y una tapa 412 de extremo de eje. La tapa de extremo puede fijarse a la carcasa 304 mediante unos tornillos 413 u otras fijaciones para fijar el eje 332 en su posición. La válvula puede configurarse para alcanzar un estado normalmente abierto o normalmente cerrado de la válvula de mariposa, ajustando la unidad de pala o conmutando las aberturas de entrada/salida hidráulicas.
El dispositivo de accionamiento de la presente invención no se limita a su uso con la válvula de mariposa descrita en la presente memoria. Además de una válvula de mariposa o de charnela, es posible usar realizaciones del dispositivo de accionamiento con cualquier dispositivo de modulación de flujo, incluyendo, por ejemplo, válvulas de compuerta con una única o múltiples aberturas, válvulas de globo, válvulas de disco, válvulas de vástago u otras válvulas adecuadas. Asimismo, el dispositivo de accionamiento se puede utilizar en dispositivos de movimiento mecánicos giratorios y lineales. El dispositivo de accionamiento se puede utilizar en cualquier dispositivo que puede aceptar un movimiento giratorio como una entrada, incluyendo dispositivos en donde el movimiento giratorio se transforma en un movimiento lineal o en otro movimiento mediante husillos, conexiones, trenes de engranajes, unidades de cremallera y piñón, etc.
En las FIGS. 7-8 se ilustran realizaciones del dispositivo 308 de accionamiento. La función principal del dispositivo de accionamiento consiste en disponer la válvula 301 de modulación de fluido según los parámetros de control de motor necesarios. El dispositivo de accionamiento representado en esta realización es un diseño de pala doble y tiene un desplazamiento giratorio total de 85 grados. Otras configuraciones de pala o desplazamiento giratorio resultarán evidentes para un experto en la técnica.
El dispositivo 308 de accionamiento puede comprender una carcasa 318. La carcasa está sellada mediante una cubierta superior 312 y una cubierta inferior 314. No obstante, aunque esta y otras realizaciones descritas en la presente memoria ilustran una unidad de dispositivo de accionamiento con una carcasa con cubiertas superior e inferior separadas, se entenderá que dos o más de estos componentes pueden estar conformados como una única pieza. Por ejemplo, la carcasa y la cubierta superior pueden conformarse como una única pieza, o la carcasa y la cubierta inferior pueden conformarse como una única pieza.
Realizaciones del dispositivo de accionamiento también pueden incluir una pala 504 para girar dentro de la carcasa 318. La pala 504 puede girar en un cojinete 508 y puede incluir sellos 522 de punta de pala. La carcasa 318 y las cubiertas 312, 314 pueden incorporar también sellos 510 de carcasa para ejercer un mejor sellado entre los componentes. Además, es posible usar una unidad 514 de sello de eje principal para formar un sello contra el eje 332 que se extiende desde la unidad 301 de válvula. El eje 332 también puede unirse a un detector de eje independiente o contener parte de la unidad de detector de posicionamiento del eje al usarse en combinación con un detector 518 de posición de eje y/o una placa 519 de circuito de control electrónico dispuesta debajo de una cubierta 517.
Es posible usar válvulas de control de dispositivo de accionamiento en una cantidad individual o múltiple en la aplicación. La válvula puede ser una válvula de carrete de cartucho de dos vías/dos posiciones con un diseño proporcional o cualquier otra válvula adecuada. La válvula puede incorporarse en la cubierta superior 312 o en la cubierta inferior 314, y el fluido puede ser conducido a unas cámaras del dispositivo de accionamiento según sea necesario. Alternativamente, la válvula puede incorporarse en el lado del dispositivo de accionamiento. La válvula 516 de control puede conectarse a unos conectores 327, 328 para su conexión a una bomba hidráulica del sistema hidráulico o a una bomba neumática si se usa un sistema neumático.
Tal como se muestra en las FIGS. 7-8, la cubierta superior 312, la carcasa 318 y la cubierta inferior 314 pueden incluir unos orificios pasantes 320. Es posible insertar unos pernos, tornillos u otras fijaciones 321 en estos orificios 320 a efectos de fijar las cubiertas 312, 314 a la carcasa 318. En la realización ilustrada, estas fijaciones incluyen once tornillos M6. Dependiendo de la forma geométrica y el tamaño del dispositivo de accionamiento, el número de tornillos puede reducirse o pueden cambiar de tamaño. Los orificios 320 pueden estar roscados internamente o pueden comprender otras características que contribuyen a fijar los componentes. El dispositivo 308 de accionamiento puede tener un eje generalmente central 324 alrededor del cual gira la unidad giratoria del dispositivo de accionamiento. La cubierta superior 312 puede tener unos puntales 326 de refuerzo.
Tal como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 7, una cubierta inferior 314 de un dispositivo 308 de accionamiento puede incluir una abertura 336. Un buje 338 de la unidad giratoria del dispositivo de accionamiento puede quedar expuesto a través del orificio. Tal como se muestra en la FIG. 9, el buje 338 puede incluir una cavidad hembra 340 rebajada en el buje. La cavidad 340 puede incluir unas estrías 342 que se unen a unas estrías 333 conformadas en el eje 332. Las estrías pueden estar dispuestas simétricamente alrededor de toda la circunferencia o pueden ser asimétricas o tener formato de diente perdido. El buje puede estar diseñado en cualquier aleación, aunque, teniendo en cuenta la tendencia de requisitos de elevado par y aplicaciones de alta temperatura, la aleación seleccionada tendrá características de baja conductividad térmica, elevada resistencia y bajo desgaste.
La FIG. 9 muestra una realización de la carcasa principal 318 del dispositivo de accionamiento y la unidad 648 giratoria de pala. La carcasa principal mostrada consiste en un perfil de aluminio extrudido que casi presenta unas condiciones de forma definitiva. Aunque es posible usar otros procesos de fabricación para esta pieza, tales como colada, forjado, etc., un perfil de aluminio extrudido permite obtener piezas con una forma casi definitiva que no requieren procesos de fabricación posteriores importantes, ofrecen estabilidad dimensional y propiedades de alta resistencia. Las aleaciones de aluminio extrudido también pueden ser recubiertas o revestidas fácilmente con recubrimientos y revestimientos de reducción de desgaste y baja fricción.
El perfil interno está diseñado para contener los topes 612 de extremo de desplazamiento y las superficies 614 de sellado de la pala giratoria 504. Los radios 604 de esquina del perfil interno están conformados para permitir la limpieza de cualquier perfil secundario usando herramientas de mecanizado robustas. Unos pasos para tornillos 606 de montaje, tornillos 607 de unión y la conducción 608 de refrigerante se extruyen para minimizar los procesos posteriores al mecanizado.
La opción de diseño de extrusión también permite dimensionar el dispositivo de accionamiento. Las capacidades de par del dispositivo de accionamiento son directamente proporcionales al área expuesta al fluido de trabajo presurizado. El área es una función del diámetro y la longitud de la pala 504 y, por lo tanto, la extrusión genera una opción fácil para cortar la longitud del dispositivo de accionamiento dentro de la longitud de extrusión. La longitud del dispositivo 610 de accionamiento está parcialmente limitada por las limitaciones de volumen, aunque, en general, oscila de 25 mm a 75 mm. La pala del dispositivo de accionamiento mostrada en esta solicitud tiene una longitud de 35 mm para conseguir las características de par especificadas de 40 Nm.
La carcasa principal mostrada en la Fig. 9 puede estar configurada para alojar las aberturas 327, 328 de entrada y salida de fluido de trabajo y las válvulas de control electrohidráulicas. Aunque las aberturas de entrada y salida mostradas son del tipo de ensanchamiento externo y con un tamaño diferente para eliminar errores de montaje, las mismas pueden ser de cualquier tamaño, tipo y género para obtener el punto de conexión y el diseño a prueba de errores requeridos.
La carcasa principal del dispositivo de accionamiento es para un diseño de dispositivo de accionamiento de pala doble, pero el perfil de extrusión podría estar diseñado en cualquier forma para obtener de un diseño de dispositivo de accionamiento de pala única a uno de múltiples palas, con la ganancia en producción de par, pero con la pérdida de intervalo de giro. Tal como se muestra en la FIG. 9 la carcasa tiene una cavidad interior generalmente cilíndrica. Unas paredes 644 de separación se extienden desde una superficie interior 646 de la cavidad. Una unidad giratoria 648 está dispuesta para girar alrededor de un eje central de la carcasa del dispositivo de accionamiento. La unidad giratoria incluye un buje 338 con una primera pala 654 y una segunda pala 656 que se extienden desde el buje.
Para minimizar fugas internas, la punta de las palas 654 y 656 puede formar un sello contra la superficie interior 646 de la carcasa 318 mediante sellos 614 de punta o usando piezas con tolerancias precisas y con una conductividad térmica correspondiente. Unos sellos 662 de cámara sellan los extremos de las paredes 644 de separación contra el buje 338. Además, unos sellos de carcasa se montan en unas ranuras 664 a efectos de sellar las cubiertas superior e inferior con respecto a la carcasa 318. Asimismo, es posible utilizar unos cojinetes (no mostrados) para facilitar el giro de la unidad giratoria 318. Los cojinetes pueden ser cojinetes de ranura profunda.
La FIG. 10 muestra una configuración de unidad giratoria de pala usada en una realización de la invención. Las funciones principales de la pala en esta aplicación consisten en alojar los cojinetes, servir como colector del fluido de trabajo, transmitir el movimiento giratorio al eje del dispositivo a accionar y sellar las cámaras de trabajo. Los sellos pueden ser de distintos tipos: sellos de barrido activados por fuerza y sellos de tipo laberinto.
El área de la pala del dispositivo de accionamiento expuesta al fluido de trabajo presurizado determina el rendimiento de la unidad de dispositivo de accionamiento. En aplicaciones de dispositivo de accionamiento de múltiples palas, uno de los retos principales consiste en la conducción del fluido de trabajo a las cámaras necesarias y desde las mismas y en su facilidad de fabricación. Realizaciones del dispositivo de accionamiento de palas pueden fabricarse mediante diversos métodos, incluyendo la extrusión y el moldeo de cera perdida. En la FIG. 10 se muestran unos pasos o colectores 702, 703 de comunicación de pala. Estos pasos pueden obtenerse mediante moldeo de cera fundida, mecanizado de descarga eléctrica (EDM) de 4 ejes o perforación transversal. La electroerosión de los canales de comunicación con un proceso EDM de 4 ejes es lenta y cara y se ve dificultada por la línea de visión y el tamaño de paso con limitación por la característica de diámetro interior de pala que se conecta al eje de salida del eje del dispositivo a accionar. El moldeo de cera perdida permite la opción de moldear los pasos en una geometría circunferencial y permite obtener una sección transversal no circular que permite maximizar el flujo. Se han diseñado núcleos y soportes de núcleo especiales para conseguir esta configuración.
El tamaño y la geometría de este paso controlan el rendimiento de la válvula. Agujeros u orificios más pequeños pueden limitar el llenado de las cámaras secundarias, mientras que válvulas antirretorno insertadas pueden sincronizar el llenado de las cámaras secundarias. El área de flujo de los pasos de comunicación puede ser de 50 a 50 mm2, aunque, en general, tiene unas dimensiones de 30 mm2, tal como se muestra en esta realización, para su adaptación a válvulas antirretorno disponibles comercialmente.
En el caso de moldeo de cera perdida y extrusión, que son unos de los procesos de fabricación que permiten obtener una forma casi definitiva, se conforman unos elementos 704 en la geometría de las palas para minimizar el proceso de mecanizado final y ayudar a usar herramientas de corte muy robustas a efectos de minimizar el ciclo de proceso de fabricación. Se pueden usar unas áreas 706 de corte en el área que va de la pala al buje para eliminar la necesidad de usar herramientas de conformación de contorno de diámetro muy pequeñas, ya que sirven como borde de inicio de una perforación transversal, EDM de 4 ejes o elemento de presión para las válvulas antirretorno u orificios.
El sellado de las cámaras de trabajo puede conseguirse con unos sellos de punta de pala insertados en unos canales 710 conformados en la punta de las palas 712, 713 y con unos sellos 708 radiales de buje. Estos sellos pueden ser sellos dinámicos, como sellos de laberinto o sellos estáticos activados por fuerza. La activación por fuerza se consigue principalmente a través de elastómeros o muelles metálicos, mientras que el elemento de barrido es un compuesto inerte químicamente de baja fricción, tal como teflón.
La FIG. 10 representa una pala soportada internamente a través de los cojinetes hacia las extensiones de buje en las cubiertas, también es posible una pala soportada externamente, pero un diseño de este tipo no permite un volumen minimizado.
Tal como se muestra en la FIG. 10, un dispositivo de accionamiento según realizaciones de la presente invención hace fluir el fluido de trabajo a través de canales 702, 703 de flujo estratégicamente dimensionados dentro de la estructura de la unidad de pala. Las aberturas y los pasos están dimensionados para obtener una amortiguación y mejorar la estabilidad de la válvula, y también pueden estar dotados de válvulas antirretorno de presión o válvulas de láminas para amortiguar el giro de la válvula y reducir cualquier inestabilidad debido a pulsaciones de retorno a través del eje de salida.
Por ejemplo, la pala 713 puede incluir una abertura 723 conformada en una primera cara 733 de la pala. La abertura 723 está conectada a través de un paso interno o colector 703 a una abertura adyacente a la cara opuesta 752 de la segunda pala 712. De manera similar, una abertura 722 en la primera cara 732 de la pala 712 está conectada a través de un paso interno o colector 702 a una abertura 743 en la cara opuesta 753 de la pala 713.
De esta manera, se aplica un flujo presurizado de fluido hidráulico en la cara 733 de la pala 713 que hace que la unidad gire en una dirección horaria. El fluido pasa de este modo a través del cuerpo de la unidad de dispositivo de accionamiento, a través del paso 703. El fluido hidráulico aplica a continuación presión en la cara opuesta 752 de la pala 712, aumentando el par en dirección horaria en la unidad. De manera similar, un flujo de retorno aplica una fuerza en la cara 753 de la pala 713 para hacer girar la unidad en una dirección antihoraria. El flujo de retorno del fluido pasa a través del paso 702. El fluido hidráulico aplica a continuación presión en la cara 732 de la pala 712, aumentando el par en dirección antihoraria en la unidad. El flujo de la cámara principal a las cámaras secundarias se puede retrasar o amortiguar mediante el uso de orificios y/o válvulas antirretorno. El uso de dichos dispositivos puede aumentar la precisión del dispositivo de accionamiento y las características de amortiguación debido a las fluctuaciones de par transmitidas al eje de salida.
Tal como se ilustra en las FIGS. 9-10, realizaciones de la invención utilizan una unidad giratoria de dos palas. La unidad incluye un buje 762. Las palas 712 y 713 se extienden desde el buje. En esta realización, las palas están desplazadas según un ángulo inferior a 180 grados a efectos de alojar canales de flujo y válvulas en la carcasa del dispositivo de accionamiento. El ángulo entre las palas afectará al giro máximo del dispositivo de accionamiento y puede ser cualquier ángulo adecuado hasta 180 grados. Alternativamente, la unidad giratoria de pala puede tener más o menos palas. La unidad giratoria puede estar formada a partir de múltiples componentes unidos entre sí mediante medios conocidos. Alternativamente, algunos o la totalidad de los componentes pueden estar conformados como una única pieza.
El soporte de los elementos giratorios de esta válvula puede ser externo o interno con respecto a la unidad de eje/buje. El uso de un soporte de eje en forma de cojinetes de bolas, cojinetes de agujas, casquillos exclusivamente o combinaciones de los mismos puede generar ventajas de volumen y costes.
Tal como se muestra en las FIGS. 10-11, realizaciones de la unidad de pala incluyen un buje 762. Unas palas 712 y 713 se extienden desde el buje. Una cavidad 740 está rebajada en el buje 762 para su unión a un eje que se extiende desde el dispositivo a accionar. La cavidad 740 puede incluir unas estrías 745 para su unión a estrías correspondientes en el eje del dispositivo. Una superficie 749 de cojinete puede estar conformada en una superficie del buje 748 para su unión a un cojinete 750 para un movimiento giratorio.
La FIG. 12 es una vista en sección de una unidad de dispositivo de accionamiento de una realización. La unidad de dispositivo de accionamiento incluye una cubierta 802 de dispositivo de accionamiento superior y una cubierta 804 de dispositivo de accionamiento inferior. Una función de las cubiertas consiste en sellar las cámaras 806 de trabajo de la carcasa principal, guiar el giro de la pala a través de los ejes 808, 809 de extensión de cubierta y conducir el refrigerante, tal como se muestra en las FIGS. 13-15. Tal como se ilustra en las FIGS. 13-15, la cubierta superior 802 puede incluir canales cerrados 812 perforados, moldeados (moldeo de espuma perdida, etc.), conformados o cortados en la cubierta. Estos canales de refrigeración pueden mecanizarse o moldearse solamente en la cubierta superior, solamente en la cubierta inferior o en ambas. Los requisitos los dicta la fuente de calor: conductivo, convectivo o radiante. Un fluido hidráulico suministrado por una bomba hidráulica puede pasar a través de estos canales. Por ejemplo, un fluido de bypass no utilizado para accionar el dispositivo de accionamiento puede pasar desde la bomba a través de los canales antes de retornar a un depósito. Este fluido se puede usar para refrigerar la cubierta inferior y, por lo tanto, obtener un aislamiento térmico para el dispositivo 308 de accionamiento. Aunque el circuito de refrigeración descrito en esta invención utiliza el fluido de trabajo existente, ya sea en circuitos en paralelo o en serie, el circuito de refrigeración también puede ser un sistema de refrigeración independiente en donde es posible usar refrigerante de motor o cualquier otro fluido de refrigeración.
El aceite puede proceder de desviar la línea de suministro o el paso, y se puede determinar un flujo mediante la cantidad de flujo de aceite para conseguir la acción de refrigeración. El dimensionamiento del canal de flujo, mediante el uso de técnicas de moldeo, orificios insertados, etc., determina el flujo según la presión disponible. También es posible “sincronizar” el flujo a través de una válvula antirretorno que interrumpe el aceite de refrigeración desviado en condiciones de presión de aceite reducida. La presión de aceite está relacionada directamente con la carga del motor y, por lo tanto, con las temperaturas en el escape, es decir, al ralentí, cuando la presión del aceite es reducida (p. ej., 1,38 bar (20 psi)), no es necesario un flujo de refrigeración, ya que las temperaturas del gas de escape son bastante bajas y no afectan al rendimiento y la durabilidad del dispositivo de accionamiento.
La cubierta 802 puede tener una abertura 814 de entrada conformada en una superficie interior 818 de la cubierta que recibe fluido hidráulico que fluye a través de la válvula y la carcasa del dispositivo de accionamiento. De este modo, el fluido pasa a través de los canales 812 conformados en la cubierta. A continuación, el fluido sale a través de una abertura 816. Una abertura 814 de entrada y una abertura 816 de salida pueden estar dispuestas en las aberturas de cruce en la carcasa del dispositivo de accionamiento. Los canales de refrigeración pueden crear una cortina de refrigeración que está dimensionada para conseguir la máxima área superficial. La cubierta superior 802 puede tener una abertura 838 a través de la que el buje o el eje de la unidad giratoria pueden quedar expuestos.
Es posible hacer que el flujo de refrigeración circule a través de la cubierta superior. Alternativamente, el flujo de refrigeración también puede pasar a través del cuerpo principal o la cubierta inferior. O el flujo puede pasar a través de múltiples de estas partes o la totalidad de las mismas, dependiendo de qué parte del dispositivo de accionamiento puede beneficiarse de ser refrigerada o protegida. Estos pasos de flujo pueden tener forma de pasos perforados, moldeados o conformados, o redirigidos mediante conductos externos, tales como mangueras y tubos.
Tal como se muestra en la FIG. 12, la cubierta superior, además de las funciones mencionadas anteriormente, también puede contener circuitería de control electrónica, circuitería 902 de entrada/salida eléctrica/electrónica y/o un detector 904 de posición de eje. El detector de posición de eje puede ser un detector independiente. La circuitería de control electrónica puede comprender una placa de circuito. Una función adicional de la cubierta inferior consiste en alojar un sello 906 de eje principal, alojar componentes 908 de sellado adicionales que contienen fugas mínimas durante periodos breves de funcionamiento extremo del motor y funcionar como interfaz estructural de la válvula u otro dispositivo a accionar, por ejemplo, a través de postes 910 de soporte. Aunque la figura representa cubiertas sin ninguna válvula de control, los moldeos pueden diseñarse fácilmente para contener la válvula de control de fluido.
Tal como se muestra en la FIG. 16, una cubierta inferior, y en la FIG. 17, una cubierta superior, realizaciones de la invención incluyen una configuración en donde la conducción y el control de la circuitería de refrigeración están dispuestos dentro de un componente de aluminio de una única pieza. Este diseño único permite un moldeo que se adapta a múltiples aplicaciones y que permite obtener cubiertas superiores e inferiores. Las piezas superior e inferior primarias moldeadas o forjadas están diseñadas para ser comunes y ser mecanizadas posteriormente según la aplicación. Una variación de mecanización puede generar numerosas variantes diferentes del dispositivo de accionamiento según su aplicación, incluyendo: un accionamiento inteligente mediante un dispositivo de accionamiento por cable, un dispositivo de accionamiento pasivo. Por ejemplo, la cubierta inferior 804 mostrada en la FIG. 16 usa el mismo moldeo que la cubierta superior 804 de la FIG. 17. De este modo, la cubierta 802 puede ser procesada o mecanizada para crear una abertura 836 para alojar un sello de eje y funcionar como la cubierta inferior. La cubierta puede ser procesada para tener una abertura 838 que puede alojar detectores u otra circuitería de control y, por lo tanto, funcionar como una cubierta superior. De esta manera, el dispositivo de accionamiento puede refrigerarse internamente, superiormente o inferiormente. El mismo también puede usar refrigeración fluida o gaseosa, en serie o en paralelo, o ninguna refrigeración. Una configuración simétrica de este tipo también presenta ventajas de costes de herramientas de fabricación, siendo necesaria solamente una herramienta de moldeo o forjado. El circuito de refrigeración puede estar presente en la cubierta superior o inferior, o en ambas, dependiendo de la aplicación. Moldeo de aluminio de espuma perdida, moldeo de cera perdida, forjado y soldadura, mecanizado de bloques y procesos de soldadura pueden ser los procesos seleccionados para este diseño, aunque depende del volumen de producción.
Tal como se muestra en las FIGS. 18-19, en realizaciones de la presente invención, el control direccional y de modulación del fluido de trabajo de una cámara a la otra del dispositivo de accionamiento es posible a través de un solenoide 916 proporcional electrónico. Aunque en esta aplicación se describen fluidos hidráulicos y neumáticos, es posible usar cualquier gas y líquido compresible o no compresible como el fluido de trabajo. El solenoide proporcional puede ser de tipo de empuje, tracción o accionamiento doble. La modulación puede obtenerse a través de una única válvula de carrete de múltiples aberturas individual, una válvula de carrete de múltiples aberturas doble o pares de válvulas de asiento proporcionales. Tal como se muestra en la FIG. 7, realizaciones de la invención pueden incluir un sistema de control que usa la válvula 516, ya sea proporcional, de asiento u otra, para mantener la posición del dispositivo de accionamiento. Por ejemplo, el sistema de control puede incluir un detector de presión diferencial o dos detectores de presión absoluta para detectar la presión diferencial a través de las dos cámaras. El sistema de control compara periódicamente la presión. Si el sistema de control detecta un diferencial de presión, el sistema ejerce una compensación aumentando o disminuyendo adecuadamente el fluido en las cámaras. Este equilibrado de la presión de fluido entre las cámaras se consigue usando una o más de las válvulas según lo descrito. De esta manera, el dispositivo de accionamiento puede mantener la posición del dispositivo de accionamiento y, por lo tanto, la válvula u otro dispositivo accionado por el dispositivo de accionamiento.
El dimensionamiento de las aberturas y el número de válvulas determinan el tiempo de respuesta del dispositivo de accionamiento y las pérdidas de presión que resultan directamente en la pérdida de par. El tamaño de la válvula puede variar según sea adecuado para la aplicación, tal como resultará evidente para un experto en la técnica. El dispositivo de accionamiento puede estar configurado con la válvula de solenoide proporcional en la cubierta superior, la carcasa principal del dispositivo de accionamiento o la cubierta inferior. El solenoide representado en la FIG. 18 está diseñado para su instalación en la carcasa principal del dispositivo de accionamiento debido a limitaciones de volumen y para reducir el tamaño general del mecanismo de accionamiento.
La válvula o válvulas proporcionales pueden contener retroalimentación de posición mecánica o retroalimentación de posición electrónica. En el caso de retroalimentación mecánica, el carrete de la válvula es desviado a través de un mecanismo de leva de muelle para alcanzar y mantener la posición deseada. Si se usa retroalimentación de posición electrónica, se usan detectores de efecto Hall o detectores similares para obtener retroalimentación de posición del carrete. En una realización alternativa, es posible usar retroalimentación de presión de las cámaras de trabajo del dispositivo de accionamiento para un posicionamiento deseado y para ayudar a realizar una amortiguación crítica del dispositivo de accionamiento/válvula. Estos tipos de retroalimentación se pueden usar para alcanzar y mantener la posición del carrete, que controla la posición del eje del dispositivo de accionamiento.
En realizaciones de la invención, la posición del dispositivo de accionamiento es accionada por el accionamiento de una válvula de cartucho proporcional a través de señales analógicas, de modulación por ancho de pulsos (PWM) o digitales generadas por una unidad de control de motor (ECU). El sistema también puede ampliarse con lógica electrónica/hidráulica para aumentar la autosuficiencia de la válvula, tal como posición, tiempo de respuesta, etc.
Según una realización de la invención, puede resultar deseable usar información relacionada con la posición giratoria de la unidad giratoria, tal como la posición giratoria del eje 332 de salida mostrado en la FIG. 6 o la cavidad hembra 340 mostrada en la FIG. 9. Dicha retroalimentación de posición puede ser de tipo de bucle abierto o bucle cerrado. La retroalimentación de bucle abierto depende solamente del control de comando de la válvula de cartucho. El bucle cerrado depende de uno o más detectores que son internos o externos con respecto al dispositivo de accionamiento. Estos detectores pueden ser detectores con o sin contacto, incluyendo un transformador diferencial variable lineal (LVDT), un transformador diferencial variable giratorio (RVDT), de efecto Hall, resolucionadores, dispositivos de barrido analógicos, etc.
Las realizaciones del dispositivo de accionamiento pueden estar configuradas con o sin un detector de posición de eje. En el caso de un control de bucle abierto, el detector de posición de eje no es necesario y el motor usa otros detectores, así como retroalimentación de fuerza de válvula de control hidráulica mecánica para controlar el dispositivo de accionamiento y, así, modular la válvula. En el caso de un control de bucle cerrado, es posible usar el detector de posición de eje para una calibración de inicio o un control continuo. Tal como se muestra en las FIGS. 17 y 19, la cubierta superior 802 puede incluir una cavidad o rebaje 838 en donde es posible disponer un detector. La cavidad 838 puede estar cubierta o sellada mediante una cubierta 840. La cubierta 840 puede fijarse a la cubierta superior 802 mediante unos tornillos 844 u otras fijaciones. Alternativamente, la propia cubierta puede tener unas roscas o superficies de unión que se unen a partes correspondientes de la cubierta superior 802.
Realizaciones del detector de posición de eje pueden tener un diseño independiente, en donde la retroalimentación de posición se monitoriza mediante un sistema de control centralizado remoto, o pueden instalarse en una placa de circuito para una opción de diseño de circuito en el dispositivo de accionamiento para un sistema de control de dispositivo de accionamiento/válvula descentralizado, o pueden ser híbridos de lo anteriormente descrito. En el caso de sistemas de posición de eje independientes, el detector de posición de eje puede ser un transformador variable, de efecto Hall, magnetorresistivo, inductivo, capacitivo, resistivo, de tipo óptico o variantes de los mismos. En el caso de un detector de posición de eje integrado, el detector está integrado en la placa de circuito del sistema de control descentralizado y puede formar parte de las numerosas variantes descritas anteriormente.
La FIG. 4 representa una realización de la invención que incluye una válvula 302 de modulación de fluido de mariposa con un dispositivo de accionamiento de múltiples palas, una válvula de carrete proporcional de múltiples aberturas individual y una retroalimentación de posición de eje. Esta unidad puede ser monitorizada y controlada a través de controladores remotos que pueden ser controladores de dispositivo de accionamiento independientes, aunque también pueden formar parte de la unidad de control del motor. Este diseño presenta el inconveniente de que el control electrónico, la alimentación y la comunicación requieren un gran número de cables y conectores eléctricos complejos. Dependiendo de la retroalimentación y la comunicación, son necesarios 12 o más cables. Dicha configuración sufre de retrasos en el tiempo de comunicación, es susceptible a interferencia electromagnética y fallos de cables/conectores eléctricos debido a las duras condiciones del entorno existentes en el compartimento del motor.
En otra realización, la válvula está diseñada para contener su propio controlador. La comunicación puede ser analógica o digital. La comunicación analógica puede ser de tipo voltaje o corriente y, en el caso digital, puede ser PWM (modulación por ancho de pulsos) o a través de CAN (red de área central) y sus variantes. Para aplicación industrial, estas comunicaciones pueden configurarse para usar Ethernet, RS232, RS485 y sus otras variantes. Esta opción de diseño conserva un control incorporado y un diagnóstico incorporado totales del dispositivo de accionamiento. Los componentes de la placa de circuito se seleccionan para condiciones de entorno duras y totalmente encapsulados para protegerlos de su exposición al fluido de refrigeración con el objetivo de proteger el circuito del exterior y refrigerar el circuito contra el calor interno generado. La disposición de placa de circuito totalmente encapsulada está configurada para integrar todos los bloques constituyentes principales necesarios para el control, la protección y el diagnóstico del dispositivo de accionamiento y los puntos de conexión a través de clavijas adaptadas para los puntos de conexión de entrada y salida para comunicaciones externas o internas o control, tal como válvulas de solenoide proporcionales. La placa de circuito encapsulada transmitirá su calor a través de capas de calor térmicamente conductoras encapsulantes o encapsuladas que están en contacto directo con el circuito de refrigeración.
La placa de circuito de una única capa o de múltiples capas de una realización de este tipo del dispositivo de accionamiento contendría la totalidad o parte de los siguientes bloques constituyentes principales: microcontrolador, un controlador de válvula de carrete o asiento, protección de circuitos, detector de posición de eje y/o puntos de conexión I/O en forma de conector montado fijo o cable suelto. Estos bloques constituyentes pueden generarse usando componentes independientes o altamente integrados usando tecnología de propiedad ASIC/FPGA. El volumen de la placa de circuito cabe en áreas mecanizables de 20 mm de diámetro a 60 mm de diámetro. Tal como se muestra en las FIGS. 17 y 18, puede instalarse en la cubierta superior 802 a través de tornillos 844, ganchos u otro mecanismo de retención usado habitualmente en la industria. Alternativamente, la circuitería podría instalarse en la carcasa principal 308 (ver FIG. 4).
Se puede hacer referencia al dispositivo de accionamiento descrito en la presente memoria como dispositivo de accionamiento remoto. No obstante, se entenderá que el dispositivo de accionamiento puede ser remoto, pero, alternativamente, su función y rendimiento también pueden integrarse en el dispositivo de accionamiento o una válvula asociada al dispositivo de accionamiento para reducir el volumen y los costes.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (308) de accionamiento giratorio hidráulico, que comprende:
una entrada (327) de fluido;
una salida (328) de fluido;
una unidad de carcasa que comprende una primera cubierta (312), una segunda cubierta (314), una carcasa principal (318) con una cavidad con unas cámaras principal y secundaria;
comprendiendo además el dispositivo de accionamiento giratorio:
una unidad giratoria (504) dispuesta al menos parcialmente dentro de la cavidad de la carcasa principal (318), teniendo la unidad giratoria (504) un eje de giro y comprendiendo:
un buje (338; 762),
solamente dos palas (654, 656):
una primera pala (654) que se mueve dentro de la cámara principal para impartir un movimiento giratorio a la unidad giratoria, comprendiendo la primera pala una primera abertura (722) conformada en una primera cara (732) de la primera pala y una segunda abertura (742) conformada adyacente a una cara opuesta (752) de la primera pala (654) y
una segunda pala (656) que se mueve dentro de la cámara secundaria, comprendiendo la segunda pala una tercera abertura (723) conformada en una primera cara (733) de la segunda pala (656) y una cuarta abertura (743) conformada adyacente a una cara opuesta (753) de la segunda pala (656); un primer colector (702) que forma una conexión de fluidos entre la cámara de fluido principal y la cámara de fluido secundaria, extendiéndose el primer colector (702) a través de al menos una parte de la primera pala (654) y extendiéndose a través de al menos una parte del buje (338; 762) separada del eje de giro, de modo que el primer colector (702) no interseca con el eje de giro;
un segundo colector (703) que forma una conexión de fluidos entre la cámara secundaria y la cámara principal, extendiéndose el segundo colector (703) a través de al menos una parte de la segunda pala (656) separada del eje de giro de modo que el segundo colector (703) no interseca con el eje de giro y
una conexión mecánica (332) que está configurada para conectar la unidad giratoria (504) a un dispositivo para su accionamiento en un movimiento giratorio;
en donde la primera y la cuarta aberturas (722, 743) están en comunicación de fluidos a través del primer colector (702), la segunda y la tercera aberturas (742, 723) están en comunicación de fluidos a través del segundo colector (703), la primera y la segunda aberturas (722, 742) no están en comunicación de fluidos, y la tercera y la cuarta aberturas (723, 743) no están en comunicación de fluidos, y en donde la primera pala (654) y la segunda pala (656) están desplazadas entre sí según un ángulo inferior a 180 grados con respecto a un eje de giro de la unidad giratoria.
2. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, en donde la primera pala (654) separa la cámara principal en una primera parte y una segunda parte, y que comprende además:
un detector adaptado para detectar un diferencial de presión entre la primera parte y la segunda parte; y un sistema de control configurado para controlar la posición de la unidad giratoria sobre la base, al menos en parte, de un diferencial de presión detectado por el detector.
3. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, en donde el primer colector (702) está moldeado internamente con respecto a al menos una parte de la primera pala (654).
4. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, en donde el primer colector (702) comprende un orificio que afecta al flujo de fluido a través del primer colector (702).
5. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, en donde el primer colector (702) comprende una válvula de evacuación de presión que afecta al flujo de fluido a través del primer colector.
6. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, que comprende además una válvula (916) que controla el flujo de fluido.
7. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, que comprende además un detector (518) de posición de eje.
8. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 7, en donde el detector (518) de posición de eje está dispuesto dentro de la cavidad conformada en la primera cubierta.
9. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1, en donde la primera cubierta comprende un circuito de refrigeración conformado en la primera cubierta a través de donde circula fluido hidráulico.
10. Dispositivo de accionamiento giratorio hidráulico según la reivindicación 1 o 8, en donde la segunda cubierta comprende un circuito de refrigeración conformado en la segunda cubierta a través de donde circula fluido hidráulico.
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