Sensor de posición del vástago de un cilindro hidráulico.

Un conjunto (26) de cilindro de presión de fluido para una máquina (10) de trabajo que tiene un cilindro tubular (34),

un conjunto de vástago de pistón que comprende un vástago (36) de pistón y un pistón (38) asegurado al vástago, estando montado deslizablemente el pistón en el interior de dicho cilindro tubular, una base (42) conectada a un extremo del cilindro tubular, y un sensor para percibir la posición del vástago (36) de pistón, en el que

la base tiene un primer taladro (68) y un segundo taladro (92) que están formados en la misma, estando centrado el primer taladro en un eje del vástago de pistón y siendo el segundo taladro un taladro transversal que intersecta el primer taladro; y

el sensor incluye un manguito (64) de sensor y un núcleo (72) de sensor montados en el cilindro tubular, estando asegurado dicho manguito de sensor a la base (42) y extendiéndose dentro de un taladro longitudinal (50) del vástago de pistón, siendo el núcleo de sensor portado por el vástago de pistón en el taladro del vástago de pistón y estando asegurado al vástago de pistón en un extremo del taladro alejado de dicho pistón, encajando deslizablemente dicho núcleo de sensor en el interior de dicho manguito de sensor;

un alojamiento (66) de tarjeta de circuito está montado en el primer taladro, teniendo dicho alojamiento de tarjeta de circuito una abertura (82) en un lado del mismo orientada para ser alineada con el segundo taladro y estando asegurado el manguito (64) de sensor al alojamiento (66) de tarjeta de circuito; y

un conector (90) se extiende a través del segundo taladro de la base y tiene un extremo que se extiende a través de la abertura del lado del alojamiento de tarjeta de circuito, teniendo dicho conector unos contactos (99) en un extremo que entra en el alojamiento de tarjeta de circuito para hacer contacto con unos terminales (84) de contacto de un tarjeta (80) de circuito en el alojamiento de tarjeta de circuito.

Sensor de posición del vástago de un cilindro hidráulico.

Antecedentes de la descripción La presente descripción se refiere a un sensor para percibir la posición de un vástago de pistón de un conjunto de cilindro hidráulico con respecto a una posición de referencia, y para proporcionar señales indicativas de la posición. Se utiliza el sensor para cilindros hidráulicos de una máquina motriz, tal como los cilindros usados en brazos elevadores de una pala mecánica, y las señales son compatibles con una red global de operación de la máquina.

Se han usado sensores para determinar la extensión de vástagos de pistón. Los sensores de la técnica anterior proporcionarán señales indicativas de la extensión de un vástago de pistón desde una posición de referencia. Los montajes de sensor de la técnica anterior están dispuestos de manera diferente y requieren procesos de fabricación difíciles.

El documento DE 199 53 054 A1 describe una unidad de accionamiento lineal que consiste en un cilindro hidráulico y unos medios electrónicos integrados de medición de longitud.

Sumario de la descripción La presente descripción se refiere a un cilindro hidráulico que tiene un pistón interno y un vástago de pistón extensible y retráctil conectado con el pistón. Se usa el cilindro, en la forma descrita, para operar un componente sobre un portaherramientas compacto, tal como una pala mecánica compacta guiada por patines o dotada de ruedas. El cilindro tiene un sensor muy preciso y fácilmente instalado para determinar la posición del vástago de pistón con respecto a una posición retraída u otra posición de base de referencia. El sensor incluye un primer componente de manguito tubular de sensor que está fijado a un alojamiento de tarjeta de circuito que está incrustado en un taladro de la base del cilindro. Un vástago de núcleo de sensor está fijado en un extremo exterior del vástago de pistón, junto al conector extremo del vástago de pistón. El vástago de pistón tiene un taladro que recibe deslizablemente el componente de manguito de sensor y el vástago de núcleo de sensor. El vástago de núcleo de sensor se extiende dentro del manguito de sensor y forma un núcleo para un sensor de tipo inductivo.

Las conexiones para conectar los componentes sensores a una circuitería externa están montadas en el alojamiento de tarjeta de circuito que está retenido totalmente en un taladro de la base del cilindro. El montaje del alojamiento de la tarjeta de circuito en un taladro de la base del cilindro evita que el circuito y las conexiones se extiendan dentro del cilindro y no requiere que la base tenga una longitud extra para la circuitería. El alojamiento de tarjeta de circuito soporta una tarjeta de circuito, incluyendo conexiones eléctricas para el manguito de sensor tubular, que está dentro del taladro del vástago de pistón. El vástago de núcleo de sensor encaja dentro del manguito de sensor y está anclado a un cabezal de vástago de sensor que está embutido dentro de una porción de ánima en el extremo alejado del vástago de pistón, es decir, cerca del extremo exterior del vástago.

Un taladro transversal se extiende desde el exterior de la base de cilindro para intersectar el taladro del alojamiento de tarjeta de circuito. El alojamiento de tarjeta de circuito tiene una abertura de conector que tiene esquinas bien distintas; según se muestra, una abertura cuadrada que está sesgada con respecto al eje longitudinal del cilindro, con lo que tiene forma de rombo cuando se ve a través del taladro transversal de la base. Un conector de tarjeta de circuito encaja dentro del taladro transversal y tiene un extremo con una forma que encaja dentro de las esquinas de la abertura del alojamiento de tarjeta de circuito. El conector de tarjeta de circuito se fabrica de tal manera que pueda colocarse dentro de la abertura de conector del alojamiento de tarjeta de circuito en una pluralidad de posiciones de giro alrededor del eje del taladro transversal. Según se muestra, con una abertura cuadrada sesgada puede colocarse el conector en una cualquiera de las cuatro posiciones orientadas con intervalos de 90 grados, y los circuitos de la tarjeta de circuito se conectarán correctamente, con lo que se simplifica el ensamblaje de los componentes de sensor.

El presente sensor de posición de vástago de pistón tiene piezas que son posicionadas precisa y rápidamente en el cilindro hidráulico. La capacidad de encajar por presión el vástago de núcleo de sensor dentro de un taladro del vástago de pistón, así como la capacidad de conectar el conector de tarjeta de circuito externo en una cualquiera de las cuatro posiciones de giro diferentes con un contacto adecuado para excitar el conjunto de sensor, hacen que sea más fácil el ensamblaje. La orientación del extremo exterior del conector de tarjeta de circuito externo en una de las cuatro posiciones posibles coloca al extremo del conector orientado adecuadamente para que se adecúe a la localización de la instalación del cilindro y reduce el tiempo de fabricación.

El montaje del vástago de núcleo de sensor y el manguito de sensor tubular, en un taladro interior de un vástago de cilindro hidráulico de longitud estándar y con la conexión de circuito en la base de cilindro hidráulico permite que el presente conjunto de cilindro con el sensor de posición de vástago, tenga la mis longitud de referencia o retraída entre los pasadores de montaje del cilindro y del vástago de pistón (dimensiones de pasador a pasador) , y que también tenga la misma cantidad o longitud de extensión del vástago de pistón, como en un cilindro usado convencionalmente, pero sin el sensor de posición.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista lateral de un portaherramientas compacto típico que comprende una pala mecánica compacta que utiliza cilindros hidráulicos que incluyen la mejora de la presente descripción con cilindros de elevación para los brazos elevadores;

La figura 2 es una vista en planta superior de un conjunto de cilindro hidráulico mostrado en la figura 1;

La figura 3 es una vista en sección longitudinal y en perspectiva del conjunto de cilindro de la figura 2;

La figura 4 es una vista en sección a escala agrandada del conjunto de cilindro de la figura 2;

La figura 5 es una vista en sección agrandada del extremo de base del conjunto de cilindro de la figura 2;

La figura 6 es una vista de un cabezal de núcleo de sensor usado para soportar un vástago de núcleo de sensor cerca del extremo remoto del vástago de pistón del conjunto de cilindro de la figura 2;

La figura 7 es una vista en planta de un alojamiento de tarjeta de circuito impreso y de una segunda porción del componente de sensor de manguito tubular usado con el cilindro de la figura 2; y

La figura 8 es una vista lateral de un conector típico que está conectado a la tarjeta de circuito en el alojamiento de circuito mostrado en la figura 7.

Descripción detallada de realizaciones ilustrativas Un portaherramientas o máquina de trabajo compactos típicos comprenden un conjunto 10 de pala mecánica que se muestra como una pala mecánica guiada por patines, y tiene un bastidor 12 de pala mecánica, y unos ejes 17 que montan unas ruedas motrices 16. La máquina de trabajo o pala mecánica 10 tiene unos brazos elevadores 20 que están montados pivotadamente, como en 22, en un par de brazos verticales 24. Los brazos elevadores se elevan y se bajan con respecto a la pala mecánica operando un conjunto 26 de accionador o cilindro hidráulico para operar una válvula de adecuada 28, controlada desde una red de área de controlador (CAN) 30 que opera a través de un módulo de control 32.

La red 30 es una red que controla diversas funciones de la pala mecánica compacta 10, y ciertos controles estarán limitados o no serán operables si los brazos elevadores 20 de la pala mecánica son elevados por encima de una cierta altura, por ejemplo. Las señales indicativas de la extensión (posición) de los vástagos de pistón de los conjuntos 26 de cilindro, u otros cilindros, proporcionan información que se procesa para controlar las funciones de la máquina. Un sensor proporciona señales que indican la posición del vástago de cilindro de diversos cilindros usados en la pala mecánica 10 a la red 30 y al módulo de control 32.

El conjunto 26 de cilindro incluye el singular conjunto de sensor y conector de la presente descripción y, según se muestra en la figura 2, el conjunto 26 de cilindro tiene un cilindro circular exterior 34 y un pistón deslizable 38 y un vástago 36 de pistón que están dentro del cilindro. El vástago 36 de pistón, según se muestra en la figura 2, está fijado al pistón... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto (26) de cilindro de presión de fluido para una máquina (10) de trabajo que tiene un cilindro tubular (34) , un conjunto de vástago de pistón que comprende un vástago (36) de pistón y un pistón (38) asegurado al vástago, estando montado deslizablemente el pistón en el interior de dicho cilindro tubular, una base (42) conectada a un extremo del cilindro tubular, y un sensor para percibir la posición del vástago (36) de pistón, en el que la base tiene un primer taladro (68) y un segundo taladro (92) que están formados en la misma, estando centrado el primer taladro en un eje del vástago de pistón y siendo el segundo taladro un taladro transversal que intersecta el primer taladro; y

el sensor incluye un manguito (64) de sensor y un núcleo (72) de sensor montados en el cilindro tubular, estando asegurado dicho manguito de sensor a la base (42) y extendiéndose dentro de un taladro longitudinal (50) del vástago de pistón, siendo el núcleo de sensor portado por el vástago de pistón en el taladro del vástago de pistón y estando asegurado al vástago de pistón en un extremo del taladro alejado de dicho pistón, encajando deslizablemente dicho núcleo de sensor en el interior de dicho manguito de sensor;

un alojamiento (66) de tarjeta de circuito está montado en el primer taladro, teniendo dicho alojamiento de tarjeta de circuito una abertura (82) en un lado del mismo orientada para ser alineada con el segundo taladro y estando asegurado el manguito (64) de sensor al alojamiento (66) de tarjeta de circuito; y

un conector (90) se extiende a través del segundo taladro de la base y tiene un extremo que se extiende a través de la abertura del lado del alojamiento de tarjeta de circuito, teniendo dicho conector unos contactos (99) en un extremo que entra en el alojamiento de tarjeta de circuito para hacer contacto con unos terminales (84) de contacto de un tarjeta (80) de circuito en el alojamiento de tarjeta de circuito.

2. El conjunto de cilindro de presión de fluido según la reivindicación 1, en el que la abertura (82) del lado del alojamiento (66) de tarjeta de circuito tiene una pluralidad de esquinas y en el que el conector (90) tiene un caña (94) que tiene esquinas complementarias de tal manera que la caña encaje dentro de la abertura en el lado del alojamiento de tarjeta de circuito sólo en una pluralidad de posiciones bien distintas.

3. El conjunto de cilindro de presión de fluido según la reivindicación 2, en el que la abertura (82) en el lado del alojamiento (66) de tarjeta de circuito tiene cuatro esquinas, y el conector (90) se puede posicionar en cuatro posiciones de giro diferentes.

4. El conjunto de cilindro de presión de fluido según la reivindicación 3, en el que las cuatro esquinas configuran una forma cuadrada en la que una línea diagonal a través de dos de las esquinas queda situada a lo largo de un plano que pasa por eje longitudinal del conjunto de cilindro.

5. Un método de montar un sensor para percibir la posición de un vástago (36) de pistón de un conjunto (26) de cilindro de presión de fluido para una máquina (10) de trabajo con respecto a una base de cilindro, en donde el conjunto de cilindro de presión de fluido comprende un cilindro tubular (34) , una base (42) conectada a un extremo del cilindro tubular, un conjunto de vástago de pistón que comprende un vástago (36) de pistón y un pistón (38) asegurado al vástago, y en donde el pistón está montado deslizablemente en el interior de dicho cilindro tubular, estando caracterizado el método por:

proporcionar un manguito (64) de sensor y un núcleo (72) de sensor que encaja deslizablemente dentro del manguito de sensor, asegurar el manguito de sensor a la base (42) y extender el manguito de sensor dentro de un taladro longitudinal (50) en el vástago de pistón, y asegurar el núcleo de sensor en el taladro de vástago de pistón en un extremo del taladro de vástago de pistón alejado del pistón, encajando deslizablemente el núcleo de sensor en el interior de dicho manguito de sensor;

montar un alojamiento (66) de tarjeta de circuito en un taladro axial (68) de la base y proporcionar una abertura (82) en un lado del alojamiento de tarjeta de circuito orientada para ser alineada con un taladro (92) de conector lateral dispuesto en la base;

extender un conector (90) que tiene contactos (99) de conector en un extremo a través del taladro de conector de la base y a través de la abertura del lado del alojamiento de tarjeta de circuito; y

acoplar los contactos de conector con unos terminales (84) de contacto de una tarjeta (80) de circuito en el alojamiento de tarjeta de circuito previamente montado en el taladro axial.

6. El método según la reivindicación 5, que comprende formar la abertura (82) en el lado del alojamiento (66) de tarjeta de circuito con una pluralidad de esquinas, y dotar al conector con esquinas complementarias y poner el conector (90) dentro de la abertura en el lado del alojamiento de tarjeta de circuito en una de una pluralidad de posiciones bien distintas definidas por las esquinas.

7. El método según la reivindicación 6, que incluye formar la abertura (82) en el lado del alojamiento (66) de tarjeta de circuito con cuatro esquinas en una forma cuadrada y posicionar el alojamiento de tarjeta de circuito en el taladro,

estando situada una línea diagonal a través de dos de las esquinas en un plano que pase por un eje longitudinal del cilindro.

8. El método según la reivindicación 7, que incluye el paso de proporcionar un conjunto de cilindro hidráulico

estándar que tiene una primera abertura (43) de pasador en la base (42) para montar la base en un soporte, y 5 teniendo el vástago un conector extremo (52) de vástago en el exterior del cilindro tubular, una segunda abertura (53) de pasador en el conector extremo de vástago para conectarse con un miembro, teniendo dicho cilindro hidráulico estándar (26) una dimensión de pasador a pasador entre las aberturas (43, 53) de pasador, y montar el alojamiento de tarjeta de circuito, el manguito de sensor y el núcleo de sensor en el taladro axial de la base y en el taladro de vástago de pistón de tal manera que la primera dimensión entre la primera y segunda aberturas de pasador, con el pistón en una posición retraída y con el pistón en una posición extendida, no sea alterada por el montaje del manguito de sensor y el núcleo de sensor.