PT862700E - Apoio magnetico - Google Patents

Description

7Si

Descrição “Apoio magnético” A invenção refere-se a um apoio magnético, para apoiar, sem contacto, um corpo móvel, de preferência rotativo, relativamente a uma parte fixa No seguimento, designa-se o corpo móvel por “rotor” e a parte fixa por “estator”. O rotor e o estator apresentam zonas magnéticas que se opõem, a uma pequena distância, em pelo menos uma fenda de apoio, do apoio magnético, respectivamente designadas por íman do rotor e íman do estator. O íman do estator está fixado no estator de modo tal que, relativamente ao estator, pode oscilar livremente substancialmente num plano que se orienta paralelamente às superfícies magnéticas dos ímans do rotor e do estator, opostas na fenda de apoio. São conhecidos os apoios magnéticos deste tipo. Num apoio magnético descrito por McHattie, ver Review of Scientific Instruments, vol. 12, p. 429/435, 1941, com o qual se apoiam, sem contacto, pequenos cilindros de aço, que rodam com grande velocidade e que estão dotados de estabilização electromagnética, activa axialmente, transmitem-se oscilações radicais do rotor apoiado, por acoplamento sem contacto, magnético, a um ponteiro montado móvel radialmente e amortecido por introdução do ponteiro em óleo. Também em “Double Magnetic Suspension” Review of Scientific Instruments, vol. 34, p. 1071/1074, 1963, por J.W. Beams, se apresenta um dispositivo de amortecimento em óleo.

Nestes sistemas de amortecimento são inconvenientes a encapsulagem necessária da parte do estator montada móvel, para impedir as perdas de óleo, e a encapsulagem necessária de outros volumes do dispositivo e os consequentes aumentos de custo da fabricação. Como parte integrante de sistemas de apoio

magnéticos fabricados em grande escala, que têm que concorrer directamente com sistemas de apoio em rolamentos de esferas, com custos optimizados, em especial na utilização de tais apoios para fusos têxteis e centrifugadoras têxteis, o amortecedor de óleo mostra-se inconveniente só pelo seu custo de fabrico. Além disso, as características de um amortecimento de óleo, devido à circulação de uma parte da massa de óleo, só limitadamente correspondem às características de um amortecedor de oscilações ideal, com uma força de amortecimento proporcional à velocidade, visto que, devido à circulação de óleo, actuam além das forças puramente de amortecimento também forças de aceleração de massas. O objectivo da presente invenção consiste em equipar um apoio magnético com um sistema de enfraquecimento que conduz a um menor volume de construção e no qual pode reduzir-se consideravelmente a circulação e o arrasto de massas consideráveis no sistema de amortecimento. Além disso, pretende-se que o apoio magnético possa ser fabricado também economicamente.

Este problema é resolvido com um apoio magnético do tipo mencionado na introdução, com as características indicadas na reivindicação 1. De acordo com essas características, previu-se, para o enfraquecimento do movimento de oscilação do íman do estator, que oscila num plano paralelo à superfície dos ímans do rotor e do estator, um dispositivo mecânico de atrito. O dispositivo de atrito apresenta, de preferência, duas superfícies de contacto, que estão encostadas uma com a outra com atrito forçado, cujas normais às superfícies estão orientadas perpendicularmente ao plano de oscilação do íman do estator, reivindicação 3. No caso de um desvio do íman do estator, estas superfícies de contacto deslizam uma na outra e amortecem o movimento de oscilação livre do íman do estator, quanto mais intensa for a força de atrito entre as superfícies de encosto ajustadas a qual determina o deslizamento das superfícies de encosto uma na outra. É vantajoso estruturar uma das superfícies de encosto com uma superfície exterior lisa e a outra superfície de encosto com uma superfície exterior rugosa, reivindicação 4. A superfície exterior lisa pode ser feita de material sólido, em especial metálico e a superfície rugosa é feita de preferência de tecido, feltro ou outro material flexível fibroso.

Para o ajustamento de um grau de amortecimento que possa optimizar-se para cada caso de aplicação, a força de atrito entre as superfícies de encosto é regulável, reivindicação 5. Para isso, pode em especial variar-se a força de pressão entre as superfícies de encosto.

De acordo com a reivindicação 6, previu-se ligar a superfície exterior rugosa com o íman do estator e utilizar para a formação da superfície lisa uma mola mecânica fixada rigidamente no estator, que desloca elasticamente as superfícies de encosto substancialmente na direcção da normal às superfícies. Quando mais. intensa for a pressão exercida pela mola na superfície superior, mais intensa é a força de compressão entre as superfícies de encosto. Como a força de atrito também aumenta com a força de compressão, aumentar-se o amortecimento obtido do movimento do íman do estator, quando aumenta a força de compressão. Com uma tensão prévia ajustável da mola, podem adaptar-se a força de atrito e portanto o amortecimento, reivindicação 7. É conveniente utilizar da maneira mais simples, para o ajustamento da pressão, uma mola de lâmina entre as superfícies de encosto, reivindicação 8. De acordo com a reivindicação 9, a tensão prévia da mola de lâmina pode gerar-se por meio de uma pressão apropriada na extremidade elástica da mola de lâmina.

Descrevem-se a seguir em pormenor a invenção e outras formas de realização da invenção, com referência a um exemplo de realização representado esquematicamente no desenho.

No desenho está representado um corte longitudinal de um apoio magnético com simetria de rotação. Um rotor (1), formado como cilindro oco, com eixo de rotação (2) disposto verticalmente, está dotado na sua extremidade superior com um íman do rotor (3), no exemplo de realização um íman permanente. O íman do rotor (3) está montado numa fenda de apoio (4), que se estende horizontalmente, a uma pequena distância de um íman do estator (5), formado também com a forma de anel e apresenta as mesmas dimensões que o íman do rotor. No exemplo de realização, o íman do estator (5) é constituído por um material magnético permanente. Devido à força de atracção magnética entre o íman do rotor (3) e o íman do estator (5), a força do peso do rotor (1) é grandemente compensada, não estando representado um apoio adicionalmente necessário, no desenho esquemático. O íman do estator (5) está colocado na plataforma (6), que está montada em apoios (7), elásticos em flexão, rigidamente na direcção vertical no estator fixo (8) e, pelo contrário, com possibilidade de oscilar elasticamente no plano horizontal. Para os apoios (7) elásticos em flexão, utilizam-se, no exemplo de realização, cavilhas metálicas, por exemplo, no estator (8), com tensão unilateral, cujas extremidades opostas à extremidade carregada com a tensão, suportam a plataforma (6), de modo que a plataforma pode oscilar livremente, para um movimento no plano horizontal. Então, as cavilhas metálicas são desviadas elasticamente, estando o movimento dos apoios (7) marcados no desenho esquematicamente pela linha curva (9). A plataforma (6) está apoiada no estator (8) com três apoios (7), estando representado no corte longitudinal do desenho, do apoio magnético, um desses apoios. As cavilhas metálicas que constituem os apoios são móveis elasticamente, radialmente em relação ao eixo das cavilhas, em todas as direcções, de modo que a plataforma (6) pode oscilar livremente em qualquer direçção, no plano horizontal, que se estende paraleiamente às superfícies dos ímans do rotor e do estator na fenda de apoio horizontal (4). A plataforma (6) leva discos de feltro (10) na sua superfície voltada para o íman do estator (5). No exemplo de realização, há três desses discos de feltro colados na face superior da plataforma (6), sendo visível no corte longitudinal representado no desenho, do suporte magnético, apenas um desses discos de feltro. Os discos de feltro (10), encostam-se respectivamente a uma superfície lisa de uma mola, no exemplo de realização, a superfície de um dos lados largos de uma mola de lâmina (11). As superfícies de encosto dos discos de feltro e as molas de lâmina respectivas apresentam normais à superfície que se orientam perpendicularmente ao plano horizontal de oscilação do íman do estator (5). As molas de lâmina (11) estão fixadas ao estator (8) de modo que fazem pressão com as suas extremidades livres elásticas, no sentido do eixo de rotação (2), nos discos de feltro, definindo a pressão de encosto entre a superfície lisa das molas de lâmina e a superfície rugosa dos discos de feltro. No exemplo de realização, para aumentar a pressão da mola na extremidade livre das molas de lâmina é colocado um anel metálico (12), cujo peso pode variar-se para ajustar e adaptar a pressão de encosto à força de amortecimento necessária em cada caso individual. A força de atrito entre as superfícies encostadas pode assim ser regulada.

Um apoio magnético formado deste modo é, devido ao campo magnético permanente que actua na fenda de apoio (4), substancialmente estável na direcção axial. As oscilações radiais do rotor durante uma rotação são absorvidas pelo atrito mecânico. Assim, no caso de um desvio radial do rotor (1), relativamente ao seu eixo de rotação (2), devido ao acoplamento magnético entre o íman do rotor (3) e o íman do estator (5), a plataforma (6) move-se no plano horizontal da fenda de apoio (4). As oscilações radiais do rotor (1), transmitem-se à plataforma (6). No caso de um tal movimento da plataforma (6), também os discos de feltro (10) se deslocam relativamente às superfícies das lâminas de mola (11), sendo, de acordo com a pressão de encosto entre os discos de feltro (10) e as molas de lâmina (11), no entanto, os movimentos de deslizamento travados e portanto as oscilações do rotor (1) amortecidas. O volume de construção do dispositivo de atrito que actua como dispositivo amortecedor, que é constituído pelas peças do apoio: plataforma (6), discos de feltro (10) e molas de lâmina (11), com o anel metálico (12) eventualmente usado, é correspondentemente menor. Por meio da produção da pressão de encosto por meio de molas que, no exemplo de realização, pode variar-se pela escolha prévia do anel metálico (12), o custo reduzido das peças que provocam o amortecimento: os discos de feltro (10) e as molas de lâmina (11), o dispositivo de atrito, como se apresenta no exemplo de realização, pode ser fabricado de maneira particularmente económica. A massa das peças do dispositivo de atrito é, relativamente à força de amortecimento activa, comparativamente desprezável em relação aos amortecedores de óleo conhecidos.

Lista de referência 1 Rotor 2 Eixo de rotação 3 Iman do rotor 4 Fenda de apoio 5 Imando.est.ator 6 Plataforma 7 Apoio 8 Estator 9 Linha curva 10 Discos de feltro 11 Molas de lâmina 12 Anel metálico

Lisboa, 22 de Fevereiro de 2000

Rua- do Salitre, 195, sVc-Brt 1250 L5SBOA

Claims (9)

1. I 1

   f? Reivindicações 1. Apoio magnético para o apoio, sem contacto, de um corpo móvel, de preferência rotativo, no seguimento designado por rotor .(1.), em relação a uma parte fixa, no seguimento designada por estator (8), que compreende um rotor (1) e um estator (8) e com pelo menos uma fenda de apoio (4) entre o rotor e o estator, no qual zonas magnéticas do rotor e do estator, designadas por íman do rotor e íman do estator (3, 5), se opõem a uma pequena distância, sendo o íman do estator fixado no estator, de maneira a poder oscilar livremente num plano paralelo às superfícies dos ímans do rotor e do estator (3, 5) opostas na fenda de apoio (4), caracterízado por se colocar entre o estator (8) e o íman do estator (5) um dispositivo mecânico de atrito (6, 10, 11) para o amortecimento do movimento de oscilação do íman do estator.
2. 2. Apoio magnético de acordo com a reivindicação 1, caracterízado por o íman do estator (5) se apoiar no estator (8) por meio de um apoio (7) elástico em flexão, montado rigidamente perpendicularmente à fenda de apoio (4), e de maneira flexível elasticamente num plano de oscilação paralelo à fenda de apoio.
3. 3. Apoio magnético de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterízado por o dispositivo mecânico de atrito (6, 10, 11) apresentar duas superfícies de encosto (10, 11) que estão em contacto mútuo, com um ajuste forçado, e cujas normais das superfícies se orientam perpendicularmente ao plano de oscilação do íman do estator (5).
4. 4. Apoio magnético de acordo com a reivindicação 3, caracterízado por uma das superfícies de encosto estar dotada de uma superfície exterior (11) lisa e a outra com uma superfície exterior (10) rugosa.
5. 5. Apoio magnético de acordo com qualquer das reivindicações 2 anteriores, caracterizado por a força de atrito entre às superfícies de encosto (10, 11) poder ajustar-se com o dispositivo de atrito.
6. 6. Apoio magnético de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a superfície exterior rugosa estar ligada rigidamente com o íman do estator (5) e a superfície exterior lisa ser formada por uma mola (11) fixada rigidamente ao estator (8) e que se move de maneira flexível elasticamente, substancialmente na direcção das normais das superfícies de encosto.
7. 7. Apoio magnético de acordo com qualquer das reivindicações 5 ou 6, caracterizado por a força de atrito poder regular-se por meio de uma pré-tensão ajustável da mola (11).
8. 8. Apoio magnético de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se utilizar uma mola de lâmina (11).
9. 9. Apoio magnético de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a pré-tensão da mola de lâmina (11) ser produzida por pressão na sua extremidade flexível. fMO Agente Oficiai da Propriedade industriai

   Rua do Salitre, 195, r/c-Drt 125« LISBOA Lisboa, 22 de Fevereiro de 2000 9/