BR112012017156A2 - dispositivo para controlar um aparelho integrado. - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA CONTROLAR UM APARELHO INTEGRADO. A presente invenção refere-se a um dispositivo (1) que controla um aparelho integrado, onde o dito dispositivo compreende um quadro (5) no qual ao menso um manete de acionamento (2) é articulado de modo a ser móvel entre duas posições de extremidade, e pode também incluir um membro de atrito magnético (3) conectado ao manete (2) e que resiste ao movimento do dito manete.

Description

| | . 1/6 ! - “DISPOSITIVO PARA CONTROLAR UM APARELHO INTEGRADO" Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um dispositivo para controlar um equipamento integrado, em particular um dispositivo que fornece um retorno de força, em particular, um dispositivo para controlar um motor de aeronave que geralmente compreende um apoio | tendo montado nele de forma pivotante uma roda código e um manete principal, chamada | de manete de “aceleração”, que disposto para girar a roda de código.

O manete de ; aceleração móvel em relação ao apoio entre uma posição de repouso e uma posição de ! acionamento máximo.

Fundamentos da Invenção A ergonomia, o conforto no uso do dispositivo de controle pelo operador, especificamente pelo piloto quando o dito dispositivo é para uma aeronave, é um critério que | precisa ser levado em consideração quando se projeta um dispositivo desse tipo.

Ela é útil para o piloto sentir uma força manipulando o equipamento, especialmente para controlar o motor, movendo o manete de aceleração em direção à sua posição de acionamento ; máximo.

Isso ocorre porque o dispositivo de controle é projetado geralmente para incluir ' dispositivos de frenagem por atrito, dispositivos que são geralmente mecânicos e servem para opor-se, de forma controlada, aos movimentos que são conferidos ao dispositivo de controle pelo operador, por exemplo, ao manete de aceleração pelo piloto.

Tais dispositivos de frenagem por atrito podem ser sistemas que fazem uso de um elemento de atrito, tal como uma pastilha de atrito, que raspa contra um elemento fixado ao dispositivo de controle, opondo assim resistência à força aplicada pelo piloto ao dito dispositivo.

Tais sistemas de atrito são eficazes, eles fornecem uma boa sensação de retorno de força ao operador, e são confiáveis, entretanto, eles não estão livres de desvantagens: eles sofrem desgaste ao longo do tempo, e então precisam ser substituídos periodicamente, ou ao menos precisam ser verificados periodicamente.

Eles não são completamente insensíveis às variações na temperatura, eles fornecem ao operador uma sensação de atrito que poderia ser aperfeiçoada, e finalmente, sua resposta depende da velocidade com a qual o operador move o dispositivo de controle.

O objetivo da invenção é fornecer um dispositivo para aumentar o conforto no uso ; de um dispositivo para possibilitar que uma aeronave seja controlada por um operador, e que possa, em particular, suavizar ao menos uma das desvantagens dos sistemas existentes, enquanto garantindo os mesmos níveis de confiabilidade e de segurança. : Para esse fim, a invenção fornece um dispositivo de controle para controlar o equipamento integrado (por exemplo, integrado em uma aeronave), o dito dispositivo compreendendo um apoio tendo articulado a ele ao menos um manete de acionamento móvel entre duas posições extremas, sendo que o dito dispositivo compreende também um i | 2/6 i i . membro de atrito magnético conectado ao manete (ou ao menos a uma delas, caso exista j | uma pluralidade de manetes) e opondo resistência ao movimento da mesma.

Usar um membro de atrito magnético é mais vantajoso por várias razões.

À | frenagem é executada no movimento do dispositivo de controle sem atrito entre as partes mecânicas, e assim sem desgaste significativo.

Em adição, o torque de frenagem exercido por um membro de atrito magnético é completamente ou quase completamente insensível i | às diferenças de temperatura, assumindo que os materiais que geram o campo magnético | : são escolhidos de forma apropriada.

Ademais, o torque de frenagem é completamente ou quase completamente independente da velocidade com a qual o operador aciona o : 10 dispositivo de controle.

Finalmente, conclui-se que a sensação de movimento oposto à força ; sentida pelo operador é mais agradável do que com sistemas que usam uma fita de atrito, : visto que ela é mais mole e suave.

Como com atrito mecânico, dever-se-ia observar que o membro de atrito magnético também assegura que quando o operador não está manipulando o manete, a mesma permaneça, de fato, na posição selecionada: isso evita qualquer movimento inapropriado e indesejado do manete quando o operador desejar mantê-la em uma dada posição, mesmo ' na presença de vibração ou sob o efeito da aceleração do veículo na qual o dispositivo está montado. ' Vantajosamente, o membro de atrito magnético tem um suporte, ou uma pluralidade de suportes frontais — em particular dois suportes frontais — que suporta componentes de transporte adequados para atuar juntos para gerar um campo magnético entre os ditos suportes — quando há uma pluralidade deles -, e também um rotor ferromagnético, em particular um rotor localizado entre os suportes — quando há uma pluralidade de suportes -, rotor que é móvel em torno do eixo e conectado ao manete.

O movimento do rotor em relação aos componentes que gera o campo magnético não uniforme dá origem a um caminho de ciclo de histerese para o material ferromagnético do rotor, fazendo assim com que a energia seja dissipada no rotor e gerando assim forças que se opõem ao movimento do rotor.

À energia dissipada no disco do rotor é proporcional | ao seu movimento, de modo que as forças que se opõem ao movimento são assim | 30 independentes da velocidade. | Em uma primeira variante, os suportes são placas substancialmente ! perpendiculares ao eixo de rotação e o rotor compreende uma placa que se estende paralela às ditas placas, e repousa entre elas. ; As várias características do campo magnético que é criado dessa forma podem ser ajustadas, por exemplo, selecionando-se o tipo de componente, a distância entre os suportes, ou o deslocamento angular dos componentes de cada um dos suportes.

Em particular, com o propósito de simplificação do projeto, é preferencial que o dispositivo de

. 3/6 | . controle seja tal! que o eixo de rotação do rotor e o eixo pivô do manete coincidam.

Em uma segunda variante, o membro de atrito magnético compreende um primeiro suporte que é recebido em um segundo suporte e que coopera com ele para definir um espaço anular recebendo um uma luva ferromagnética formando o rotor.

Os componentes adequados para gerar um campo magnético podem ser | elementos que geram um campo magnético permanente, em particular, ímãs permanentes, dispostos em cada um dos suportes e deslocados opcionalmente angularmente de uma maneira apropriada entre si.

Os componentes adequados para gerar um campo magnético podem compreender | 10 elementos que geram um campo magnético variável. Eles podem compreender assim ao | 1 menos uma bobina montada em ao menos um dos suportes que cooperam com ao menos um componente adequado para gerar um campo magnético permanente montado em ao menos um dos suportes, e em particular no outro suporte.

O uso de tais elementos assegura que o dispositivo pode ter uma estrutura que é particularmente simples. Para o indivíduo que manipula o dispositivo de controle, o uso de uma bobina torna possível criar “entalhes” fazendo o campo magnético variar durante o Í movimento do dispositivo, e o posicionamento dos entalhes pode ser ajustado, por exemplo, com o propósito de fornecer ao menos um entalhe que define a posição para o menor consumo de combustível! quando o dispositivo é usado para controlar os motores de aeronaves.

Como mencionado acima, a orientação e/ou a intensidade do campo magnético criado entre o(s) suporte(s) são ajustáveis dependendo do tamanho, da posição angular relativa dos componentes que geram o campo magnético, da distância entre os suportes e do tipo de bobina, etc.

Assim é possível! ajustar a força de frenagem movendo os suportes que carregam os componentes adequados para atuar juntos para gerar o campo magnético angularmente entre si de tal forma a modificar o comprimento do caminho das correntes parasitas no rotor, e assim modificar a magnitude da força eletromagnética oposta (emf). Assim, os ímãs ou ; bobinas são fixados de forma permanente sobre os suportes, e o ajuste subsequente é | 30 — aplicado somente ao posicionamento relativo entre os suportes, que é simples. | O rotor é preferenciaimente fixado a um eixo que é conectado ao manete.

Por exemplo, o rotor é restrito a girar com o eixo que é conectado ao manete através de um sistema de transmissão de movimento, em particular um sistema do tipo ! engrenagem ou um sistema de transmissão de correia, ou diretamente por um eixo pivô do ! 35 —maneteque estende o eixo do rotor.

O membro de atrito magnético pode compreender um invólucro montado no apoio e definindo um alojamento para as placas ou para os suportes e o rotor, possibilitando assim

! í 4/6 | ' 7 que esses elementos e os componentes que geram o campo magnético sejam protegidos de choques magnéticos, de poeira e de partículas metálicas ferromagnéticas que podem ser encontradas no ambiente do membro de atrito magnético.

O invólucro compreende preferencialmente duas partes de invólucro complementares que são fixadas entre si de modo a definir o alojamento, cada um dos suportes sendo montado contra uma das partes do invólucro. O rotor pode ser assim montado em um eixo disposto no alojamento definido pelo invólucro e que se projeta a partir i deste via sua extremidade que está conectada ao manete. As partes do invólucro são então vantajosamente ajustáveis angularmente entre si em torno do eixo de rotação do rotor, possibilitando assim que a força de frenagem seja ajustada. Outras características e vantagens da invenção aparecem na leitura da seguinte descrição das modalidades não limitantes particulares da invenção. Breve Descrição dos Desenhos Referência é feita aos desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 é uma vista lateral diagramática de um dispositivo de controle para ' controlar o equipamento da aeronave e é ajustada com um membro de atrito magnético em uma primeira variante da invenção. A FIG. 2 é uma vista lateral diagramática de um dispositivo de controle para controlar o equipamento da aeronave e ajustada com um membro de atrito magnético em uma segunda variante da invenção. A FIG. 3 é uma vista diagramática explodida de um membro de atrito magnético de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A FIG. 4 é uma vista de corte axial diagramática de uma segunda modalidade do membro de atrito magnético da invenção. A FIG. 5 é uma vista explodida diagramática do membro de atrito magnético da FIG. 4. A FIG. 6 é uma vista diagramática explodida de uma terceira modalidade do : membro de atrito magnético da invenção. Descrição Detalhada da Invenção As figuras, em particular as FIGs. 1 a 2, são altamente diagramáticas e os elementos mostrados não estão necessariamente mutuamente em escala de modo a tornar ! as figuras mais fáceis de serem lidas. A referência a qualquer dado elemento é conservada em todas as figuras nas quais ela aparece. O dispositivo de controle de combustivel ao qual a invenção se aplica e como descrito nas seguintes modalidades é disposto para controlar a propulsão de um motor de aeronave com a ajuda de um manete de aceleração.

| ! | : ' 5/6 1 | ' A FIG. 1 mostra um dispositivo de controle 1 em uma primeira variante À compreendendo um manete de aceleração 2 adequado para ser movido manualmente entre duas posições extremas através da articulação em torno de um eixo X em relação a um apoio representado pelo sombreado 5. O disposto inclui um membro de atrito magnético 3 | Í 5 — quecompreende, como descrito em mais detalhes abaixo com relação às FIGs. 3 em diante, | um invólucro 31 que define um alojamento tendo componentes de carregamento de placas | que geram um campo magnético e um rotor ferromagnético 32, O invólucro 31 é conectado | ao próprio manete de aceleração 2, enquanto o rotor 32 é conectado ao apoio 5 do manete ; de aceleração 2. Sob tais circunstâncias, a estrutura 2, 3 é compacta: o eixo de rotação do í | 10 rotor 32 coincide com o eixo de rotação X do manete 2 e o membro de atrito 3 está ! substancialmente em um plano intermediário vertical P (como mostrado na figura) que é o mesmo do plano do manete de aceleração 2. A FIG. 2 mostra uma segunda variante na qual o invólucro 31 é conectado ao apoio para o manete de aceleração 2, enquanto o rotor 32 é conectado ao manete de aceleração 2 via uma conexão de engrenagem.

Os eixos de rotação do manete de aceleração 2 e do rotor 32 permanecem paralelos (eixos X e X'), mas, nesta variante, eles ] estão deslocados entre si.

A FIG. 3 é uma vista detalhada de um membro de atrito 3 em uma primeira modalidade da invenção.

Ele compreende um invólucro 31 que aloja duas placas 9 e 9' na forma de discos que são furados em seus centros, que são substancialmente idênticos em tamanho, e que são colocados em torno de um eixo central comum.

Cada uma dessas duas placas 9 e 9' tem quatro imãs 12 em sua face voltada para a outra placa.

Um rotor 32 de composto ferromagnético é fixado a um eixo 13 através de arruelas 14 e uma porca 15 que é rosqueada no eixo a partir de sua extremidade 13a.

O eixo 13 também passa através das —duasplacas9e9,esua outra extremidade 13b, na posição montada, se projeta a partir do invólucro 31 via uma abertura 312 que é formada na parede da extremidade de uma parte 31a do invólucro que recebe um mancal 8. O invólucro 31 é constituído de uma primeira parte 31a que define um alojamento e uma segunda parte 31b que fecha o alojamento, sendo aparafusado na parte 31a por meio de parafusos 8 que passam via ambas as partes.

O invólucro inteiro 31 é projetado para ser fixado ao apoio (não mostrado) por meio dos | parafusos 6, 6, 6º que passam através de soquetes de fixação 7, T, 7” distribuídos ' regularmente em torno do exterior da parte 31a do invólucro, enquanto os ditos parafusos passam através de furos oblongos que se estendem ao longo de arcos circulares na parte ! 31b.

A forma dos furos que recebem os parafusos 6, 6, 6" na parte de invólucro 31b permite — quea ditapartese mova angularmente em relação à parte de invólucro 31a em torno do eixo X, permitindo assim que as posições angulares dos ímãs 12 da placa 9 sejam ajustadas em relação às posições dos imãs da placa 9'. Esse ajustamento de orientação angular serve

| | ' 6/6 | | . para ajustar a força de frenagem.

O invólucro 31 define um alojamento que inclui uma | cavidade cilíndrica aberta 311 na parede da extremidade da parte 31a, cavidade que é adequada para alojar o mancal 8. A placa 9 é aparafusada à parte 31a do invólucro 31 por parafusos 10, 10' e 10” que passam através das aberturas fornecidas para esse propósito na parede de extremidade da parte 31a de modo a ser recebida em furos rosqueados | ; formados correspondentemente na parte anular da placa.

De forma análoga, a placa 9' é | aparafusada à cobertura 31b do invólucro por parafusos 11, 11', 11”. A extremidade 13a do Í ; eixo é montada ao pivô na cobertura 31b do invólucro via um mancal 8. | | As FIGs. 4 e 5 mostram um membro de atrito em uma segunda modalidade da : | 10 invenção.

Nessa modalidade, não há mais um par de placas, mas um primeiro suporte 59 que é recebido em um segundo suporte tubular 59' e que coopera com ele para definir um espaço anular 60 que recebe uma luva ferromagnética formando o rotor 52. O primeiro suporte 59 é fornecido com os ímãs 12, enquanto o segundo suporte 59' tem bobinas 17. Esse dispositivo é montado de uma forma análoga a do dispositivo que constitui a primeira modalidade.

A FIG. 6 mostra um membro de atrito em uma terceira modalidade da invenção, : similar à primeira modalidade mostrada na FIG. 3. A diferença está no fato de que as bobinas 17' estão associadas com a placa 9º.

O uso das bobinas 17 e 17' possibilita que “entalhes” sejam gerados, os quais podem ser sentidos pelo piloto enquanto movendo o manete de aceleração, e é possível ajustar o ciclo desses entalhes como uma função de vários parâmetros, tal como a carga da aeronave ou a distância que ela viaja.

É possível assim fornecer um entalhe que corresponde a uma posição para minimizar o consumo de combustível.

Naturalmente, a invenção não está limitada às modalidades descritas, mas cobre — qualquer variante que está dentro do âmbito da invenção definida pelas reivindicações.

Em particular, outras aplicações podem ser previstas para o dispositivo de controle ; da invenção que não está restrito de forma alguma a controlar um motor de aeronave. ! A montagem do dispositivo de controle em um invólucro, como na primeira ; modalidade, é opcional, como é a possibilidade de ajustar a força de oposição. |

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES . 1. Dispositivo de controle (1) para controlar um equipamento integrado, caracterizado por compreender um apoio (5) sobre o qual é articulado pelo menos um ' manete de acionamento (2) móvel entre duas posições extremas; e um membro de atrito magnético (3) que é conectado ao manete (2) opondo resistência ao movimento deste, o membro de atrito (3) tendo um ou mais suportes (9, 9', 59, 59') carregando os componentes (12, 17, 17) aptos a gerar conjuntamente um campo magnético, em particular entre os ditos suportes no caso de uma pluralidade de suportes, e um rotor ferromagnético (32), em particular disposto entre os suportes em caso de uma pluralidade de suportes, que é móvel emtorno do eixo (X) e é conectado ao manete (2), em que o campo magnético é ajustado movendo-se angularmente entre si os suportes (9, 9') carregando os componentes (12, 17, 17') aptos a gerar conjuntamente o campo magnético.
2. 2. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os suportes são placas (9, 9") substancialmente perpendiculares ao eixo de rotação, e o rotor (32) compreende uma placa que se estende paralela às ditas placas e entre elas.
3. 3. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro de atrito magnético (3) compreende um primeiro suporte (59) que é recebido em um segundo suporte (59') e que coopera com este para definir um espaço —anular(60) que recebe uma luva ferromagnética formando o rotor (52).
4. 4. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o eixo de rotação (X') do rotor (32) e o eixo pivô (X) do manete (2) coincidem ou são paralelos entre si, ou são dispostos de outra forma.
5. 5. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os componentes aptos a gerar um campo magnético compreendem os elementos (12) gerando um campo magnético permanente que são dispostos sobre cada : um dos suportes (9, 9'; 59, 59') e que são deslocados angularmente entre si.
6. 6. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo ' fato de que os componentes aptos a gerar um campo magnético compreendem os elementos (17,17) para gerar um campo magnético variável, em particular, ao menos uma bobina montada sobre ao menos um dos suportes (9, 9"; 59, 59) e cooperando com ao menos um componente apto a gerar um campo magnético permanente (12) montado sobre ao menos um dos suportes,
7. 7. Dispositivo de controle (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a orientação e/ou a intensidade do campo magnético criado pelo membro de atrito magnético (3) é/são ajustável(eis).
8. 8. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o rotor (32) é montado solidariamente sobre um eixo (13) que é conectado ao . manete (2). :
9. 9. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o rotor (32) é montado solidariamente sobre um eixo (13) que é conectado ao —manete (2) através de um sistema transmissor de movimento, em particular, do tipo que compreende um sistema de engrenagem ou um sistema de transmissão de correia, ou diretamente através de um eixo pivô do manete se estendendo do eixo do rotor.
10. 10. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro de atrito magnético (3) compreende um invólucro (31) montado sobre o apoio(5)e que define um alojamento para os suportes (9, 9'; 59, 59") e para o rotor (32, 52).
11. 11. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o invólucro (31) compreende duas partes de invólucro complementares (31a, 31b) que são fixadas entre si para definir um alojamento, cada um dos suportes (9, 9'; 59,59) sendo montado contra uma das partes do invólucro.
12. 12. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o rotor (32) é montado sobre um eixo (13) disposto no alojamento definido pelo invólucro (31) e que se projeta a partir deste via sua extremidade (31a) conectada ao manete (2).
13. 13. Dispositivo de controle (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as partes (31a, 31b) do invólucro (31) são orientáveis uma com relação a outra em torno do eixo de rotação do rotor (32, 52).
14. 14. Dispositivo de controle (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de controle é um dispositivo para controlara propulsão de um motor de aeronave,