BR9908457B1

BR9908457B1 - dispositivo para medição de forças, que são produzidas por uma massa desbalanceada de um rotor.

Info

Publication number: BR9908457B1
Application number: BRPI9908457-0A
Authority: BR
Inventors: Eickhart Goebel
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2010-11-30
Also published as: DK1108204T3; EP1108204B1; HUP0101095A2; RU2245528C2; CN1170130C; PL191114B1; HU222970B1; CA2324315C; JP4344096B2; BR9908457A; PL342762A1; EP1108204A1; NZ506942A; JP2002524730A; CA2324315A1; US6430992B1; WO2000014503A1; AU751140B2; HUP0101095A3; AU5856799A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITI-VO PARA MEDIÇÃO DE FORÇAS, QUE SÃO PRODUZIDAS POR UMAMASSA DESBALANCEADA DE UM ROTOR".

ESTADO DA TÉCNICA

A invenção refere-se a um dispositivo para medição de forças,que são produzidas por uma massa desbalanceada de um rotor, com umeixo de medição, apoiado em um mancai rotativo, de modo giratório em tor-no de seu eixo, no qual está fixado o rotor para a medição, e um apoio, queapresenta sensores de medição de força, do eixo de medição em um quadroestacionário. Sendo que o apoio apresenta um quadro intermediário, no qualestá apoiado o eixo de medição em um plano de apoio que apresenta umsensor de medição de força, tal como conhecido do documento DE 33 32978 A1.

Em um dispositivo dessa espécie para medição de forças, quesão produzidas por uma massa desbalanceada de um rotor, é conhecidoapoiar de modo rotativo o eixo de medição em duas unidades de apoio, dis-postas à distância axial uma da outra, que estão apoiadas em relação a umacarcaça de mancai oca através de sensores de medição de força. Esse a-poio de eixo de medição é sustentado por um quadro estacionário.

Do documento EP 0 343 265 A1 é conhecido em um aparelhode balanceamento montar um suporte de apoio estendido axialmente aoeixo de medição, de modo oscilante em relação a um quadro estacionário, edispor entre o suporte de apoio e o quadro estacionário sensores de medi-ção, dispostos à distância axial um do outro. Do documento DE 33 30 880A1 é conhecido apoiar o apoio que aloja o mancai rotativo do eixo de medi-ção em um quadro estacionário, através de transformadores de medição deforça dispostos à distância axial um do outro.

Em um dispositivo conhecido do documento EP 0 133 229 A1,que serve para balanceamento de rodas de automóvel, o eixo de medição éapoiado em um quadro estacionário, em um apoio que apresenta um sensorde medição de força. Para obtenção de um equilíbrio de massa desbalance-ada dinâmico, estão previstos dois planos de apoio, nos quais também es-tão dispostos os sensores de medição de força, para o apoio do eixo demedição.

Do documento EP O 058 860 B1 é conhecido um aparelho debalanceamento para corpos rotativos, no qual o eixo de medição está apoi-ado de modo rotativo sobre uma parte plana elasticamente flexível, dispostaverticalmente no leito de máquina. Nesse caso, o mancai rotativo do eixo demedição está previsto na borda superior da parte plana. Desvios de posiçãoda parte plana são detectados através de um braço de sensores de medi-ção, estendido em ângulo reto à parte plana, cujas direções de introduçãode força estendem-se verticalmente uma à outra. Um dos sensores de me-dição registra, nesse caso, a fração estática, enquanto o outro sensor demedição detecta as forças resultantes da massa desbalanceada dinâmica,que causam uma torção da parte plana elasticamente flexível, vertical, apro-ximadamente em torno de uma linha central.

Além disso, do documento DE-AS 16 98 164 é conhecido umsistema (supercrítico) medidor de oscilações, com um apoio para o rotor so-bre feixe de molas dispostas obliquamente uma à outra, cujos prolongamen-tos formam um ponto de intersecção virtual em um dos planos de compen-sação do rotor a ser equilibrado. Os dois feixes de mola dispostos obliqua-mente um ao outro estão apoiados contra uma placa de base através deuma placa intermediária, sobre feixes de mola verticais, dispostos paralela-mente um ao outro. Por meio de conversores de oscilações, as oscilaçõesdos feixes de mola, resultantes de uma massa desbalanceada do rotor, sãodetectadas e convertidas em sinais de medição correspondentes.

Dos documentos DE-AS 10 27 427 e DE-AS 10 44 531 é co-nhecido formar articulações em barras elásticas ou molas planas, que for-mam apoios oscilantes em aparelhos de balanceamento, por pontos de a-delgaçamento.

Os sensores de medição de força previstos nos dispositivos co-nhecidos, nos planos de apoio nos locais de medição, fornecem sinais desensor de medição, que são proporcionais às forças centrífugas que resul-tam da massa desbalanceada do rotor e provocam forças de reação, medi-das pelos sensores de medição, nos planos de apoio ou nos locais de medi-ção. Nos sistemas de medição padronizados, convencionais, para aparelhosde balanceamento de rodas, é comum um apoio volante para o eixo de me-dição e para o rotor fixado no mesmo. A conversão nos dois planos de com-pensação no rotor para a compensação dinâmica de massa desbalanceadase dá devido às leis de força e alavanca da estática. Portanto, as forças me-didas pelos sensores de medição de força nos dois planos de apoio são de-pendentes da respectiva distância que o rotor tem dos dois sensores demedição de força. Como essas distâncias têm tamanhos diferentes, quandoda alteração da sensibilidade de um dos dois transformadores de medição,devido a diferentes influências, por exemplo, por temperatura, envelheci-mento, choque, sobrecarga, vibrações de transporte, influência de umidadee similar, resulta um erro sobreproporcional nas massas de compensaçãocalculadas para os respectivos planos de compensação.

TAREFA DA INVENÇÃO

É tarefa da invenção criar um dispositivo da espécie citada inici-almente, no qual uma alteração de sensibilidade de um transformador demedição, devido à dinâmica de forças explicada acima, só se reflete ligeira-mente sobre a compensação de massas a ser realizada nos planos de com-pensação, por exemplo, por pesos de compensação a serem instalados.

Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção, onde oquadro intermediário está apoiado no quadro estacionário através de umoutro sensor de medição de força e o eixo de medição está apoiado no qua-dro intermediário em um ponto de apoio virtual formado pelas alavancas deapoio e o quadro intermediário está apoiado no quadro estacionário em umponto de apoio virtual formado por alavancas de apoio.

Para isso, o quadro intermediário, formado rigidamente, no qualo eixo de medição está apoiado em um plano de apoio que apresenta umsensor de medição de força, está apoiado no quadro estacionário através deum outro sensor de medição de força. Os dois sensores de medição de for-ça encontram-se, portanto, em dois sistemas de apoio, para uma detecçãocom medição de força de massa desbalanceada, sendo que cada sensor demedição de força está associado a um dos dois sistemas de apoio. Os doissistemas de apoio encontram-se entre o eixo de medição e o quadro rígido,por exemplo, do aparelho de balanceamento, no qual são realizadas a me-dição de massa desbalanceada e a compensação de massa desbalanceadaem uma roda de automóvel. Os sensores de medição de força podem situar-se, nesse caso, em diversos planos de apoio diferentes, porém situados naregião do quadro intermediário rígido ou em um plano de apoio comum.

Pela formação dos dois sistemas de apoio citados acima, estáprevisto pelo menos um outro apoio do eixo de medição, que tem a proprie-dade de um ponto de apoio virtual em um outro plano de apoio. Tambémpodem estar previstos dois planos de apoio dessa espécie, com pontos deapoio virtuais dessa espécie. Os pontos de apoio virtuais podem encontrar-se nos dois lados do rotor a ser medido. Mas, também é possível prever a-penas um plano de apoio adicional, apresentando um ponto de apoio virtual,que se encontra, preferivelmente, entre os dois planos de compensação dorotor ou também entre o plano, no qual se situam os sensores de mediçãode força, e o rotor.

De modo preferido, os dois sensores de medição de força estãodispostos em um plano de apoio comum, que se estende verticalmente aoeixo do eixo de medição. As forças introduzidas nos sensores de mediçãode força como forças de reação, estão alinhadas paralelamente, particular-mente, coaxialmente, uma à outra e encontram-se no plano de apoio co-mum. Mas, os sensores de medição de força podem situar-se em diferentesplanos de apoio, na região da extensão axial do quadro intermediário.

Uma forma de realização preferida consiste no fato de que oeixo de medição está apoiado no quadro intermediário, em um primeiro pla-no de apoio, que apresenta o sensor de medição de força, e em um segun-do plano de apoio, que apresenta o ponto de apoio virtual, e que o quadrointermediário está apoiado no quadro estacionário, em um plano de apoio,através do segundo sensor de medição de força e, além disso, está unidoarticuladamente no quadro estacionário por meio de uma guia paralela. Oplano de apoio que apresenta o ponto de apoio virtual, pode encontrar-seentre o rotor, particularmente, roda de automóvel, e o plano de apoio, queapresenta os dois sensores de medição de força, ou, preferivelmente, entreos dois planos de compensação do rotor, particularmente, roda de automóvel.

O quadro intermediário pode estar apoiado no quadro estacioná-rio através de um par de alavancas de apoio e articulações, nas extremida-des respectivas das alavancas de apoio. Também o eixo de medição podeestar apoiado no quadro intermediário, através de um par de alavancas deapoio e articulações, nas extremidades de alavanca. Os eixos das respecti-vas articulações estendem-se verticalmente ao plano, no qual se situam asforças introduzidas nos sensores de medição de força e o eixo do eixo demedição. O par de alavancas de apoio, que apóia o quadro intermediário noquadro estacionário pode produzir, simultaneamente, a guia paralela doquadro intermediário no quadro estacionário. Nesse caso, as alavancas deapoio estendem-se paralelamente uma à outra. Mas, também é possíveldispor as alavancas de apoio em ângulo uma à outra, sendo que o vérticedo ângulo se situa, preferivelmente, no eixo do eixo de medição ou na pro-ximidade desse eixo do eixo de medição. As articulações das alavancas deapoio situam-se, então, nos cantos de um trapézio da disposição de proje-ção horizontal das alavancas de apoio. Por essa disposição, é criado o pon-to de apoio virtual, situado no lado externo do rotor. O ponto de apoio doeixo de medição no quadro intermediário, situado dentro do rotor, particu-larmente, entre os planos de compensação, pode igualmente ser formadopor alavancas de apoio, dispostas em ângulo uma à outra, cujas articula-ções se situam nos cantos de um trapézio de projeção horizontal da disposi-ção de alavancas de apoio. De modo preferido, as alavancas de apoio estãoformadas como partes planas resistentes à flexão, por exemplo, peças dechapa, peças fundidas, peças planas laminadas e similar, que, em conjuntocom as articulações, garantem que nos sensores de medição se dê a intro-dução de força desejada, por exemplo, substancialmente linear e estendidacoaxialmente. A disposição de alavancas de apoio, que está formada pelaspartes planas, pode estar produzida, por exemplo, em uma peça, sendo queas partes planas estão formadas de modo resistente à flexão e só as articu-lações, situadas entre as mesmas, estendidas, substancialmente, de formalinear, são elásticas à flexão. As articulações podem ser formadas por pon-tos de enfraquecimento, por exemplo, adelgaçamentos entre as partes pla-nas resistentes à flexão, individuais. Desse modo, são formados eixos arti-culados elásticos à flexão entre as partes planas resistentes à flexão. Peladisposição correspondente, paralelamente ou em ângulo, são então criados,tal como explicado acima, os pontos de apoio virtuais desejados, que for-mam eixos de apoio, que se estendem de modo linear nos respectivos pla-nos de apoio.

Os pontos de apoio virtuais também são os locais de mediçãolevados em consideração no calculador de quadro do aparelho de balance-amento, que representam locais de medição virtuais.

EXEMPLOS

Por meio das Figuras, a invenção é explicada ainda mais deta-lhadamente em exemplos de realização. Mostram:

Fig. 1: um primeiro exemplo de realização;

Fig. 2: um segundo exemplo de realização;

Fig. 3: um terceiro exemplo de realização;

Fig. 4: um quarto exemplo de realização;

Fig. 5: um quinto exemplo de realização;

Fig. 6: um sexto exemplo de realização;

Fig. 7: uma vista de cima sobre uma disposição e medição eapoio para o eixo de medição, tal como pode ser usado nas formas de reali-zação das Figs. 1, 3 e 5;

Fig. 8: uma representação em perspectiva da disposição de me-dição da Fig. 7, vista pela frente, de cima;

Fig. 9: uma representação em perspectiva da disposição de me-dição das Figs. 7 e 8, vista lateralmente, de cima; e

Fig. 10: uma sétima forma de realização.

Nas figuras, está representado, em representação esquemática,um rotor 1, que para medição de massa desbalanceada está fixado, de mo-do conhecido, em um eixo de medição 2 por meios de aperto, não represen-tados mais detalhadamente. O eixo de medição 2 está apoiado de modorotativo em um quadro estacionário 6. Pode tratar-se, nesse caso, de umquadro de aparelho de um aparelho de balanceamento de roda. O apoio sedá com auxílio de um apoio 3, ainda a ser descrito em detalhe, que tambémapresenta sensores de medição de força 4, 5. O apoio 3 pode apresentarum mancai rotativo 26 tubular, no qual o eixo de medição 2 está apoiado demodo rotativo. O mancai rotativo 26, que aloja o eixo de medição 2, estáapoiado rigidamente através do sensor de medição de força 4 em um pri-meiro plano de apoio 8, em um quadro intermediário 7. Além disso, por ala-vancas de apoio 13, 14, que formam um par de alavancas de apoio e seestendem em ângulo uma à outra, é criado um ponto de apoio 24 virtual, emum outro plano de apoio 9. O ponto de apoio 24 atua como um eixo girató-rio, que se estende verticalmente ao eixo 23 do eixo de medição 2 e verti-calmente à direção da introdução de força das forças de reação no sensorde medição de força 4, resultantes da medição de massa desbalanceada.Em suas extremidades, as alavancas de apoio 13 e 14 estão unidas articu-ladamente (articulações 19 e 22) com o quadro intermediário 7 e, articula-damente (articulações 20, 21), com o mancai rotativo 26 para o eixo de me-dição 2. Os eixos de articulação das articulações 19 a 22 estendem-se para-lelamente ao eixo giratório, que está formado no ponto de apoio 24 virtual. Oponto de apoio 24 virtual pode encontrar-se entre o rotor 1 e o plano de a-poio 8, no qual se situam os sensores de medição de força 4 e 5 (Figs. 1 e2). O ponto de apoio 24 virtual também pode encontrar-se, no entanto, naregião do rotor, particularmente entre os planos de compensação 27 e 28,nos quais é realizada a compensação de massa desbalanceada, por exem-plo, por instalação de pesos de compensação (Figs. 5 e 6).

O quadro intermediário 7 está apoiado através do sensor demedição de força 5 no quadro estacionário 6. O sensor de medição de força5 pode estar disposto no plano de apoio 8 situado verticalmente ao eixo demedição 2. Mas, também é possível dispor o sensor de medição de força 5,deslocado em direção axial do eixo de medição 2, em um outro plano deapoio. Além disso, o quadro intermediário 7 está apoiado através de um parde alavancas de apoio (alavanca de apoio 11 e 12) no quadro estacionário6. Nas extremidades, as alavancas de apoio 11, 12 estão unidas articula-damente (articulações 15, 16) com o quadro estacionário 6 e unidas articu-Iadamente (articulações 17, 18 nas Figuras 1, 3, 5, 10 e 7 a 9, bem como asarticulações 19, 22, nas Figuras 2, 4 e 6) com o quadro intermediário 7. Oquadro intermediário 7 está formado como bloco de apoio rígido ou quadrode apoio rígido e resistente à flexão.

Nas formas de realização das Figuras 1 e 2 bem como 5 a 9, asalavancas de apoio 11 e 12 estendem-se, substancialmente, paralelamenteuma à outra e paralelamente ao eixo 23 do eixo de medição 2. As alavancasde apoio 11 e 12 formam, desse modo, uma guia de direção paralela à in-trodução de força dirigida substancialmente de modo vertical ao eixo 23 doeixo de direção 2 das forças de reação, que se apresentam no curso de me-dição de massa desbalanceada no sensor de medição de força 5.

Nas formas de realização das Figuras 3, 4 e 10, as duas alavan-cas de apoio 11 e 12 estão dispostas em um ângulo agudo uma à outra,cujo vértice se situa no eixo 23 do eixo de medição 2 ou na proximidade doeixo 23. Esse vértice forma um outro ponto de apoio 25 virtual em um planode apoio 10 estendido verticalmente ao eixo de medição 2, que se situa nolado externo do rotor 1.

Na forma de realização da Figura 10, o ponto de apoio 25 virtuale o plano de apoio 10 se situam em um prolongamento do eixo de medição2, desenhado em ponteado e traçado, que em relação ao apoio 3 do eixo demedição 2 se estende em sentido contrário à extensão longitudinal do eixode medição 2. O ponto de apoio 25 e o respectivo plano de apoio 10 situam-se no lado situado de modo oposto ao rotor 1, em relação ao apoio 3.

Também o ponto de apoio 25 virtual tem a propriedade de umeixo giratório, que se situa verticalmente sobre o eixo 23 do eixo de medição2 e verticalmente sobre a direção de introdução da introdução de força nossensores de medição de força 4 e 5. Nos exemplos de realização represen-tados, essa introdução de força se dá no plano de apoio 8. Para formaçãoda propriedade do eixo giratório no respectivo ponto de apoio 24, 25 virtual,os eixos articulados das articulações 15 a 22 estendem-se paralelamenteum ao outro e verticalmente ao eixo 23 do eixo de medição 2, bem como àdireção de introdução de força das forças de reação nos sensores de medi-ção de força 4 e 5 no plano de apoio 8.

Nas formas de realização das Figuras 3 e 4, nos dois lados dorotor 2, a saber, no lado interno e no lado externo do rotor, são criados pla-nos de apoio 9 e 10 com os pontos de apoio 24 e 25 virtuais. Os pontos deapoio 24 e 25 virtuais têm as propriedades de locais de medição virtuais. Asforças L1 associadas ao ponto de apoio 24 interno, são introduzidas pelosensor de medição de força 5 e forças R, associadas ao ponto de apoio 25,no sensor de medição de força 4. Os sensores de medição de força produ-zem sinais de emissão de medição L' e R' correspondentes. O fato de quenos pontos de apoio 24 e 25 virtuais também são criados locais de mediçãovirtual, resulta do fato de que quando uma força centrífuga, resultante damassa desbalanceada do rotor, atua no plano de apoio 9 esquerdo, um sinalde medição L' proporcional ao tamanho dessa força centrífuga é emitido pe-lo sensor de medição de força 5, enquanto o sensor de medição de força 4não emite qualquer sinal. Quando no plano de apoio 10 externo direito atuauma força centrífuga, R resultante de massa desbalanceada do rotor, só osensor de medição de força 4 emite um sinal de medição R' proporcional,enquanto o sensor de medição de força 5 não produz qualquer sinal. Dissoresulta um apoio volante, no qual os planos de compensação 27 e 28 norotor se encontram entre os locais de medição virtuais ou planos de mediçãovirtuais, que coincidem com os planos de apoio 9 e 10, tal como está repre-sentado nas Figs. 3 e 4. Em uma atuação de força resultante da massadesbalanceada do rotor entre os planos de apoio 9 e 10, as forças de apoioeficazes nesses planos (plano de medição virtual) são divididas de acordocom as distâncias de apoio do ponto de atuação e emitidos sinais de sensorde medição correspondentes pelos sensores de medição de força 4 e 5.

Na forma de realização representada na Figura 10, o ponto deapoio 24 virtual, no qual uma força centrífuga L1 resultante da massa desba-Ianceada do rotor, pode tornar-se eficaz, encontra-se no plano de apoio 9entre os dois planos de compensação 27, 28, preferivelmente, aproximada-mente no centro entre os dois planos de compensação 27, 28. O outro pon-to de apoio 25 virtual encontra-se no outro lado, com relação ao apoio 3 doeixo de medição 2, no prolongamento do eixo de medição. Aqui, atua umaforça centrífuga R, resultante da massa desbalanceada do rotor. Tal como jáexplicado acima, os sensores de medição 4 e 5 fornecem sinais de mediçãoR' e L' proporcionais às forças centrífugas ReL.

Nas formas de realização das Figuras 1 e 2 bem como 5 a 9, oponto de apoio virtual externo encontra-se no infinito ou em uma distânciarelativamente grande, de alguns metros, por exemplo, entre aproximada-mente 3 a 20 m e mais, uma vez que pelas alavancas de apoio 11 e 12 écausada, substancialmente, uma guia paralela do quadro intermediário 7. Senessas formas de realização for introduzida no plano de apoio 9 (plano demedição virtual), no ponto de apoio virtual (local de medição virtual), umaforça centrífuga (L nas Figs. 1 e 2 e S nas Figs. 5 e 6), resultante da massadesbalanceada do rotor, essa força só é detectada pelo sensor de mediçãode força 5 e um sinal proporcional L' ou S' é emitido pelo mesmo. O sensorde medição de força 4 não emite qualquer sinal. Independentemente da dis-tância da força centrífuga introduzida, o sensor de medição de força 5, devi-do à guia paralela do quadro intermediário 7, só irá emitir um sinal propor-cional ao tamanho da força centrífuga. O sensor de medição de força 4, poroutro lado, irá emitir um sinal de medição M', que é proporcional não apenasao tamanho da força centrífuga e, desse modo, ao tamanho da massa des-balanceada, mas também à distância do ponto de introdução de força doplano de apoio 9 ou do ponto de apoio 24 virtual.

Nas formas de realização das Figuras 1, 3, 5 e 10, bem comodas Figs. 7 a 9, o apoio do quadro intermediário 7 no quadro estacionário 6se dá com auxílio do par de alavancas de apoio formado pelas alavancas deapoio 11 e 12 e o apoio do mancai rotativo 26 tubular do eixo de medição 2,com auxílio do par de alavancas de apoio formado pelas alavancas de apoio13 e 14, um atrás do outro, visto na direção axial do eixo de medição 2. Ospares de alavancas de apoio das formas de realização das Figuras 3 e 4têm a mesma direção de inclinação. No exemplo de realização 11, 12, a di-reção de inclinação está oposta à direção de inclinação do par de alavancasde apoio 13, 14. Nas formas de realização das Figuras 2, 4 e 6, o apoio doquadro de apoio 7 no quadro estacionário 6 e do mancai rotativo 26 do eixode medição 2 no quadro intermediário 7 com os respectivos pares de ala-vancas de apoio 11, 12 e 13, 14, se dá um ao lado do outro ou um em cimado outro. Nesse caso, as articulações 17, 19 e 18, 22 podem coincidir comas articulações comuns 19 e 22, no quadro intermediário 7, tal como estárepresentado nas Figs. 2, 4 e 6.

As alavancas de apoio 11 a 14 podem ser formadas por partesplanas, que estão formadas de modo rígido e resistente à flexão. As partesplanas podem ser formadas de uma peça, sendo que as articulações estãoformadas por pontos de enfraquecimento em forma de linhas, por exemplo,na forma de adelgaçamentos. Tal como é visível das Figs. 7 a 9, da peçaque forma as partes planas para as alavancas de apoio 11 a 14 tambémpode ser formada uma placa de suporte 33, que é componente do dispositi-vo de suporte 29. A placa de suporte 33 está unida fixamente com o mancairotativo 26 tubular, por exemplo, por solda. Adicionalmente, pode estar pre-visto, ainda, como componente do dispositivo de suporte 29 uma cantoneirade apoio 34, que está igualmente unida fixamente, por exemplo, por solda,com a placa de suporte 3 e o mancai rotativo 26. Nas figuras está represen-tada a cantoneira de apoio 34 superior. Adicionalmente, também pode aindaestar prevista uma cantoneira de apoio inferior. As cantoneiras de apoio su-perior e inferior também podem consistir em uma peça de cantoneira, naqual o mancai rotativo 26 é guiado por uma abertura na peça de cantoneirae está unido fixamente, por exemplo, por solda, com a peça de cantoneira.Desse modo, é criada uma união rígida e resistente à flexão do dispositivode suporte 29 com o mancai rotativo 26 entre as duas articulações 20 e 21.As articulações 20 e 21 encontram-se entre as duas alavancas de apoio 13e 14 e a placa de suporte 33.

De uma peça, da qual estão formadas as partes planas para asalavancas de apoio 11 a 14, podem ainda estar formadas placas de fixação37, 38 e 40, 41. As placas de fixação 37, 38 estão unidas fixamente, por e-xemplo, por uniões roscadas ou de outro modo, com o quadro estacionário6. As placas de fixação 37 e 38 formam os pontos de fixação para o braçode alavanca de apoio, formado pelas alavancas de apoio 11 e 12, com oqual o quadro intermediário 7 está apoiado no quadro estacionário 6. Entreas placas de fixação 37 e 38 e as partes planas, que formam as alavancasde apoio 11 e 12, estão previstas as articulações 15 e 16, formadas pelospontos de enfraquecimento em forma de linha ou adelgaçamentos. Os pon-tos de enfraquecimento têm uma secção transversal côncava, particular-mente em forma de semicírculo.

Além disso, da uma peça estão formadas as duas placas de fi-xação 40 e 41, que estão unidas fixamente, por exemplo, por uniões rosca-das, solda ou similar, com superfícies laterais do quadro intermediário 7.

Entre as duas placas de fixação 40 e 41 e as alavancas de apoio 11 e 12,estão formadas as articulações 17 e 18 pelos pontos de enfraquecimento ouadelgaçamentos. Entre as partes planas, as quais formam as alavancas deapoio 13 e 14, são formadas através de pontos de enfraquecimento ou a-delgaçamento das articulações 19 e 22.

Desse modo, de uma peça pode-se formar, praticamente, todo oapoio 3, com o qual o eixo de medição 2 está apoiado no quadro estacioná-rio 6 e que determina os pontos de apoio e locais de medição.

A guia paralela do quadro intermediário 7 no quadro estacionárioé produzida, substancialmente, pelo fato de que as linhas de fundo dos a-delgaçamentos 15, 17e 16, 18 côncavas se situam nos dois lados das ala-vancas de apoio 11 e 12, aproximadamente em planos 35 paralelos, nosquais é obtida a função de guia das duas alavancas de apoio 11 e 12. Osrespectivos adelgaçamentos 15, 17, e 16, 18 encontram-se em superfíciesopostas das alavancas de apoio 11 e 12 que formam as partes planas. Asalavancas de apoio 11 e 12 estão inclinadas uma para a outra em um ângu-lo extremamente agudo, sendo que, no entanto, tal como já explicado, aguia de direção paralela é obtida por função de guia nos planos paralelos 35e 36. Desse modo, podem ser obtidas disposições de medição correspon-dentes às Figuras 1 e 5. Para obter uma disposição de medição correspon-dente à Figura 3, as alavancas de apoio 11 e 12 podem ser inclinadas umapara a outra em um ângulo correspondentemente maior.

Para concretizar o exemplo de realização representado na Figu-ra 10, as alavancas de apoio 11, 12 nas Figuras 7 a 9 estão voltadas umapara a outra em suas extremidades posteriores. Os adelgaçamentos ou arti-culações 15, 16 posteriores situam-se mais próximos ao eixo do eixo demedição 2 do que os adelgaçamentos ou articulações 17, 18 anteriores.

Tal como é visível, ainda, da Fig. 8, os dois emissores de força4,5 estão dispostos em uma linha ativa, sendo que o sensor de medição deforça 4 está disposto entre o mancai rotativo 6 e o lado interno do quadrointermediário 7 e o sensor de medição de força 5, entre o lado externo doquadro intermediário 7 ou a placa de fixação 41 (Fig. 9) e o quadro estacio-nário6.

Para o acionamento do eixo de medição 2, está previsto um mo-tor elétrico 30, que aciona o eixo de medição através de um acionamentopor correia. O motor 30 está apoiado no mancai rotativo 26 através de umbraço 32. Por esse apoio, o resultado da medição não é influenciado porperturbações resultantes do acionamento do motor.

Visto em direção axial, é criado um apoio 3 compacto para oeixo de medição 2 no quadro estacionário 6. Daí resulta, em associaçãocom a dinâmica de forças reduzida no apoio volante do eixo de medição 2,uma diminuição da influência de alterações de sensibilidade dos detectoresde força, por exemplo, em conseqüência de diferentes ações externas, detemperatura, envelhecimento, choque, sobrecarga, vibrações de transportee umidade, uma necessidade menor para a troca dos sensores de mediçãode força, de reajustes da disposição de medição depois do transporte emontagem da máquina, custos de manutenção menores, melhor precisão demedição, exigências menores à resolução dos transformadores de AD, nadigitalização dos sinais de medição analógicos e uma distância virtual gran-de dos planos de medição, apesar do modo de construção compacto. Ape-sar do apoio deitado do eixo de medição, é obtida uma dinâmica de forçasreduzida, semelhante à de uma disposição de medição com dois pontos deapoio, nos dois lados do rotor.

LISTA DE REFERÊNCIA

1 rotor

2 eixo de medição

3 apoio

4 sensor de medição de força

5 sensor de medição de força

6 quadro estacionário

7 quadro intermediário

8 plano de apoio

9 plano de apoio

10 plano de apoio

11 alavanca de apoio

12 alavanca de apoio

13 alavanca de apoio

14 alavanca de apoio

15 articulação

16 articulação

17 articulação

18 articulação

19 articulação

20 articulação

21 articulação

22 articulação

23 eixo do eixo de medição

24 ponto de apoio virtual

25 ponto de apoio virtual

26 mancai rotativo

27 plano de compensação

28 plano de compensação29 dispositivo de suporte30 motor elétrico31 acionamento por correia32 braço33 placa de suporte34 cantoneira de apoio35 plano paralelo36 plano paralelo37 placa de fixação38 placa de fixação40 placa de fixação41 placa de fixação

Claims

1. Dispositivo para medição de forças, que são produzidas poruma massa desbalanceada de um rotor, com- um eixo de medição (2), apoiado em um mancai rotativo (26),de modo giratório em torno de seu eixo (23), no qual está fixado o rotor (1)para a medição, e- um apoio (3), que apresenta sensores de medição de força (4,5), do eixo de medição (2) em um quadro estacionário (6), sendo que- o apoio (3) apresenta um quadro intermediário (7), no qual estáapoiado o eixo de medição (2) em um plano de apoio que apresenta umsensor de medição de força (4),caracterizado pelo fato de que- o quadro intermediário (7) está apoiado no quadro estacionário(6) através de um outro sensor de medição de força (5) e- o eixo de medição (2) está apoiado no quadro intermediário (7)em um ponto de apoio virtual (24) formado pelas alavancas de apoio (13,14) e- o quadro intermediário (7) está apoiado no quadro estacionário(6) em um ponto de apoio (25) virtual formado por alavancas de apoio (11,12).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os sensores de medição de força (4, 5) estão dispostos emplanos de apoio, na região do quadro intermediário (7) rígido.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza-do pelo fato de que os sensores de medição de força (4, 5) se situam emum plano de apoio (8) comum.

4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, ca-racterizado pelo fato de que o quadro intermediário (7) está apoiado no qua-dro estacionário (6) e o eixo de medição (2), no quadro intermediário (7), detal modo que as forças introduzidas nos sensores de medição de força (4, 5)se situam em um plano e estão alinhadas uma à outra de modo paralelo,particularmente coaxial.

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, ca-racterizado pelo fato de que os pontos de apoio (24, 25) virtuais se situamfora dos planos de compensação (27, 28).

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, ca-racterizado pelo fato de que os pontos de apoio (24, 25) virtuais formam lo-cais de medição virtuais em seus pontos de intersecção com o eixo de me-dição (2).

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, ca-racterizado pelo fato de que os pontos de apoio (24, 25) virtuais estão for-mados em forma de linhas e estendem-se verticalmente ao eixo do eixo demedição (23).

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, ca-racterizado pelo fato de que o eixo de medição (2) está apoiado no quadrointermediário (7), em um segundo plano de apoio (9), que apresenta o pontode apoio (24) virtual, formado pelas alavancas de apoio (13, 14) e o quadrointermediário (7) está apoiado no plano de apoio (8) que apresenta o sensorde medição de força (5) e, com guia paralela, no quadro estacionário (6).

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, ca-racterizado pelo fato de que o apoio (3) apresenta apenas um ponto de a-poio (24) virtual.

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9,caracterizado pelo fato de que o ponto de apoio (24)virtual se situa entre osplanos de compensação (27, 28).

11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9,caracterizado pelo fato de que o ponto de apoio (24) virtual se situa entre orotor (1)e o quadro estacionário (6).

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato de que dois pontos de apoio (24, 25) virtuais estãoprevistos nos dois lados do rotor (1).

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12,caracterizado pelo fato de que o ponto de apoio (24) virtual se situa aproxi-madamente no centro entre os dois planos de compensação (27, 28).

14. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 13,caracterizado pelo fato de que o ponto de apoio (25) virtual, formado por umprimeiro par de alavancas de apoio (11, 12), se situa em um prolongamentodo eixo de medição (2), que, em relação ao apoio (3) do eixo de medição(2), se estende de modo oposto à direção longitudinal do eixo de medição(2).

15. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 14,caracterizado pelo fato de que os pontos de apoio (24, 25) se situam empontos de intersecção dos prolongamentos das alavancas de apoio (11, 12ou 13,14) do respectivo par de alavancas de apoio.

16. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 15,caracterizado pelo fato de que o quadro intermediário (7) está apoiado atra-vés de um primeiro par de alavancas de apoio (11, 12) e articulações (15-18), no quadro estacionário (6) e o eixo de medição (2), através de um se-gundo par de alavancas de apoio (13, 14) e articulações (19-22), no quadrointermediário (7) e que os eixos das respectivas articulações (15-22) esten-dem-se substancialmente de modo vertical à direção na qual as forças intro-duzidas nos sensores de medição de força (4, 5) são eficazes e estão situa-das verticalmente ao eixo (23) do eixo de medição (2).

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que as alavancas de apoio (11, 12) do primeiro par de alavan-cas de apoio estão dispostas paralelamente ou em um ângulo, cujo vérticese situa, substancialmente, no eixo (23) do eixo de medição (2).

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracte-rizado pelo fato de que as alavancas de apoio (11-14) estão formadas porpartes planas resistentes à flexão, que estão dispostas entre as articulações(15-22) associadas.

19. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 18,caracterizado pelo fato de que as partes planas que formam as alavancasde apoio (11-14) se situam com suas superfícies no mesmo plano como oseixos das articulações (15-22) associadas.

20. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 19,caracterizado pelo fato de que as alavancas de apoio (11a 14) e as articu-lações (15 a 22) estão formadas de uma peça, sendo que as articulações(15 a 22) estão formadas como pontos de enfraquecimento estendidos line-armente.

21. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 20,caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos dois pontos de apoio (24,-25)virtuais está deslocado em relação ao eixo (23) do eixo de medição (2)em direção ao lado no qual se situa o sensor de medição de força (4, 5),respectivamente associado.

22. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 21,caracterizado pelo fato de que o apoio do eixo de medição (2) no quadrointermediário (7) e o apoio do quadro intermediário (7) no quadro estacioná-rio (6) se situam um atrás do outro ou um ao lado do outro, vistos na direçãoaxial do eixo de medição (2).

23. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 22,caracterizado pelo fato de que o mancai rotativo (26) está unido fixamentecom um dispositivo de suporte (29) resistente à flexão, à distância axial doplano de apoio (8), no qual se situam os sensores de medição de força (5, 6)e que o dispositivo de suporte (29) está apoiado no quadro intermediário (8),através de duas alavancas de apoio (13, 14), dispostas em ângulo uma àoutra, e das articulações (19 a 22).

24. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 23,caracterizado pelo fato de que os pontos de enfraquecimento que formamas articulações (15-22) apresentam uma secção transversal côncava.

25. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 23,caracterizado pelo fato de que os pontos de enfraquecimento que formamas articulações (15-22) estão formados como perfurações lineares.