BRPI0903513A2

BRPI0903513A2 - dispositivo passivo de redução de velocidade

Info

Publication number: BRPI0903513A2
Application number: BRPI0903513-3A
Authority: BR
Inventors: Sergio Roberto Berteloni; Omar Rachid Murad; Emmanuel Felipe Gonzaga
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-05-17
Also published as: AR078376A1; WO2011032246A8; BRPI0903513B1; WO2011032246A1

Abstract

DISPOSITIVO PASSIVO DE REDUçAO DE VELOCIDADE. A presente invenção refere-se a um dispositivo passivo de redução de velocidade (11) de um eixo rotativo de uma máquina compreendendo pelo menos um recipiente rotativo ligado ao eixo rotativo, sendo que o controle de velocidade é executado pela geometria proposta para o dispositivo. Assim, o dispositivo da presente invenção compreende um corpo de material elasticamente deformável (12) com uma borda interna que circunda pelo menos parcialmente o eixo, a borda interna, compreendendo uma pluralidade de ranhuras (13) anguladas na direção de rotação do eixo (4), e uma pluralidade de dentes deformáveis (14), cada dente deformável (14) sendo formado entre duas ranhuras consecutivas (13).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DiSPuSITIVO PASSIVO DEREDUÇÃO DE VELOCIDADE".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um dispositivo de redução de velocidade para re-duzir a velocidade rotacional do eixo de uma lavadora, secadora ou centrífuga e, mais espe-cificamente, a um dispositivo de redução de velocidade que funciona de modo passivo, sema necessidade de controles eletrônicos ou eletro-mecânicos de velocidade.

Fundamentos da Invenção

Máquinas lavadoras ou secadoras de roupa compreendem resumidamente um ces-to ou tanque montado no interior do gabinete e girando em torno de um eixo. Geralmente, aduração e a velocidade do movimento rotacional é pré-programada e depende da funçãoselecionada pelo usuário e do estágio de operação das máquinas.

Em algumas situações, o movimento rotacional deve ser interrompido devido a umaocorrência não programa como, por exemplo, a abertura da porta por parte do usuário. Nes-sas situações, deve ser previsto um meio de frenagem capaz de interromper o movimentorotacional quando da ocorrência não programada.

As soluções de frenagem conhecidas envolvem sistemas e freio assistidos por a-cionamento elétrico e/ou mecânico, bloqueadores de portas que promovem um atraso naabertura da porta até que o eixo reduza sua velocidade, ou controles eletrônicos que contro-lam a velocidade.

Esses sistemas conhecidos da técnica têm um custo alto e uma construção com-plexa, de modo que permanece a necessidade de um dispositivo de redução de velocidadede baixo custo, simples construção e alta confiabilidade.

Objetivos da Invenção

Em vista do acima exposto, é um dos objetivos da presente invenção prover umdispositivo de redução de velocidade de baixo custo, simples construção e alta confiabilida-,de, cujo dispositivo opera de modo passivo.

É outro dos objetivos da presente invenção prover um dispositivo de redução de ve-locidade cujo controle de velocidade é executado pela geometria proposta para o dispositivo.

Sumário da Invenção

A presente invenção atinge os objetivos acima por meio de um dispositivo passivode redução de velocidade de um eixo rotativo de uma máquina compreendendo pelo menosum recipiente rotativo ligado ao eixo rotativo (por exemplo, uma lavadora de roupas, umasecadora de roupas ou uma centrífuga), o dispositivo compreendendo um corpo de materialelasticamente deformável com uma borda interna que circunda pelo menos parcialmente oeixo, a borda interna compreendendo uma pluralidade de ranhuras anguladas na direção derotação do eixo, e uma pluralidade de dentes deformáveis, cada dente deformável sendoformado entre duas ranhuras consecutivas.

Na concretização preferida da presente invenção, o corpo elasticamente deformáveltem um formato substancialmente cilíndrico, e possui uma reentrância que forma uma proje-ção na borda externa do corpo.

Ainda na concretização preferida, a reentrância aloja uma alma destinada a garan-tir a resistência estrutural do dispositivo, a alma tendo uma seção transversal em forma de L,onde uma das pernas projeta-se radialmente para o centro do corpo, alojando-se em umacavidade formada no corpo, e a outra perna estende-se na direção axial do corpo.

O dispositivo pode compreender ainda uma mola parcialmente encravada no cor-po.

Descrição Resumida dos Desenhos

As figuras mostram:

Figura 1 - A figura 1 ilustra uma vista em corte da estrutura de uma máquina de la-var roupas incorporando o dispositivo redutor de velocidade da presente invenção;

Figura 2 - A figura 2 ilustra uma vista em detalhe do local de instalação do dispositi-vo redutor de velocidade da presente invenção;

Figura 3 - A figura 3 ilustra uma vista em corte do local de instalação do dispositivoredutor de velocidade da presente invenção, mostrando o detalhe D ilustrado na figura 2;

Figura 4 - A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma concretização preferi-da do dispositivo redutor de velocidade da presente invenção;

Figura 5 - A figura 5 ilustra uma vista em corte de seção transversal da concretiza-ção preferida do dispositivo redutor de velocidade da presente invenção;

Figura 6 - A figura 6 ilustra uma vista superior da concretização preferida do dispo-sitivo redutor de velocidade da presente invenção; e

Figura 7 - A figura 7 ilustra uma vista de seção transversal através do corte A-Amostrado na figura 6.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base nosexemplos de execução representados nos desenhos. Embora a descrição a seguir exempli-fique um arranjo de suspensão associado a uma máquina lavadora de roupas de eixo verti-cal e carregamento superior, qualquer pessoa versada na técnica entenderá que a presenteinvenção pode ser utilizada em outros tipos de máquina, como máquinas com eixo horizontale carregamento frontal. Do mesmo modo, o dispositivo da presente invenção pode ser apli-cado a eixos rotativos de outros tipos de máquina, como máquinas centrífugas ou secadorasde roupa.

A figura 1 ilustra uma vista esquemática em corte de uma máquina lavadora deroupas compreendendo o dispositivo redutor da presente invenção.Uma máquina lavadoras de roupas compreende geralmente um gabinete estrutural1, de construção conhecida da técnica, dentro do qual é mantido suspenso um conjunto ces-to - tanque 2 para contenção do líquido de lavagem e da carga de roupas a ser lavada. Den-tro do cesto é proporcionado um agitador responsável por agitar a carga de roupas a serlavada. O agitador é conectado a um eixo 3 que, por sua vez, é alojado em um tubo de cen-trifugação 4 (tal tubo funcionando como um eixo rotativo 4). Essas peças fazem parte dochamado "conjunto móvel" da máquina, que é responsável pelo movimento giratório do con-junto cesto- agitador e é acionado por um motor elétrico 5.

As figuras 2 e 3 mostram em mais detalhes o eixo de rotação do conjunto móvel.

O tubo de centrifugação 4 fica alojado em um mancai composto por uma chapa su-perior 6 e uma chapa inferior 9, sendo que são dispostos dois rolamentos 7,8 entre o tubo eo mancai. Uma coifa 10 pode ser disposta acima do mancai separando o ambiente do con-junto motriz do ambiente do conjunto cesto-tanque.

O dispositivo redutor de velocidade 11 da presente invenção fica preferencialmentedisposto entre o tubo de centrifugação 4 e a chapa superior do mancai 6, entretanto, aque-les versados na técnica entenderão que esse dispositivo pode estar localizado em outroponto, desde de que permaneça em contato com o tubo ou eixo rotativo 4.

A concretização preferida do dispositivo 11 é melhor visualizada nas figuras 4 a 7.

O dispositivo 11 da presente invenção compreende um corpo elasticamente defor-mável 12 disposto ao redor do eixo rotativo 4. O corpo deformável 12 tendo ranhuras 13espaçadas ao redor de uma borda interna do corpo 12, duas ranhuras consecutivas forman-do entre elas um dente deformável 14. Os dentes deformáveis 14 ficam em contato com oeixo 4, criando um certo grau de resistência mecânica devido ao atrito entre as peças.

Conforme melhor visualizado nas figuras 3 e 6, na concretização preferida da pre-sente invenção, as ranhuras 13 são anguladas, isto é, fazem um ângulo com a direção radialda borda do corpo 12, sendo inclinadas na direção de rotação do eixo 4. Essa angulação fazcom que a resistência mecânica criada pelo atrito entre o eixo 4 e os dentes 14 seja diferen-te dependendo das condições de rotação do eixo.

Quando o eixo 4 está na condição estacionária, os dentes 14 estão em contato como eixo 4 e exercendo pressão sobre ele. Essa pressão gera uma força de compressão quepode ser equiparada a uma força elástica.

De fato, nessa condição estacionária, existe uma força que pode ser representadapela equação Fe = k. Δχ, onde K é a constante elástica do material deformável dos dentes14 e Δχ é o deslocamento dos dentes devido à compressão.Quando na condição dinâmica do eixo, passa a existir uma força de atrito entre o

eixo 4 e os dentes 14, sendo que esse atrito dependente de variáveis como a velocidade derotação, a temperatura e a rugosidade superficial das peças. Essa força de atrito pode serrepresentada pela equação Fa = μ . Ν, sendo μ o coeficiente de atrito e N a força normal/força de reação gerada pelo contato entre as peças.

Conforme explicado a seguir, a presença de ranhuras anguladas 13 no dispositivoda presente invenção faz com que a força de atrito diminua conforme a velocidade de rota-ção do eixo 4 aumenta.

No início do movimento do eixo, a força de atrito assume seu valor máximo, sendoque existe uma interferência substancialmente plena entre os dentes 14 e a superfície doeixo.

reação geram um torque nos dentes 14, que se deformam no sentido de diminuir a força dereação. Ou seja, os dentes 14 são deformados de modo que o conato entre os mesmos e asuperfície do eixo é relaxado (ou seja, com o movimento, os dentes 14 são deformados nadireção de movimento do eixo). Essa deformação é possível pela presença das ranhurasinclinadas, que criam dentes 14 ligeiramente inclinados.

Quando a velocidade de rotação é estabilizada, é gerado um equilíbrio e a força deresistência assume um valor constante, sendo que o sistema se estabiliza na condição demenor energia.

Assim o dispositivo redutor da presente invenção consegue criar um sistema emque a resistência ao movimento do eixo é inversamente proporcional a velocidade de rota-ção do eixo. Isso é possível pela presença das ranhuras anguladas 13, que permitem que osdentes 14 se deformem com o aumento da rotação do eixo, diminuindo a pressão entre osdentes 14 e a superfície do eixo 4, e, por conseqüência, gerando uma menor resistência aomovimento rotacional.

ranhuras, a adesão entre a superfície do eixo 4 e os dentes 14 aumenta consideravelmente,causando grande dificuldade de movimento. Ou seja, uma vez que a deformação dos dentes14 no sentido da rotação do eixo causa uma diminuição da pressão entre as peças (alívio daretenção), é esperado que a rotação no sentido contrário seja mais difícil.

corte do dispositivo da presente invenção, o corpo elasticamente deformável 12 pode serconformado com uma reentrância 15, formando uma projeção 16 na borda radial do corpo12. Assim, como indicado na figura 7, a reentrância 15 é definida por uma primeira superfícieaxial 15a formada pela parede externa do centro do corpo 12, uma segunda superfície axial15b formada pela superfície interna da projeção 16.

A reentrância 15 aloja uma alma 17 destinada a garantir a resistência estrutural dodispositivo redutor. Deve ser notado que na concretização preferida da presente invenção ocorpo 12 tem um formato cilíndrico, pelo que a reentrância 15, a projeção 16 e a alma 14

Na medida em que a velocidade de rotação aumenta, a força de atrito e a força de

Naturalmente, quando o eixo gira no sentido contrário ao sentido da angulação das

Conforme pode ser melhor visualizado nas figuras 5 e 7, que mostram vistas emtambém são circulares.

Na concretização preferida da presente invenção, a alma 17 tem uma seção trans-versal em forma de L1 onde uma das pernas 17a projeta-se radialmente para o centro docorpo 12, alojando-se em uma cavidade formada no corpo, e a outra perna 17b estende-sena direção axial do corpo, sobreposta à superfície axial 15b formada pela superfície internada projeção 16.

Ainda na concretização preferida da presente invenção, o dispositivo 11 compreen-de ainda uma mola 18 parcialmente encravada na parede externa do centro do corpo 12 (ouseja, na primeira superfície axial 15a da reentrância 15). Essa mola tem como objetivo com-pensar desgastes naturais nos dentes 14 do dispositivo 11 em função do contato com o eixode rotação e, na concretização preferencial onde o corpo 12 é um corpo cilíndrico, toma for-ma de um anel de aço. Além disso, através das características da mola 18, é possível con-trolar o valor da força de atrito, influenciando o comportamento do conjunto.

Deve ser entendido que as figuras 1 a 7 mostram uma concretização preferencialdo dispositivo da presente invenção, sendo que o real escopo do objeto da invenção encon-tra-se definido nas reivindicações apensas.

Nesse sentido, deve ser entendido que o conceito inventivo subjacente à presenteinvenção reside na diminuição da resistência ao movimento rotacional do eixo 4 na medidaem que a velocidade rotacional do eixo aumenta. Tal diminuição deve-se à presença dasranhuras anguladas 13 na direção da rotação do eixo, que possibilitam a deformação dosdentes 14 e a conseqüente diminuição da pressão exercida pelos mesmos. Assim, o corpoelasticamente deformável 12 pode ser fabricado a partir de qualquer material adequado epreferencialmente não metálico, como, por exemplo, elastômeros ou polímeros, e pode terum formato cilíndrico como na concretização preferida, ou mesmo um formato de cilindroaberto ou semi-cilíndrico.

Da mesma maneira, a alma e a mola incluídas no dispositivo redutor 11 podem serconfeccionadas a partir de qualquer material adequado à suas funções, e o ângulo das ra-nhuras pode se dimensionado de acordo com a performance necessária para a frenagem.

Claims

1. Dispositivo passivo de redução de velocidade (11) de. um eixo rotativo de umamáquina compreendendo pelo menos um recipiente rotativo ligado ao eixo rotativo, o dispo-sitivo compreendendo um corpo de material elasticamente deformável (12) com uma bordainterna que circunda pelo menos parcialmente o eixo, CARACTERIZADO pelo fato de que ocorpo (1) compreende, em sua borda interna, uma pluralidade de ranhuras (13) anguladasna direção de rotação do eixo (4), e uma pluralidade de dentes deformáveis (14), cada dentedeformável (14) sendo formado entre duas ranhuras consecutivas (13).

2. Dispositivo passivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelofato de que o corpo elasticamente deformável (12) tem um formato substancialmente cilín-drico.

3. Dispositivo passivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADOpelo fato de que o corpo elasticamente deformável (12) possui um reentrância (15), a reen-trância (15) formando uma projeção(16) na borda externa do corpo.

4. Dispositivo passivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelofato de que a reentrância (15) aloja uma alma (17) destinada a garantir a resistência estrutu-ral do dispositivo (11).

5. Dispositivo passivo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelofato de que a alma (17) tem uma seção transversal em forma de L, onde uma das pernas(17a) projeta-se radialmente para o centro do corpo (12), alojando-se em uma cavidade for-mada no corpo, e a outra perna (17b) estende-se na direção axial do corpo.

6. Dispositivo passivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo (12) compreende ainda uma mola (18) parcial-mente encravada no corpo (12).