PT8413U - Transdutor para a medicao de forcas mecanicas - Google Patents

Description

□ ue 0 oreserite invento diz respeito a. uni transdutor p^.i a. medição de forças mecânicas com um dispositivo de medição apresenta uma razão (secção transversal )/comprimento muito reduzida, constituído por' um metal amorfo a magnetoe 1 astico, elect.romaçneticamente acoplado a um sistema de bobinas e colocado, sob uma tensão inicial, entre dois pontos de fixação do transdutor, móveis em relação um ao outro» h corrente usarem-se preferencialmente os efeitos maonetoelásticos pa.ra a medição de forças mecânicas, mau arado importantes inconvenientes, tais como a capacidade de serem influenciados magneticamente, devendo por esse motivo ter—se em consideração as despesas com a blindagem, e a não linearidade, pelo facto de, por um lado, os transdutores correspondentes serem sensíveis quando comparados com outros e, consequentemente,, fornecerem sinais de medição de elevada precisão e, por outro lado, serem facilmente construídos e utilizáveis mesmo que se verifiquem condições adversas no local de trabalho. I igas metálicas revelaram ser o matéria! ma i s adequado para o correspondente dispositivo de medição. Estes materiais apresentam excepcionais propriedades fracamente magnéticas, isto é, per d as de desmaonetizaçSo extremamente .pequenas e uma elevada permsabi 1 idade. Além disso, as suas propriedades mecânicas, tais como a resistência á tracção e o domínio elástico, múltiplas vezes superiores às dos metais policrista1inos f rac a msnt e ma□n ét i c o;

Consequentemente, o dispositivo ri pa extrema medição pode ser manufacturado sob a forma de uma bandi 30 jim, e portanto com mente fina, de dimensões na ordem dos 20 a uma massa e x t rema msn t e reduzida» BAD ORIGINAL !

orte rf a o a rga a determinação p o r g r a n d e z a s a o , se n d ο ρ o r q u e o rn e t a. I t.:if resLíltado da sit:V3dci Lapscideo^ da slíTr do material amorfo, a tensão· iniciai desejada para. do ponto zero do transclu.tor è spanas conoii-ionadu maqnéticas, nests caso a maqnetostricçao de saturaç consaguirste ρoss 1 ve 1 um bom ajustamen ta . Uma vez amorfo demonsta uma especial mente boa resistência, à corrosão e â variacao cia carqa, ap*re'Senta se adiante Lima aplicação CLpfLifíl-z no d cuTi í n i o d os '' ve i cu i os ρesa.dos" .

Apesar da sua estrutura amorfa, estes metais podem ser submietidos a dobraqem, punção ou soldadura por pontos. No entanto, verificou—se que o problema da fixação do dispositivo de medição à.s pecas t ransdu toras, móveis uma em relação à outra, do transdutor para a medição de forças mecânicas, em especial no que se refere ao comportamento a longo prazo sob uma tensão inicial bem como sob urna carga adicional resultante de um choque, não pôde ainda ser resolvido de modo satisfatório. Mesmo a utilização de processos de soldadura por la^ser não è suficiente para. impedir uma alteração, em particular uma recristalizscão, do material. A fixação por pressão, a fixação por colagem e a fixação mediante mecanismos de aperto adequados não são su.ficien-temente antiderrapan tes, em especial também devido A extremaments reduzida aspereza do material; por outro lado, as fixações por aperto do tipo pontual ou linear, que provocam a curvatura, só podem ser submetidas a cargas reduzidas. É por conseguinte um objectivo do presente invento criar, para u.m transdutor para a medição de forças mecânicas de acordo com o estádio actua1 da técnica, uma forma de fixação a bso 1 utamen te an tiderrapan te e comi uma elevada capacidade de cargas em forma de banda das ex trem idades de u.m dispositivo de medição ou. linear constituído por metal amorfo. bad original !

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A soluc§o deste oroblenta oreve a existência de um espigão de enrolamento para a fixação de pelo menos uma das extremidades do dispositivo de medição que apresenta de preferência. a forma de tuna banda, e, no correspondente local de fixação do transdutor, de um βοοίο qu.e permite o movimento de enrolamento s a fixac spigão de enrolamento.

Uma forma, de execução preferida, do presente invento é ca.ra.ctarizada por estar prevista a existência de um espigão de enrolamento para. a. fixação de pelo menos uma. das extremidades do dispositivo de medição que apresenta de preferência a forma de uma banda, e, no correspondente local de fixação do transdutor, de um apoio que permite o movimento de enrolamento e a fixação do esoiQão de enrolamento.

Uma formai de execução vantaijosa do transdutor á também caracterizada por as peças móveis uma em relação á> outra compreenderem uma caixa destinada a conter o sistema de bobinas e a permitir a fixação do transdLitor e uma massa disposta elastica-mente móvel na direcção da eixo do sistema de bobinas a por existirem, tanto na caixa como na massa móvel, um apoio destinado ao espigão de enrolamento s um mecanismo de travagem per aperto. D presente invento tem a vantagem decisiva de, em particular no caso de se utilizar um dispositivo de medição em forma de banda e de esta estar enrolada com várias voltas, •apresentar uma muito grande superfície de atrito e de as voltas se atraírem mu.tuamente sob acção da tensão inicial. Conseouentemente, a carga sobre a extremidade da banda situada no interior e fazendo um engulo na fenda é considerável mente aliviada au.ando aque i suometid a Tor u.ants enquanto qut zcn; de sem vincos entrada da banda., situada no exterior, é enrolada com um raio relativamente grande, em torno do rolo de banda BAD orjginal

Li e = 11; m íj d u , LJ prese 1. 1 } V cd i i t.O w Ο μί U i" L_ 2. -U Pi c Li iT' cl ; i -·. L,. cl Li das e x t r e m i d a 0 e s do d ispo S.tl vo de medição não só antiderrapante como também mque br A ve i .

Uma outra vantaqem do presente invento reside no facto de a tensão inicial do dispositivo de medição poder ser regulada de forma, precisa,, em última instância também mensurável, isto é, o ponto de Tuncionamento pode ser ajustado de forma simples, o qu.e o torna adequado para a produção em série, uma vez que as-margens de tolerância aí exigidas são facilmente compensadas, ao contrário do que sucede com outos métodos de fixação» A fixação indirecta da banda de acordo com o presente invento permite ainda utilizar uma técnica de fixação segura, ou seja, fixar o espigão de enrolamento no seu apoio, depois de a banda ser submetida a tensão e ajustada, mediante colagem ou so1dadura. 0 presente invento é subsequentemente ilustrado em pormenor através dos desenhos em anexo. A FIGURA 1 representa uma secção transversal de um transdutor de aceleração» A FIGURA 2 representa uma vista em planta de um topo do transdutor de aceleração o0 acordo com a i-1oUKA 1 „ A FIGURA 3 representa uma. vista em planta de um transdutor de força com um transmissor de força anelar. 0 transdutor □e acelera 1 , que tunciona como receptor funoSes da aceleração e seu trans cão (1) de acordo com a. i-IGURíA de forças mecânicas que sejam formador em grandezas eléctricas bad original ^

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c a i x a mensuráveis, compoe-se de duas caixas (2) e (3) , estando a. (2) contida na caixa. (3) . As caixas astão dispostas- segundo um mesmo eixo e são móveis uma em relação a outra na direcção desse eixo. Na caixa (2) existe uma peça roscada (4) que permite a fixação do transdutor de aceleração (1) por exempla na carroçaria 1 um suporte a. deq! uma forma de 0 9 01 rior da caixa ( 2) , no presente CÃS ir um sistema de faa _ w._ ________ ______. ,.(o ansdutor de aceleração (1). No o um sistema de bobinas (5) comi transformação de grandezas mensuráveis, por um sistema de bobinas contendo duas bobinas primárias (6) e Í7> e uma bobina secundária (B). (9) designa um cabo agregado às bobinas que sai do transdu tor (1) por uma abertura adequada praticada ria manilha (13) existente na caixa (2). A outra caixa (3) desempenha o papel de massa sísmica. Está colocada em torno da caixa (2), encontrando—se interpostas entre eesta e a primeira duas fileiras de esferas (11) e (12) que actuam como rolamentos para minimizar o atrito. Como segurança contra o rodar das caixas (2) e (3) uma em torno da outra, existe um rodízio (14) encaixada na fenda (13) situada na caixa (2), rodízio este que , por sua vez, está encaixado num e i x o ( 1 5) f i x a d ο π a caii :a (3) . ( 16) designa uma mo la elást.icí i que act ,ua entre as duas c a i x a s (2) e (3) e que to rnece a tensão inicial ao dispositivo de medição propriamente dito, banda fina (17) de metal amorfo que está fixada, por um lado na caixa (2) e por outro lado na caixa (3), numa fenda (18) o mais estreita possível do sistema de bobinas (5) de modo a não contactar com este. Η ΐ i ; < ã(!_ •ãO da D a n d a (17) na cai xa ( 2} eteu tua- •se ραί intermédio de de u.m mecanismo de travagem por aperto (19) ο o b r e o qual actua um pa rafuso í 23) situada na manilha (1*3). Para a f i x a ç ã o da b a n d a < 17) na cai: •;a (3) est .á previsto um espi g ã o d e

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en r o 1 amen to ( 21) que está colocado de modo a poder roda r n uma abe rt u r a (33) praticada perpendicul ãiientr a o e i x o geométr ico o a cai Xá (3) n 0 fundo, não designada n a f i gura, da referida C 3. ia (3 > » Pi a bert ura (22) está parcialm ente a esobstruí da, medi ante um f u r D (23} pra ticado segundo a direc ção d o e i x o d a C- s. i ;·; s. ^ 3) , de íTi D d D ~s H ^ opor cionar vantajosamente dois suportes para o espi y áo de en ro 1 a men t 0 ',21.' e a tornar tac i1men t 0 acessív e Ido e x ter i o r uma 7 en d a. (24 ) ,, praticada no meio d o espi gao de en Γ Q * cl .1« & Π D (2 .1 } «j QMP P ermi te 0 encaixe da extremidad e da b anda. Par a permitir a fixação d o espi gão de en ro1ament D ( 21 ) ao se LI su port e, da. abertura (22), está p revisto u m mecani s/no de tra Vã gem por aperto. Para tal, 0 funda da cãi:< a ( 3 ) t em uma f en da (25 ) na superfície axial da abertu ra (22). 0 espi gão de enrol amen to ( 21> pode ser fixado sob te nsão por intermé d io da peç a elás tica. (28) do fundo da. c aixa ( 3) divid ida pela f e nda (25 ) . Um parafuso (3€>) · pratica do no espigão de enro 1 ame n to (21 ) , que apr esenta uma fenda de ac Lionamento (29) , consti t U 1 um d is PD si ti vo d e segurança adicional 0 de stina-se a. "pren d e r " a 0 X t Γ5 mi d a de d a banda inserida na fs nda (2 4) an tes de se f orma r em vár ia ro v o I tas sobrepostas da band a a t r avés do enro1 ame n to do 0Ep iy á O d e en rolamento (21) e de, por e feito da mola (1 6 ) , as cai xa. s (2 ) e (3) serem atraídas uma para A nu T* r A A té ser a tinq ida a t en são ini ciai requerida,. Para ef ei tos de a CCiODâ ÍTi 2 n to do asp ig 5' 0 çj e enrolamento (21) e da ori en tação da banda ( 17 ) è van taj asa a e x ist.ênc ia de um es-ha rro na d i recçS o axial. P ara. tal 1 d e a cordi 0 com a. FIGURA 2, a abertu ra (22) e stá prov ida de uma U eqre ssSo c a. 1 í n d r 1 c a (31) e o espig ão de en ro1ament O ( 21 ) 9S t. é. prov ido de um rebordo (32!) . bad orjgjnal !

O" i Γ ara uma melhor C Díft n j- ggns a o □ o £1 r esente 1 H v e n t o deve mei ílid Pí Cr. P" S e a existência de um invólucro para o tra nsdu t o r de η,Γρ], Çv Γ* açSo ( i > que cobre 05 acessos aos pontos de f i x ação e exerce .si mu 1 ta neamente Lima bl indaqem maqnática. Alé m d i sso, o local d-r? f 1 xaç ao da banda (17 ) Dode situar-se ta c u. 1 t a t. i vamen te numa ρ eça q ue pode ser lig ada à caixa i 3) .

Nd transdutor de força (33) reoresenta.do na FIb'UKA 3 existe uma banda (34) colocada diametraimante sob tensão num suporte (35) qu.e actua como transmissor de força e qu.e serve de dispositivo de medição. A força a ser medida, simbolizada por setas na figura, é t.ransmitida. ao suporte (35) perpendicularmente à banda. (34), para ue terão de estar previstos meios de uti 1izadas nos (36) e (37) em (34) . T s t o é, um espigão de :o designada n a ou í 37) . A1 em :8), (39) está i existente nos em cada um dos resu1 tanta ... U :S de paraf U SOB ra receber LiiTi rebordos, não transmissão adequados firmemente ligados ao dispositivo de medição. Como é evidente, são igualmente possíveis outras formas de execução da configuração do suporte (35), por exemplo barras em forma de U ou de L, que também podem ser utilizadas transdutores de aceleração. que estão previstos locais de txxaçáo para a bar para cada extremidade da banda está previs Lr enrolamento (38) ou. (39) situado numa abertura, não d figura, existente no correspondente esbarro (31 4- , disso, cada um dos espigões de enrolamento as soei a d o a u m mecanismo d e respectivcs esbarros (36), (37), isto é, existem esbarros (36), (371) porçBes elásticas (42), (43), terem sido praticadas fendas (40), (41), provida '.. 44 .> , !·. 4z>) . hs rannlirss (46), (47) servem pa desiq, iaow>s na τlyura , que encaixam nas reTeridas ranhuras a a elas são adicional e facultativamente, no caso do tipo tie encaixe

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6? Π a c no in in re o suDDrte ( .χρ ) e? o corpo do ao bDDinas (4v) repre- t·· =:/:: \ 51> permitam α r} xi 3. ·_» o 3 í i. x: a das p ι_· r o o i a cj a m esso às fendas òe encaixe das extremidades da banda existentes s espigos 4* r de snroi anu snto í 38 ) , (39 ) . (52) e (53) designam e x istentes nn- psibarros (38) e (37 > destinados è. m CDntãCtOS da banda í34) » BAD ORIGINAL - ·

Claims (1)

1. com □ar a 1 õ- — Transdutc-r cara a. raedicâí do iurutis mecânicas um dispositivo de medição que apresenta uma. ratão í secção transversa i)/comorimento muito reduzida, constituído por um metal amorfo e iTiaqnetoe 1 âstico , elec tromaqnsticamen te acoplado a um sistema de bobinas e colocado, sob tensão, entre dois pontos fixa* çao do tra nsdut ur , móve XS em v~ tf 1 a a lj um ao outro, cara L L L‘ Γ* X"‘ z a. d o por a fix a cã o de np 1 n menos uma das extremidades do di 5DD5Í~ ti vo de meuiça ,o, cu : j a forma é, pd e ferenei aimente, a de uma d cl Π d ct h se efectua.r por meio de um espigão de enrolamento e por no correspondente ponto de fixação do trandutor existir um suporte que permita simultaneamente o movimento de enrolamento e a fixação do espigão de enrolamento. 2â caracterisado aperto para a - Transdutor de acordo com a Reivindicação 1, por no suporte existir um mecanismo de travagem por fixação do espigão de enrolamento. 3ê - iransdutor de acordo com as Reivindicações 1 e 2, caracterizado por existir pelo menos um ponto de fixação da banda numa peça susceptível de ser acoplada ao transdutor do qual fazem parte um suporte para um espigão de enrolamento e um mecanismo de travagem ρo r aρerto. iiyaijáu, n a o permitir a fixação do espigão de 4â - Transdutor de acordo com .aractsricadο ρor existir no s lusceotível de se soltar, para ?n ro 1 arnen to. 5s - Transdutor de i a r a c ter i. z a do por e x i = t i. r η o c?. L. Ο Γ Q O L. C j ΓΠ Reivindicação I, - to pi IQãO Cj 0 f Π 1“ Ο i cri ffí 0 Π t Li U. iTf õ\ Ccti i I iLl Ϊ BAD ORIGINAL

   i f utit-aI destinada ao snrc· 1 amento Γβ.πΓΊυ.Γβ. lateral dsstinada ao enca òã - Transdutor de uaracterii0.de oor e;<istir uffi esp: das extremidades da banda. ya — Transdutor de caractenzado por o suporte para coníiqureção de um suporte com dc do espi Uj <3.0 Citei qn r ο I amen to 0 uma i ; e d a banda... acordo com a Rei vindicaçãío 1 * q a o d e tf n r o 1 a m e n t o p a r a ca d a u m a acordo com a Rei v i n d icaç a0 ·* ? o espigão de eiiroleiTiento ter a. :<is pontos de apoio. Sê caracteriz ad o enrolamento e fazerem parte — Traiindutor de acordo cum a Reiviiidicaçao 1 ? por os suportes correspondentes aos espigSes de pelo menos um mecanismo de travagem por aperto de peças do transdutor móveis uma em relação á outra. caracteri ou.tr' a inc destinada disposta e í s t i r , espigão d 9§ — Transdutor de acordo com a Rei vindicarão zado por as peças do transdutor móveis uma em relação luirem uma. caixa, contendo o sistema. de bobinas à f i xaç3.o do transdutor , bem c.omo uma a;·: ia. 1 mente em relação ao sistema de quer na cai;·;a. quer na massa móvel , um e enrolamento e pelo menos um mecanismo massa. elésti. bobinas, e suporte para. de travagem 1 ^ è. e C — ,, por um por aperto. 10s — Transdutor de acordo com a Rsivindicacao 6, carac ter1zado por as vjeua.bp du transdutor mòvu1^ uma cm ru1 av ão Λ ni ir r ,h v- 0 j- .j| 0 ons t .1 tu idas ρΟΓ um primeir o i n v ó 1 u c r o , c o n tendo Q sistema de ho b .1 r1 a. s , e ρ0r um segundo in v ò 1 u c r o c o 1 o c a d o sobre o primeiro de modo a sobre ele poder deslizar e que serve de massa móvel. BAD ORIGINAL l i .-=¾ 1 LU - i i 0) J sdutor de awjrdu L.um a ηe2.vihuíla Γ S rectçríz β d O nn Γ Ο 3 oon tos ci e f i κ a c a o ci a b a n d a e κ is t i r único suporte Ou fcran 3 d U t Ο Γ Q LI 0 S9 detorma e Iasticenen te * num Lisb 1« de Agosto de 1996

   J. PEREIRA DA CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 10 -A 3.fl 1200 LISBOA BAD oRIGINAL 1