PT85249B

PT85249B - Retardador electrico de pequena potencia, em especial para um treinador domestico

Info

Publication number: PT85249B
Application number: PT85249A
Authority: PT
Inventors: Marc Charbonnier
Original assignee: Labavia
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1993-07-30
Also published as: EP0251919A1; CA1286348C; JP2642358B2; AU7509387A; JPH01202148A; EP0251919B1; FR2601204A1; ATE61893T1; FR2601204B1; US4763033A; DE3768721D1; ZA874760B; AU593361B2; GR3001634T3; ES2021733B3; PT85249A

Description

Retardador eléctrico de pequena potência, em especial para um treinador doméstico

A presente invenção refere-se aos retardadores eléctricos ou retardadores de correntes de Foucault de pequena potência, isto é, desenvolvendo um binário retardador modera

do .

Refere-se mais particularmente, por ser nesse caso que a sua aplicação parece apresentar mais interesse, mas não exclusivamente, entre estes retardadores, aos que equipam os aparelhos de treino doméstico, isto é, os velocípedes fixos destinados à musculação.

Recorda-se que estes velocípedes compreendem um quadro que suporta um selim, uma pedaleira, uma roda accionada pelas rotações desta pedaleira, geralmente por intermédio de uma cadeia que coopera com o prato dentado da pedaleira e com um S pinhão ligado angularmente à roda, e meios oara travar esta

roda.

Estes meios funcionam em geral por atrito e compreendem então um patim ou um rodízio aplicado com uma forma regulável contra uma porção apropriada da roda, por exemplo na respectiva jante ou no seu pneu.

Tais meios apresentam o inconveniente de um desgaste relativamente rápido e de uma regulação difícil e pouco fiá vel .

Para eliminar estes inconvenientes foi já proposto constituir meios de travagem por meio de um pequeno retarda

- 2 dor de correntes de Foucault.

A presente invenção tem por objecto, sobretudo, proporcionar para esses pequenos retardadores uma construção par ticularmente robusta e económica e prestando-se a uma monta gem e uma desmontagem fáceis.

Para isso, os retardadores do tipo em questão segundo a presente invenção compreendem, de uma maneira já conhe-

cida, um rotor induzido constituído por dois discos paralelos de material magnético, solidários com o mesmo veio, por sua vez montado numa armação apropriada, por intermédio de rolamentos, e um estator indutor que compreende um número par de núcleos de material magnético, cilíndricos ou prismáticos, cujas geratrizes são paralelas ao eixo do retardador, sendo os referidos núcleos apropriados para formar em frente de cada um dos dois discos uma série de polos magnéticos cujas polaridades são alternadamente opostas, estando os eixos dos dois núcleos de cada par de núcleos consecutivos compreendidos em dois planos que passam pelo eixo do retardador e formando entre si um ângúlo compreendido entre 4-5 e 90°, incluindo os limites, e são caracterizados por o número dos pares de núcleos compreendidos no seu estator indutor ser igual ale por este estator estar disposto de maneira a poder ser montado radialmente de maneira amovível entre os dois discos do rotor.

Em modos de realização vantajosos, recorre-se além disso a uma e/ou outra das disposições seguintes:

- apenas um dos dois núcleos do par único de núcleos é envolvido por uma bobina de fio eléctrico,

- cada um dos dois núcleos atravessa o fundo plano de

ume cuveta rígida de material amagnético e compreende, colocada numa das extremidades, uma plaqueta polar transbordante ou expandida aplicada contra a face exterior do referido fundo,

- num retardador de acordo com a alínea anterior, a montagem de cada núcleo envolvido por uma bobina de fio no fundo da cuveta é completado por colagem da bobina de fio na porção desse núcleo interior à cuveta,

- num retardador de acordo com oelo menos as duas alí-

neas que precedem a anterior, a montagem de cada núcleo não envolvido por uma bobina no fundo da cuveta é completada pela montagem de um anel de retenção numa gola deste núcleo,

- o bordo da cuveta, rebatido perpendicularmente ao seu fundo, apresenta dois troços paralelos suficientemente afastados um do outro para permitir a fixação desta cuveta respectivamente em dois elementos rígidos que fazem parte da armação e enquadrando com uma certa folga os dois discos,

- os troços de fixação da cuveta segundo a alínea anterior são esvaziados por furos oblongos, alongados paralelamente ao eixo do retardador e permitindo regular os entreferros quando da montagem da cuveta na armação,

- a cuveta apresenta a forma geral de um prato de barba ,

- os dois discos estão ligados entre si por enroscamento de porcas em tirantes roscados que os atravessam, enroscamento esse que aplica axialmente cada um destes discos contra um ressalto de encosto do veio, ou contra um troço terminal de um anel que envolve sem folga este veio,

- os tirantes roscados atravessam uma roldana coaxial com os dois discos e apropriada para receber uma correia para a transmissão do binário retardador a um outro órgão rotativo, por sua vez ligado angularmente de preferência à pedaleira de um treinador doméstico, estando a referida roldana disposta de preferência axialmente entre os dois discos,

- os tirantes roscados atravessam uma aba solidária angularmente com um rolete apropriado para suportar a roda de um velocípede de treino doméstico.

A presente invenção tem por objecto também os apare-

lhos de treino doméstico equipados com retardadores de baixa potência atrás descritos e especialmente concebidos para esse efeito.

Compreende, além das disposições principais atrás enunciadas, algumas outras disposições que se utilizam de preferência ao mesmo tempo e que serão tratadas mais explicitamente a seguir.

No seguimento vão descrever-se alguns modos de realização preferidos da presente invenção, com referência aos desenhos anexos, evidentemente sem carácter limitativo.

gNos desenhos anexos as figuras representam:

As fig. 1, 2 e 3, respectivamente, em corte axial feito por (I-I), na fig. 2, numa vista de topo segundo a seta (II) da fig. 1 e num corte feito por (III-III) da fig. 2, um retardador eléctrico segundo a presente invenção;

A fig. 4, uma vista em perspectiva esquemática de um aparelho de treino doméstico equipado com o retardador segundo a presente invenção;

As fig. 5 θ 6, esquematicamente uma parte de um outro aparelho de treino doméstico equipado com um outro retardador segundo a presente invenção, respectivamente em alçado lateral

e em planta; e

A fig. 7, um corte axial deste último retardador e de uma porção do aparelho equipado com o mesmo.

Os retardadores aqui considerados destinam-se de preferência ao equipamento de aparelhos de treino doméstico, isto é, velocípedes fixos que servem para a musculação dos seus utilizadores.

Nestes aparelhos, uma resistência regulável à vontade é

oposta ao esforço de pedalagem exercido pelos utilizadores.

Estas resistências podem ser reguladas entre um valor baixo, correspondente ao treino normal de uma bicicleta não carregada, num solo duro, liso e horizontal, e um valor elevado, correspondente a um treino de bicicleta em condições difíceis, tais como por exemplo a subida de uma encosta muito inclinada, a circulação em solo arenoso e/ou a aplicação de uma carga pesada.

A concepção de um tal retardador é fundamentalmente diferente da dos retardadores habitualmente utilizados nara tra8var os veículos pesados.

Para estes últimos, por um lado a massa a arrastar em rotação deve ser a menor possível e, por outro lado, o binário de retardamento gerado por um peso dado deve ser o mais elevado possível, sendo muitas vezes a potência de travagem superior a 100 KW.

No caso presente, pelo contrário, o peso da massa rotativa do retardador pode ser relativamente elevada e o binário de retardamento máximo deve manter-se moderado, variando a potência de travagem por exemplo de 10 W a 1 KW.

A observação simultânea destes dois critérios permite:

- 6 - por um lado, utilizar como rotor induzido o conjunto de dois discos paralelos relativamente pesados de material magnético,

- e per outro lado utilizar apenas uma porção da extensão periférica destes discos para a criação das correntes de Foucault, estando a dita porção por exemplo compreendida entre 1/4 e 1/2 da referida extensão.

Esta última característica é na verdade pouco habitual

no domínio considerado porque, em geral, procura-se pelo contrário explorar para a criação das correntes de Foucault a totalidade da extensão de cada disco.

Permite além disso montar de maneira radialmente amovível o estator indutor entre os dois discos e adoptar para o conjunto uma construção extremamente simples e robusta.

Os dois discos paralelos que constituem o rotor induzido, de eixo (X), podem ver-se em (1) nos desenhos.

Eles são atravessados sem folga por um veio (2) com o eixo (X), por sua vez montado rotativamente na armação de suporte (3) do retardador por intermédio de rolamentos (4), nomeadamente do tipo de encosto axial, que permitem um bom posicionamento axial rotativo.

Os discos (1) são igualmente atravessados por tirantes roscados (5) que cooperam com porcas (6) de maneira tal que o aperto destas porcas tem por efeito aplicar axialmente os dois discos contra ressaltos de encosto (7) do veio (2) ou contra as secções terminais de um aro de reforço que envolve sem folga este veio e fixado axialmente no mesmo.

estator indutor compreende uma cuveta (C) feita de um material amagnético -₉ por exemplo aço inoxidável, a qual apreVL·' 2Un.aa ano

c~ a p r· e°te 2 una o.

0' fundo ^zeO é nrevisto de modo a -’C _ac zona férica òe ceda disco, zona delimitada nela

O-.

int era além, da sua porção finida de cada disco, o fundo do cuiro lado desta oorção, segundo a direcção nernendicular ao eixo de simetria (S) d? referida zona., de (10) nlanos e na- ralelos cu.jos planos médios enquadram com os cois o.zscos os or es~e motivo, a cuveta ser fixada nos dois quais enquadrar, o con.junto do retardador sem entravar

Ko modo de realização ilustrado, a extensão angular (A) é apenas um pouco superior a 90° e o fundo (8) é estreito e alongado.

Além disso, a. porção do referido fundo (8) mais próxima do eixo (X) do rotor é aqui recortada segundo um arco de círculo centrado neste eixo, o ove dá a este fundo (8) a forma geral de um (0) aberto e, à cuveta, a forma geral de um prato de barba.

8o fundo (8) estão montados dois núcleos de material magnético (1?) e (18) apresentando a forma de um cilindro ou de um prisma cu.jas geratrizes são paralelas ao eixo (X).

ir oestes dois núcleos

envolvida sem folga por uma bobina de fio eléctrico

Esta. bobina (18) é colada no referido núcleo midade imediata do fundo (8) da cuveta. o ?ue torna e z t a no um o ^: 8) .

Ume placa nolar transbordante cu exrandida '16,1^) anliçada numa extremidade axial de cada núcleo, nomeadament® ror fixação per parafusos, é a.justada sem feira contra a face exterior do bordo da abertura (14,15) correspondente.

A norção do primeiro núcleo (12) interior â cuveta é (18).

Π8 irreve^sível. a montagem do núcleo na cuveta.

--> montagem do segundo núcleo (1.5) n- referida cuveta é, por su¹ vez, tornada irreversível por montagem de um aro de retenção (19) (fig· 3) numa rola aberta neste último núcleo na nroximidade imediata da face interior do fundo da cuveta.

Os diferentes núcleos (12) e (Ι⁷·.), be^r cmx as expansões polares (^Ί6) e (17), são dimensionados de maneira a definir zonas planas transversais dispostas em frente dos dis) cos, a um.a pequena distância (e) destes discos constituindo um entreferro.

São eetas zonas que formam os rolos magnéticos de po1 ridades alternados do estator, quando se envia uma corrente eléctrica p?ra a bobina (18), circulando então o fluxo magnético gerado ror esta corrente sucessivemente, axialmente no primeiro núcleo (12), nerifericamente num dcs dois discos (2), axialmente em sentido contrário ao anterior no segundo núcleo (15) e, fimlmente, perifericamente em sentido inverso ao anterior no segundo disco (2), para entrar em seguida de cue no ii?o núcleo (IP): as correntes de ouc⁰?^ moduzem - travase. dos discos ) s^ç cri^rd.as p^c]p vp.risο^:·o do fl uxⁿ marnético mersdo nestes discos cevõda 50 si¹— nles facto ãa rotacao de cada um destes discos em fr°r?e do dois polos fixos de nolaridades orostas.

Dois furos (12) destinados « receber sistemas de rarefusos-porcas de fixação da cuvets do estator nos elementos (111 são alongados par ale lamente ç.o eixo (X) m-r? rermitir uma regulação exacta dos entreferros cuando se apertem os referidos sistemas.

Nas formes de realização ilustradas, as dimensões e as situações respectivas dos dois núcleos (1^?) e (lol entre os discos (2) são as que correspondem a dois dos seis núcleo*⁵incluídos num retardador clássico de seis polos distribuídos uniform.em^nne em torno do eixo (X).

For outras palavras, os eixos destes dois núcleos encontrm—se resnectivemente em dois nlanos ou? rossar rol.0 eixo (X) e formam entre si um ângulo de 60°.

Disto resulta que se explora aqui, para a criação das correntes de Foucault nos discos ^2), apenas um terço dr massa de cada disco habitualmente exrl orada rara es~e efeitc.

Oeve ainda notar-se aue apenas um dos deis discos Ool e C1-) aoui envolvido por uma bobina (18), cue reduz a i n^ a.

intensidade das correntes de Foucault mera.das ur um tal ararelho em relaoão aos retardadores corm^ríveis cl ássicos.

Coro atrás foi exposto, o valor rei. ati var.ente baixo do binário retardador oue resulta destas circunstancias não cons titui aoui um verdadeiro inconveniente dado oue não se de^e.õa entre os discos (1) segundo um? d?.recç?o

Ί BC BC B. 0 X 'X (Z). isto é. sem na verdade rouco cualouer

qqc ΓΘtardadores eléctricos com dois mente as r°p^c-r?ções e a manutenção τ>η_ β ⁿ UI A. —

Kas fin. n ? 7 estão reoresentadas dirs aoló ca^.ões referência (2)

K? orineira arlicação, esouematizad⁰ ar' ·) tornada solidaria anfrularmente con o orato (22) por inteméaio de una cadeia.

solidário roda (24) é delimitada exteriormente por

Como rode ver-se nas fio:

, esta, neouena roldana ('^>Q) está va.nta.josamente alojada entre os dois discos (.1): é também nelos tirantes (5) ^ZD) cl η

“> ο η ή e ζ

ρ C ~ η f 2) ρ um d ο s d ο i ρ disco s ' 1', , ~erpo°tos anéis de afastamento anronriados er.tre roldaOomo é bem visível na fig. ?, a chanfradur? prevista na cuveta dc estator do lado do eixo ('<) é prevista de modo a envolver com folga a referida roldana QÇ).

Na segunde, -plicação, a oue se referem as fig. N a 7, o aparelho de treino doméstico é essencialmente constituído por uma bicicleta parcial cuja roda traseira (3C·) assenta em dois rolos horizontais (?1, F2) de eixos transversais paralelos .

rotor (1, 2, 5, 6) do retaacdador (2) é en~ão nngularmente solidário com ura (31) destes dois rolos.

Para isso, ror exemplo, os tirantes (Ν') ^n^eriores atravessam não só os dois discos (1) mas também uma aba (Na) rebatida radialmente a partir de uma extremidade axial do rolo (51) considerado.

Como pode ver-se na fig. 7, o rolo (^xl) em. questão está montado num« barra interior ftA) solidária com a ^ρção (3) por intermédio de rolos (35)·

Por conseguinte, e qualquer oue se.ja o modo de realização -dentado, disr>õe-se finalmente de um. retardador de pequena. potência cuja constituição, funcionamento e vantagens resultam suficientemente do oue se expôs anteriormente.

Co^o é evidente, e como aliás resulta do oue se disse, a presente invenção não se limita de raodo algum aos modos de nelo cenÓ2?-'rio , os doi° núcleos nue

^cuelas e

const fossem envolvidas nor bobines de

Claims

Reivindicações

1. - Retardador eléctrico de pequena potência que compreende um rotor induzido constituído por dois discos paralelos de material magnético (1) solidários com um mesmo veio (2), por sua vez montado numa armação apropriada por intermédio de rolamentos (4,34) e um estator indutor que compreende um número par de núcleos de material magnético cilíndricos ou prismáticos (12,13) cujas geratrizes são paralelas ao eixo do retardador, sendo os referidos núcleos apropriados para formar, em frente de cada um dos dois discos, uma série de polos magnéticos cujas polaridades são opostas alternadamente, estando os eixos dos dois núcleos de cada par de núcleos consecutivos compreendidos em dois planos que passam pelo eixo do retardador e formando entre si um ângulo compreendido entre 45 e 90°, incluindo os limites, caracterizado por o número dos pares de núcleos (12,13) compreendidos pelo seu estator indutor ser igual ale por este estator ser concebido de maneira a poder ser montado radialmente de maneira amovível entre os dois discos do rotor (1).
2. - Retardador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apenas um (12) dos dois núcleos ser envolvido por uma bobina (18) de fio eléctrico.
3. - Retardador de acordo com uma qualquer das reivin dicações 1 e 2, caracterizado por cada um dos dois núcleos (12,13) atravessar o fundo plano (8) de uma cuveta rígida (C) de material magnético e compreender, aplicada numa das suas extremidades, uma plaqueta transbordante (16, 17) colocada contra a face exterior do referido fundo.
4. - Retardador de acordo com a reivindicação 3, ca racterizado por a montagem de cada núcleo (12) envolvido por uma bobina no fundo (8) da cuveta (C) ser completada por colagem da bobina de fio (18) na porção deste núcleo interior ã cuveta.
5. - Retardador de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado por a montagem de cada núcleo (13) não envolvido por uma bobina no fundo (8) da cuveta ser conseguida pela montagem de um anel de retenção (19) numa gola deste núcleo.
6. - Retardador de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado por o bordo (9) da cuveta (C), rebatido perpendicularmente ao seu fundo, apresentar dois troços paralelos (10) suficientemente afastados um do outro para permitir a fixação desta cuveta respectivamente em dois elementos rígidos (11) que fazem parte da armação (3) e enquadrando com folga os dois discos (1).
7. - Retardador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por os troços de fixação (11) da cuveta (C) serem providos de furos oblongos (9^) alongados paralelamente ao eixo do retardador e permitindo regular os entreferros quando da montagem da cuveta na armação (3).
8. - Retardador de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 7, caracterizado por a cuveta (C) apresentar a forma geral de um prato de barba.
9. - Retardador de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os dois discos (1) serem ligados entre si por aperto de porcas em tirantes roscados (5) que os atravessam, aperto esse que aplica axialmente cada um destes discos contra um ressalto de encosto do veio ou contra uma zona terminal de um anel que envolve sem folga este veio.
10.- Retardador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os tirantes roscados atravessarem uma roldana (29) coaxial com os dois discos (1) e apropriada para receber uma correia (28) para a transmissão do binário retardador a um outro órgão rotativo, por sua vez ligado angularmente de preferência à pedaleira (22,23) de um aparelho de treino doméstico, estando a referida roldana de preferência colocada axialmente \ entre os dois discos.

f j
11.- Retardador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os tirantes roscados (5) atravessarem uma aba (33) solidária angularmente com um rolo (31) apropriado para suportar a roda (30) de um velocípede de treino doméstico.
12.- Aparelho de treino doméstico, caracterizado por estar equipado com um retardador de pequena potência de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores.