BRPI1002211A2 - sistema de anel compensador em dois planos para uma máquina rotativa centrìfuga - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE ANEL COMPENSADOR EM DOIS PLANOS PARA UMA MAQUINA ROTATIVA CENTRìFUGA. A invenção refere-se a uma máquina de lavar têxteis apresentando uma cesta rotativa equilibrada em pelo menos um de seus planos, onde opcionalmente um primeiro anel compensador (10) é estruturalmente formado na parte inferior da cesta ou fundo da cesta (58) de maneira a equilibrar o plano inferior da cesta rotativa e/ou opcionalmente um segundo anel compensador <63) estruturado na parte superior da cesta. O primeiro anel compensador (10) compreendendo: um canal ou trilha (57) que forma uma parte integral com o fundo da cesta (58), um fluido de arraste (60) viscoso alojado na trilha (57), uma pluralidade de esferas (59) alojadas no canal ou trilha (57), imersas no fluido de arraste (60) viscoso, e uma tampa (64) que veda hermeticamente a trilha (57). A tampa (64) compreende pelo menos uma nervura radial de maneira a prover o fundo da cesta (58) com um reforço estrutural de tal forma que o fundo of cesta não é fragilizado o devido a presença da trilha (57) ou canal, O segundo anel compensador (63) incluindo: uma base (37) com uma primeira parede e uma segunda parede, uma cobertura que fecha a base (37) e com as mesmas paredes da base (37), um fluido de trabalho alojado na base (37), pelo menos uma lâmina curva (22) alojada na base (37) onde a lâmina parte da primeira parede da base (37) e deixa uma clareira entre a lâmina e a segunda parede, possibilitando que o fluido de trabalho apresente um componente vertical; e pelo menos uma lâmina reta alojada na base (37) e alternada com a pelo menos uma lâmina curva (22) mencionada acima.

Description

SISTEMA DE ANEL COMPENSADOR EM DOIS PLANOS PARA UMA MÁQUINAROTATIVA CENTRÍFUGA.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a máquinas de lavar, emais especificamente, a máquinas de lavar que compensam acarga em uma cesta centrifuga rotativa, onde o sistema decompensação compreende anéis compensadores em dois planos.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Qualquer pessoa que utiliza ou utilizou uma máquinade lavar teve a oportunidade de observar algumas vezes quea máquina, quando em secagem por giro (centrifugação) ou emprocesso de desidratação de tecidos, produz vibraçãoextrema, algumas vezes mesmo fazendo com que a máquina sedesloque de seu local original. Isto é conhecidocoloquialmente como "andamento". Isto ocorreprincipalmente porque de alguma forma os tecidos não sãouniformes, apresentam diferentes formatos e seus materiaisapresentam diferentes densidades, e uma vez o processo delavagem terminado e tendo sido drenada a cesta de lavagem,a maior parte dos tecidos são depositados e permanecem emum ponto da mencionada cesta. Isto a torna e mantém acesta desequilibrada.

Este problema ocorre também quando objetos grandes epesados são introduzidos na cesta de lavagem, tal como, porexemplo, sapatos. Assim, quando o processo de lavagemterminou e a solução de lavagem foi drenada da cesta, ossapatos são depositados no fundo da cesta, produzindo umgrande desequilíbrio na cesta, e gerando assim esforçosindesejados nos componentes da máquina de lavar, tais como,por exemplo, barulho excessivo, vibração severa eandamento freqüente da máquina de lavar. Por outro lado,as cargas dinâmicas originadas pela vibração excessivageram desgaste e danos aos componentes da máquina de lavar.

Devido às razões mencionadas e outras que um técnicono assunto pode discernir,- as forças centrífugasresultantes dos objetos na cesta de lavagem necessitam sercompensadas.

Vários esforços têm sido feitos relativos à soluçãodeste problema. -O estado da técnica indica que autilização de anéis compensadores, que são anéis ocos quesão colocados na parte superior da cesta de lavagem; podemser utilizados como contrapesos para a carga de tecidos,tendo em vista que a parte interna do anel ou toróidecontém algum líquido, esferas sólidas ou elementos quecontribuem com massa. Estes elementos podem ser feitos deescória de aciaria ou de cerâmica, e adotam uma posiçãocontrária às forças centrífugas criadas pela posiçãoadotada pelos objetos a serem lavados, e assim equilibrandoa tina de lavagem.

Por exemplo, o documento US 4.044,026 de Hayashi etal, descreve um anel compensador colocado na parte superiorde uma cesta de lavagem, que contém solução líquida em seuinterior, bem como uma série de partições que mantêm olíquido em câmaras uma vez o processo de desidratação dosobjetos a serem lavados por ação centrífuga ter iniciado.

0 fato de ter lâminas rotativas nas partições, onde olíquido é mantido separado enquanto a cesta de lavagem giraem modo centrífugo, apresenta a desvantagem de uma vibraçãoindesejada durante o estágio de transição do sistema. Alémdisto não permite a utilização de centrifugação de altavelocidade, que é importante quando se trata de maiordesidratação e menor consumo de tempo.

Pode-se encontrar um outro exemplo de anéiscompensadores no documento US 5.782.110 de Do Weon Kim, oqual descreve um anel compensador que é colocado na cestade lavagem, que em seu interior contém 3 trilhas de raiosdiferentes e- com diferentes larguras de trilha, nas quaisesferas de aço revestidas com óleo são alojadas. 0diâmetro das esferas de aço é de acordo com a largura datrilha em que são colocadas, e assim existem 3 diâmetrosdiferentes de esferas de aço, que tendem a serem maislargos na direção do lado externo. Uma vez no estágio decentrifugação, estas esferas de aço neutralizam as cargasque estão desequilibradas, conferindo equilíbrio à cesta delavagem quando em giro. Mesmo embora o inventor dodocumento em discussão reivindique que sua invenção permiteo giro da cesta de lavagem a altas velocidades, aconstrução do mencionado anel compensador é um tantocomplicada, com muitas partes envolvidas, ' necessita defluido especial, é difícil de montar e, desta forma, édispendioso.

Isto é o porque da maioria das soluções para esteproblema de desequilíbrio recai sobre a colocação de umacoroa sobre a cesta de lavagem com um anel toroidal decompensação, o que soluciona em grande parte o problema.Entretanto, é de alguma forma óbvio que um anel compensadorsuperior juntamente com um inferior funcione melhor; istoquer dizer que, pref erivelmente a colocação de um anelcompensador na parte superior da cesta, adição de um outroanel compensador na parte inferior, auxilia em se obter umestado de transição de vibração que é mais suave e melhorcontrolado, juntamente com a possibilidade de se obter umacentrifugação de -alta velocidade, auxiliando no que dizrespeito à eficiência tanto da máquina de lavar quando doprocesso subseqüente de secagem.

Para testemunhar isto, quando se tem centrifugação dealta velocidade, isto torna possível diminuir o tempo que aoperação consome quando exercendo uma força centrífuga maisforte sobre os itens colocados na cesta de lavagem, o queresulta no fato da massa da solução de lavagem mass serexpelida mais rapidamente na direção da parede vertical nacesta de lavagem, conseqüentemente, obtendo-se umadesidratação dos itens na cesta de lavagem em menor tempo,o que resulta em uma óbvia economia de energia quando dautilização da máquina de lavar. 0 processo a seguir, queseca os tecidos, também se beneficia de uma centrifugaçãode velocidade mais alta, tendo em vista que os tecidos jáestão mais secos antes do início do processo de secagem.

Vários esforços têm sido direcionados de maneira a seobter estes resultados que são destacados na patente US5.802.885 de Jin Soo Kim, onde um par de discos é adaptado,um para cada extremidade do cilindro de lavagem. Estesdiscos juntamente com o auxílio de bandejas contêm apluralidade de trilhas sobre as quais diversas esferas sedeslocam, o que torna o desenho complicado tendo em vistaque contém muitas partes que necessitam ser montadas, o quetorna difícil sua manufatura. Além disto, a vedação dastrilhas precisam de manutenção, de maneira a testemunharisto as esferas precisam ser submergidas em algum tipo deliquido, ou se não, pelo menos as trilhas necessitamapresentar coeficiente de fricção alto.

Um outro exemplo desta técnica, a patente US 5761933de Do Weon Kim et al. descreve uma cesta de lavagem, que écoroada em ambas as extremidades superior e inferior, comum anel compensador com uma solução salina liquida em seuinterior. O anel compensador inferior pode sercompletamente acoplado com a parte inferior da cesta,apresentando várias câmaras com um eixo de simetria quedescreve uma circunferência concêntrica para a cesta, ondecada câmara apresenta uma largura especifica de maneira aalojar diferentes tamanhos de esferas. Esta montagem que éfeita na parte inferior da mencionada cesta a tornaextremamente complicada e difícil de manufaturar. A saber,que a vedação de cada câmara necessita ser muito bem feitae cuidada, porque com a presença de várias câmaras, asprobabilidades de vazamento de líquido são mais altas,assim controles rigorosos são requeridos, bem comotolerâncias de manufatura muito rigorosas, o que provoca umcusto de manufatura.

Esta é uma razão para que os objetivos da presenteinvenção seja o de prover um sistema de anéis compensadoresem dois planos, que não requeira o uso de um fluidodispendioso, que seja fácil de construir, que possibilite aredução da vibração gerada no estágio de transição, e umsistema que opere a latas velocidades, sendo possível deadaptação a diferentes tipos de cestas de lavagem emmáquinas de lavar preferivelmente com um eixo vertical, semexcluir as com um eixo horizontal, com um número de partesreduzida, fácil de montar e manufaturar, com custos demanutenção baixos e: de alta .confiabilidade, entre outrascaracterísticas.

BREVE RESÜMO DA INVENÇÃO

A presente invenção está relacionada ao campo dasmáquinas de lavar, preferivelmente máquinas de lavarautomáticas com um eixo vertical ou horizontal, e máquinasque têm em comum o fato de conterem uma cesta com orifíciosperfurados, que gira em torno, de um eixo de rotação,acionadas normalmente por um' motor elétrico que pode seracoplado diretamente ou utilizando algum mecanismo detransmissão de energia, os mais comuns sendo correias epolias, caixas de engrenagem, etc.

As máquinas de lavar mencionadas, sejam de eixohorizontal ou de eixo vertical estão sujeitas adesequilíbrio, causado em larga escala pela disposição dosobjetos depositados dentro da cesta de lavagem ou tambor delavagem, objetos que estão no estágio de desidrataçãonecessitam girar a altas velocidades para forçar a água ousolução de lavagem contida nos objetos que estão na cesta,na direção das paredes da cesta que contêm orifíciosperfurados, por ação da força centrífuga à qual os objetosmencionados são submetidos, e desta forma a solução delavagem é então coletada na tina externa de tal forma quepode ser extraída para a drenagem.

Usualmente, as cestas são coroadas com anéiscompensadores em apenas uma das extremidades, o quefuncionou corretamente no passado, quando as exigênciasquanto ao consumo de energia não eram tão rigorosas, equando não era necessário que os objetos na cesta delavagem girassem a altas velocidades quando no estágio dedesidratação. Isto, sem mencionar que as máquinas de lavarsão manufaturadas no presente com materiais que são maisleves, juntamente com os avanços tecnológicos naengenharia, o·que não leva mais às exigências de fatores desegurança tão amplos de maneira a se produzir aas peçasrobustas, e desta forma pesadas e, desta forma, sendo asmáquinas de lavar mais leves, a vibração provocada pelodesequilíbrio se torna um fator importante a se relevarquando se considera a performance da máquina. De maneira aa testemunhar este fato, se a força de desequilíbrio é tal,a máquina de lavar tenderá a "andar" ou "dançar", que sãocondições indesejáveis para a performance adequada damáquina.

Desta forma, a presente invenção sugere a colocaçãoem ambas as extremidades da cesta de anéis compensadores,colocando na extremidade aberta da cesta um anelcompensador com lâminas ou câmaras que funcionamprincipalmente com um fluido que pode ser cloreto de cálcioou cloreto de sódio entre outros, o mesmo caso que descritono pedido de patente MX/a/2007/016516 para um anelcompensador hidrodinâmico para uma máquina de rotaçãocentrífuga, de Ortega Brena et al.

Além da colocação do anel na outra extremidade dacesta de lavagem, um outro anel é colocado integralmente naface externa do disco ou fundo da cesta, um anelcompensador com esferas feitas preferivelmente de aço, cujopeso, tamanho e quantidade foram cuidadosamenteselecionados, auxiliando na simplificação de suamanufatura, reduzindo o número de partes e assim a tornandomenos dispendiosa e mais confiável. Estas esferas corremsubmersas em um fluido que apresenta uma viscosidadeespecífica; a função específica do fluido é a de arrastaras esferas no estado de transição de tal forma que nãodeslizem na trilha e alcancem a posição contrária à dacarga descompensada de maneira muito rápida. Isto auxiliatambém na redução, do ruído gerado pelas esferas nãopermitindo que estas fiquem paradas ou "inoperantes"; alémdisto, o fluido mencionado absorve a energia gerada pelacolisão por empilhamento, e mais o mesmo fluido tambémapresenta um peso que contribui para compensar a magnitudedo vetor resultante destas forças.

A presença de dois anéis compensadores possibilita acompensação da cesta de lavagem em dois planos diferentes,tendo em vista os vetores que resultam em ambos os planos,e estes neutralizam a magnitude do vetor de desequilíbrio,que é sempre variável nestes planos. Isto auxilia a cestaem se compensar por si só em um curto período de tempo,reduzindo consideravelmente a força transmitida para osistema de suspensão e deste para o gabinete, tornandomenos provável que a máquina de lavar "dance" ou "ande",tendo em vista o fato das máquinas de lavar pesarem menosatualmente.

A compensação correta e oportuna dos objetosdistribuídos de forma não uniforme na cesta, o que provocaum vetor de desequilíbrio de magnitude considerável, édesejável. De maneira a testemunhar isto, algum tipo demassa ou carga deve ser colocado na máquina de lavar ou asexistentes devem ser mais pesadas, de maneira a se evitar ofenômeno de "andamento" ou "dança" da máquina de lavar.O anel compensador contendo esferas colocado na parteexterior do disco ou fundo da cesta deve ser completamenteadaptável a este, de maneira a testemunhar que a trilhaatravés da qual as esferas correrão é parte pertencente àcesta em si. Isto significa que, dependendo do desenho dacesta, seu fundo ou disco, o qual preferivelmente deveresultar de um processo de injeção de polímero, contémdentro de sua estrutura intrínseca a mencionada trilha,sendo esta parte removida do molde com a geometria datrilha incluída, dando à cesta de lavagem um fundo ou discosimplificado ainda que robusto. A saber, o desenho deveser tal que a colocação da trilha na face externa do· fundoou disco da cesta de lavagens apresenta uma boa rigidez,conferindo flexibilidade na linha de montagem, isto é, amesma cesta, fundo ou disco da cesta podem ser utilizadosnos projetos de máquina de lavar para as quais, devido afatores concernentes às decisões da companhia, custos ououtros fatores de mercado, é escolhida a não colocação deum anel compensador com esferas no fundo ou disco da cestade lavagem.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

As características particulares e vantagens destainvenção, bem como outros objetos da invenção, ficarãoclaros a partir da descrição a seguir, dada em função dasfiguras anexas, nas quais:

A Figura 1 é uma seção transversal frontal de umamáquina de lavar.

A Figura 2 é um esboço representativo do fenômeno dedesequilíbrio da cesta.A Figura 3 é um segundo esboço representativo dofenômeno de desequilíbrio da cesta.

A .Figura. 4 ..ê:; um., terceiro esboço representativo dofenômeno de desequilíbrio da cesta.

A Figura 5 é uma seção transversal frontal de umadisposição interna de uma máquina de lavar em um esboçorepresentativo das forças de desequilíbrio da cesta.

A Figura 6 é uma vista superior de um anelcompensador contendo líquido.

A Figura 7 é uma vista superior de um anelcompensador contendo esferas.

A Figura 8 é uma vista em perspectiva convencionalexplodida de um anel compensador da presente invenção.

A Figura 9 é uma seção transversal de um anelcompensador do estado da técnica.

A Figura 10 é uma perspectiva convencional emespectro da geometria interna de uma lâmina curva positiva.

A Figura 11 é uma seção transversal de um anelcompensador da presente invenção.

A Figura 12 é uma seção transversal das partes doanel compensador da presente invenção.

A Figura 13 é uma vista em espectro da seçãotransversal do anel compensador desta invenção.

A Figura 14 é uma vista em espectro da seçãotransversal do anel compensador desta invenção.

A Figura 15 é uma seção transversal em perspectivaconvencional em vista em espectro das partes do anelcompensador da presente invenção.A Figura 16 é uma seção transversal em perspectivaconvencional em vista em espectro de parte do anelcompensador da presente invenção.

A Figura 17 é uma seção transversal da vista emespectro frontal de parte do anel compensador da presenteinvenção.

A Figura 18 é uma seção transversal da vista superiorde parte do anel compensador da presente invenção.

A Figura 19 é uma seção transversal da vista superiorde parte do anel compensador da'presente invenção.

A Figura 20 é uma plotagem de Bode comparando avelocidade angular da cesta em RPM contra a vibração pico-a-pico no gabinete da máquina de lavar.

A Figura 21 é uma segunda plotagem de Bode comparandoa velocidade angular da cesta em RPM contra a vibraçãopico-a-pico no gabinete da máquina de lavar.

A Figura 22 é uma vista frontal da cesta da presenteinvenção com os anéis compensadores colocados nosdiferentes planos.

A Figura 23 é uma vista explodida em perspectivaconvencional do fundo da cesta.

A Figura 24 é uma vista superior das esferas.

A Figura 25 é uma perspectiva convencional de umavista superior do fundo da cesta.

A Figura 26 é uma vista em perspectiva convencionalinferior do fundo da cesta.

A Figura 27 é uma vista em perspectiva convencionalda tampa do anel compensador inferior.

A Figura 28 é uma vista superior da tampa do anelcompensador inferior.A Figura 29 é uma vista em perspectiva convencionaldo fundo da cesta.

A Figura 30 é um diagrama comparativo entre as forçasde equilíbrio, considerando o número de esferas existentes.

A Figura 31 é um diagrama das forças de desequilíbriotendo em vista o número de esferas.

A Figura 32 é uma terceira plotagem de Bodecomparando a velocidade angular da cesta em RPM contra avibração pico-a-pico na cesta da máquina de lavar.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Abordagem Teórica

O de sequilíbrio em um rotor pode ocorrer devido avárias causas, uma delas pode ser o método de manufatura dorotor, tendo colocado mais material em um ponto específicodo rotor, ou ao contrário, devido à falta de uniformidadena densidade do material. Algumas vezes, pode ocorrer queoutro fenômeno pode provocar os efeitos de vibraçãoindesejados nas máquinas de lavar, tal como um alinhamentodeficiente de seus eixos, rolamentos defeituosos,lubrificação inadequada dos rolamentos ou pontos de suporteque causam fricção, folga mecânica, e um alinhamentodeficiente das correias com as polias, etc. A causa maisinteressante para os propósitos da presente invenção é odesequilíbrio devido a cargas internas no rotor. Conformepode ser deduzido da figura 1, uma cesta de lavagem (12) deuma disposição interna de uma máquina de lavar (17) élocalizada em uma tina (13) . Esta cesta (12) é movida ouacionada por um eixo (14) que é acoplado rigidamente comparte do fundo da cesta (12), usualmente por meio de umaparte central ou ligação chamada de cubo (16) . O eixo (14)pode ser acoplado diretamente a um motor ou polia induzida;no caso mostrado na figura 1 mencionada acima, o eixo (14)é acoplado com uma caixa de engrenagem redutora planetária(53), que aó mesmo tempo obtém energia proveniente de umapolia induzida (50) que obtém energia através de umacorreia (não mostrada) que é energizada por um motorelétrico (54). A cesta (12) é composta em sua parteinferior de um fundo of cesta (58) que apresenta umageometria similar a de um disco, e que contém o cubo (16),de maneira a girar em uníssono com esta; a cesta (12)apresenta também uma parede cilíndrica que é coroada com oanel compensador superior (10). A tina (13), em sua parteinferior, apresenta alguns suportes que suportam osabsorvedores de choque (18), a partir dos quais saem hastes(19).

O fundo (58) da cesta, em sua face externa apresentaum canal ou trilha (57), que contém algumas esferas (59),bem como o fluido de arraste (60). De maneira a manter asesferas (59) e o fluido de arraste (60) no interior, énecessário se utilizar uma tampa (64), que am alguma parteem sua superfície apresenta um pequeno orifício (70) poronde o fluido de arraste (60) é introduzido, e tal orifício(70) é vedado com um tampão (65). Esta tampa (64) éespecialmente projetada para prover um reforço estruturalpara o fundo da cesta (58), porque é evidente que quando daintegração da trilha (57) ao fundo da cesta (58), oresultado é uma fragilização estrutural do componentedevido à interrupção dos reforços radiais (72), assimconseqüentemente o desenho da tampa (64) requer atençãoespecial de maneira a se evitar uma capacidade reduzida dofundo da cesta (58) em suportar a carga de tecidos e osesforços induzidos pela rotação. E assim, a tampa (64) éprojetada com uma geometria tal que sua construçãocompreenda uma série de nervuras radiais (71) que conferemcontinuidade aos reforços radiais (72) do fundo da cesta(58), assim obtendo-se com a montagem da tampa (64) com ofundo da cesta (58) uma resistência mecânica igual ousuperior , à presente no fundo da cesta (58) sem a trilha(57) e com os reforços radiais contínuos (72) sendoobtidos.

As Figuras 2, 3 e 4 auxiliam a compreensão dofenômeno de desequilíbrio nos rotores, considerando a cesta(12) como um rotor oco, no qual em seu interior todos ostipos de objetos são depositados e que adotam uma posiçãorandômica no interior do mencionado rotor oco. Tendoexplicado isto, a figura 2 ilustra um rotor ou cesta (12)que é suportado em ambas as extremidades pelo eixo (14).Neste exemplo o rotor ou cesta (12) não está girando, istoé útil para exemplificar o que acontece quando o rotor oucesta (12) é submetido a desequilíbrio estático, quando dacolocação de cargas não compensadas idênticas (15), namesma posição angular, mas em um plano diferente. Ficaevidente que o centro de gravidade CG do rotor ou cesta(12), bem como o eixo principal de inércia (62) se moveligeiramente do eixo de simetria (61) da disposição do eixo(14) no rotor ou cesta 12.

A Figura 3 é útil para descrever um outro fenômeno dedesequilíbrio, neste caso, as cargas (15) são colocadas nosextremos do rotor ou cesta (12), mas a 180° uma da outra eem um plano diferente, fazendo com que o centro degravidade CG permaneça em seu lugar, mas modificando o eixoprincipal de inércia (62) assumindo um certo ângulo emrelação ao eixo de simetria (61) da disposição do eixo (14)no rotor ou cesta (12). Este ângulo dependerá do peso dacarga descompensada (15), supondo-se que seja a mesma, bemcomo sendo a mesma sua posição no interior do rotor oucesta (12). Este fenômeno é comumente conhecido comodesequilíbrio de par.

Por sua parte, a figura 4 mostra um outro tipo dedesequilíbrio, o qual é uma combinação dos casosapresentados nas figuras 2 e 3, onde as cargas (15) nãoestão colocadas simetricamente, e de fato, neste caso nemmesmo são iguais; as cargas (15) são colocadasrandomicamente em qualquer local no interior da superfíciecilíndrica do rotor ou cesta (12). Isto provoca faz comque o centro de gravidade CG se desloque na direção de umaposição fora do eixo de simetria (61), onde tal posiçãodependerá da posição das cargas de desequilíbrio (15), bemcomo de seu peso. Neste último exemplo o rotor ou cesta(12), tenderá a girar no eixo de inércia principal (62), enão no eixo de simetria (61), eixo ao quais os rolamentosforam acoplados, rolamentos que restringem quatro dos seisgraus de liberdade que o rotor ou cesta (12) podem ter,produzindo então uma vibração indesejada que pode ser tãointensa que provocaria a quebra de uma parte, ligação oucomponente.

No caso de máquinas de lavar, estas apresentam apeculiaridade de que apenas uma das extremidades da cesta(12) é suportada no eixo (14), deixando a outra extremidadelivre da cesta (12), esta extremidade livre tende adescrever uma órbita de transferência quase elíptica noeixo de simetria (61), o que é comumente conhecido como"passo do rotor". Quando isto acontece, a cesta (12) raspaou tamborila na parede interna da tina (13), desgastandoambas as peças e o caso poderia ser que uma delaseventualmente venha a quebrar. Por outro lado, o dito"passo" se manifesta como forças transmitidas para ogabinete da máquina de lavar fazendo com que ele "pule","dance" ou mesmo "ande". A magnitude destas vibrações temum impacto sobre a velocidade de centrifugação, isto é, senão há um sistema que compense corretamente a cesta (12), avelocidade de centrifugação deverá ser baixa, e obviamente,quando do aumento da velocidade, a magnitude das oscilaçõesna extremidade livre da cesta (12) tenderá a ser maior.

A Figura 5 mostra um diagrama de uma disposiçãointerna de uma máquina de lavar (17) que contém uma cesta(12) em que seu fundo (58) é acoplado com um eixo (14). Acesta (12) é disposta no interior de uma tina (13), que ésuspensa pelos suportes (52) no gabinete por meio de hastes(19) com absorvedores de choque (18). Observa-se que acesta (12) é coroada por um anel compensador superior (10),e que foi colocado também um anel compensador inferior(63); com isto tenta-se obter um equilíbrio em dois planos.De maneira a testemunhar que os rotores com um comprimentoum pouco maior que seu diâmetro são considerados rotoresgrandes; é comumente sabido que Ester rotores grandes devempreferivelmente ser compensados em pelo menos dois planos.E assim, retornando à figura 5, é preferível que a cesta(12) seja coroada com um anel compensador contendo líquidoem seu interior; pode-se encontrar um exemplo destes anéisno documento MX/a/2007/016516; estes anéis compensadoressão de custo muito baixo. Por outro lado, o anelcompensador inferior (63) aqui proposto é um anel baseadoem esferas, feitas de material denso tal como aço,plásticos termoestáveis (termorrigidos) , borrachastermoplásticas com componentes de cerâmica, etc. Estacombinação é muito vantajosa, tendo em vista o baixo custoe porque é fácil de manufaturar, e confere equilíbrio àcesta (12) em dois planos, coroando em sua parte livre,precisamente onde há um espaço maior, com um anelcompensador com líquido, e integralmente, na face externado fundo da cesta (58) existe um canal de trajetóriacircular, onde as esferas (59) correrão imersas em umfluido de arraste (60), este canal é coberto com uma tampa(64).

Estes anéis compensadores trabalham em conjunto, istoé, a força de desequilíbrio force IF causada pelodesequilíbrio de massa ou carga (15) provoca um momento MCGno centro de gravidade CG; este momento MCG, bem como acarga de desequilíbrio (15) mencionada, são neutralizadospela força FLD resultante do anel compensador superior(10), que também causa um momento no centro de gravidadeCG. Por sua parte, o anel compensador inferior (63) tambémexerce uma força FB resultante que também atua sobre ocentro de gravidade CG. Em uma situação ideal, a adiçãodos momentos no centro de gravidade CG são zero, a equaçãode momentos (1) que é obtida no ponto CG e forçasresultantes (2) é a seguinte:

<formula>formula see original document page 18</formula>Fnet= FLD-(FD+FB) (2)

onde:

MGC = Momento no centro de gravidade

Fnet = Força liquida resultante no rotor ou cesta (12)FLD = Força resultante do anel compensador superior (10)dl = Distância do centro de gravidade CG para o pontomediano do anel compensador superior (10)

IF = Força de desequilíbrio causada pela massa ou carga dedesequilíbrio (15)

d2 = Distância do centro de gravidade CG para o pontomediano da massa ou carga de desequilíbrio (15)FB = Força resultante do anel compensador inferior (63)d3 = Distância entre o ponto mediano da massa ou carga dedesequilíbrio (15) para o ponto mediano do anel compensadorinferior (63).

Cabe apontar que da análise da equação de momentos noponto CG, é dedutível que sem o anel compensador inferior,o momento resultante seria positivo, provocando um modo devibração cônica (68), desta forma o anel compensadorinferior (63) reduz a magnitude do momento resultante eprovoca um movimento mais suave da transferência devibração (69) e conseqüentemente, para a alteração dasforças transmitidas para a suspensão (19), assim a vibraçãoé reduzida, exatamente como analisado na figura 5.

A figura 6 ilustra um anel compensador com líquidotípico, o qual compreende uma série de lâminas (66) em seuinterior, de maneira a manter o líquido em pequenas câmarase assim evitar seu fluxo dentro da câmara toroidal do anelcompensador superior (10), fazendo com que um grande volumede fluido de trabalho no anel compensador superior (10) seaglutine a 180° em oposição à carga de desequilíbrio (15).De maneira a testemunhar que este tipo de anéiscompensadores, devido à tensão superficial, bem como à altacoesão que as moléculas apresentam em um líquido, uma massade fluido de trabalho (67) está sempre em contato com orestante da face interna da parede externa na câmaratoroidal do anel compensador superior (10). Esta massa defluido de trabalho (67), que é dispersa, gera uma forçaresultante na mesma : direção da força de desequilíbrio IF,aumentando a força de desequilíbrio, reduzindo a eficiênciado anel compensador superior (10), porque apresenta umcomponente que desloca potência em favor da carga ou massade desequilíbrio (15) . Como foi dito acima, a cesta delavagem (12) pode ser encarada como um rotor grande, que édimensionado apenas por uma de suas extremidades ao eixo(14), sendo esta condição favorável de maneira a colocar naparte inferior ou fundo da cesta (58) um segundo anelcompensador (63), como mostrado na figura 7; e é apontadoque existem algumas restrições de projeto, que são: oespaço entre a tina (13) e a cesta (12) é mínimo, tendo emvista que se for muito amplo mais água do que o necessáriodeverá ser utilizada quando da lavagem ou enxágüe, econseqüentemente ocorrerá um uso ineficiente deste líquidovital; um outro aspecto é que se a distância ou espaçoentre a tina (13) e a cesta (12) é mais maior, a máquina delavar deverá ser mais alta, e sob este aspecto, um usuário(pessoa) de baixa estatura teria problemas ao retirar osartigos da máquina, tendo em vista que estão localizados nointerior no fundo da cesta (58). Estas e outras razões sãoo porquê do espaço entre a tina (13) e a cesta (12) éconsiderado, e porque o projetista deve considerá-lo de talforma que a distância não aumente, mas diminua.

Pelo mencionado acima, a solução proposta do problemapela presente invenção é colocar um anel compensadorinferior (63) através do qual uma série de esferas (59)corre, às. esferas feitas de um material com alta densidadee muito resistente ao impacto. Estas esferas (59) sãoimersas preferivelmente em um fluido liquido conhecido comofluido de arraste (60), desta forma, quando a cesta (12)gira em uma direção "ω", tanto o fluido de arraste (60)quanto as esferas (59) adotam uma posição oposta da cargaou massa de desequilíbrio (15), reduzindo para um mínimo adistância "e" e conseqüentemente o eixo de inérciaprincipal (62) ficará mais próximo ao eixo de simetria(61), de sta forma os pontos de origem "0" e "0'" ficarãomuito próximos. Analisando-se um corpo não tendo um anelcompensador inferior (63) observa-se que estes tipos deanéis compensadores são eficientes, de maneira atestemunhar que as esferas (59) em uníssono com o fluido dearraste (60) contribuem para produzir a força resultanteFB, sendo um fator a ser considerado no projeto em que amassa das esferas (60) como um todo é maior ou igual àmassa de desequilíbrio (15), sendo as esferas (59) feitasde um material com alta densidade. 0 espaço requerido paraalijar estas é minimizado, o que significa que o diâmetrono fundo da cesta (58) pode ser utilizado, e assim odiâmetro das esferas (59) pode ser reduzido, utilizando-seuma quantidade maior, vice versa.Realizações Preferidas da Invenção.

Como uma primeira etapa, e para se manter uma ordemde descrição, lidaremos primeiramente com a construção doanel compensador superior (10). E assim, a figura 8 mostraum desenho isométrico explodido do anel compensador (10)onde seus elementos básicos são mostrados, uma base (37)que contém lâminas (21, 22) ou (23) em qualquer de suasconfigurações ou combinações. Esta base é preferivelmentemoldada por injeção do mesmo polímero termo-rígido e suaseção transversal é similar a um formato em "U", com suasparedes configuradas como se segue: uma parede interna comum diâmetro menor (30), uma parede interna com um diâmetromaior (31) e uma parede inferior (33). No que diz respeitoà parede superior interna (32), esta é formada pelacobertura (26 , a qual é similar a um anel com espessurauniforme e deve preferivelmente ser feita por moldagem deinjeção plástica. A cobertura (26) é unida à basepreferivelmente por processo de ultrassom, "soldagem porrotação", vedação a quente ou similar, ou utilizando-sealgum tipo de substância vedante ou aglutinante, de maneiraa testemunhar isto, a vedação deve ser realizada muitocuidadosamente, porque a cavidade interna do anelcompensador (10) será preenchida com algum tipo de líquidode trabalho, preferivelmente cloreto de cálcio ou cloretode sódio, que não pode vazar de seu confinamento. 0 tampão(25) é inserido no orifício provido para o enchimento dofluido de trabalho no anel compensador (10), uma vezcompleto, o orifício é vedado com o tampão (25).A Figura 9 ilustra uma seção transversal de um anelcompensador (10) típico já existente no estado da técnica,onde pode-se observar a forma de uma lâmina (66) nointerior da câmara no anel compensador (10), no qual sepode ver o raio diferente a ser considerado quando docálculo do volume do líquido de trabalho, o qual irá variardependendo das cargas a serem compensadas (15), dageometria da cesta (12), da capacidade da cesta (12), dotipo de suspensão (11), entre outros fatores, todos estessendo responsabilidade do projetista e especialista aqualquer tempo. E assim, o raio interno "n" deve serconsiderado, na maioria dos casos este coincide com o raioda parede interna com um diâmetro menor (30), devido àsexigências do desenho, é de certa forma difícil se obteruma câmara com seção transversal completamente retangularno anel compensador (10); por esta razão, é necessário secalcular o raio .interno imaginário, chamado de "riequivalente"ou rie; o raio externo "r0" implica nas complicaçõesprincipais. De maneira a testemunhar que tendo em vistaque o anel compensador (10) é suportado por sua paredeexterna na parede superior interna da cesta (12), a paredeinterna com um diâmetro maior (31) torna impossível seconferir uma geometria complexa a esta parede externa doanel compensador (10), o que resulta em poucas opções dedesenho. Por esta razão é recomendado que apenas a paredeinterna com diâmetro maior (31) seja espessa, de maneira aformar a parede externa do anel compensador (10). Um outroelemento a ser considerado quando da realização do cálculodo volume do líquido de trabalho é a altura interna livreda câmara no interior do anel compensador (10), o que nafigura mencionada é representado com um "h". Com estainformação, juntamente com a forma das lâminas a seremutilizadas, procede-se o cálculo e quando necessário sedesenhar o experimento que permitirá a determinação daquantidade de líquido de trabalho a ser utilizada, a qualflutua entre cinqüenta e oitenta por cento do volume totalna câmara interna.do anel compensador (10).

A Figura 10 por sua vez mostra uma vista em espectroisométrica da geometria interna de uma lâmina curvapositiva (22). Esta denominação é tomada na direção dogiro ω da cesta (12). Como um exemplo para a descrição damodalidade preferida da presente invenção, mas não selimitando a esta particularidade, as lâminas positivas (22)se originam na parede interna com diâmetro menor (30) seestendendo e seguindo a curva L6 na direção da paredeinterna com diâmetro maior (31), deixando um espaçovertical (39) entre a lâmina curva positiva (22) e a paredeinterna com diâmetro maior (31). Na modalidade preferidada presente invenção, todas as lâminas (21, 22) ou (23)apresentam a mesma altura que a base (57) do anelcompensador (10), o que torna sua manufatura mais fácil.

Da mesma forma, em todas as lâminas (21, 22) ou (23), suaparte inferior coincide com a parede inferior interna (33),delimitando então o fluxo de liquido de trabalho atravésdas laterais ou dos espaços verticais (34) e (39) entreestas lâminas (21, 22) ou (23) e esta parede interna comdiâmetro maior (31), ou através da parte superior (36),quando for o caso de haver lâminas (inferiores) de fundo(28).As Figuras 11 e 12 mostram show uma seção transversaldo anel compensador (10), onde é possível se observar comoa lâmina de cima (superior) (27) é conformada, estaslâminas obstruem o fluxo de líquido entre a parede internainferior (33) na direção da parede interna superior (32),originando da parede interna com diâmetro menor (31),seguindo a curva L6, que em sua forma paramétrica é dadapor:

L9 (x) = a (c ó s (Θ -f φ) + θ sen (θ + φ)) (3)

L9 (y) = a (sen (θ + φ) + θ cos (θ + φ)) (4)

onde:

a = constante com uma valor preferencial de rie

φ = ângulo da fase em radianos que define a posição radialno início da curva;

deixando um espaço vertical (39) entre a lâmina superior(27) e a parede interna com diâmetro maior (30) . Esteespaço vertical (39) permite que o fluxo vertical dacorrente vertical ondulante do líquido de trabalho nadireção do interior da câmara interna do anel compensador(10). Na modalidade preferida da invenção, a lâminasuperior (27) é conformada de uma lâmina inferior (28) quepode apresentar a forma das lâminas (21, 22) ou (23), suaaltura sendo limitada por razões de manufatura à da base(37) do anel compensador (10), complementando sua alturacom uma protuberância formada na face inferior da cobertura(26). Esta protuberância é conhecida como complemento dalâmina (38), sendo possível que sua seção transversalassuma o formato das lâminas (21, 22) ou (23), de tal formaque a face superior da lâmina (28) é acoplada com a faceinferior do complemento da lâmina (38), e formando entãouma barreira com uma superfície de base na parede inferiorinterna (33) com uma superfície de teto na parede superiorinterna (32). Em uma modalidade alternativa, o complementoda lâmina (38) pode ser mais curto, isto com o propósito depossibilitar o fluxo -do líquido de trabalho através daparte superior da lâmina (28) de maneira a permitir o fluxode líquido de trabalho em seus componentes horizontais. 0mesmo efeito ou um similar se pode obter fazendo-se aslâminas (28) de pelo menos dois tamanhos diferentes, ou senão disponível, fazendo-se também o complemento da lâmina(38) de pelo menos dois tamanhos diferentes, saindocompletamente da face inferior da cobertura (26), demaneira a deixar espaço para as lâminas (28) estendidas, ouuma combinação das opções mencionadas acima, o que deveráser escrito aqui como se literalmente estivessem inseridas.De maneira a testemunhar isto, em qualquer modalidadepreferida, as lâminas (27) bloqueiam completamente ocomponente horizontal do fluxo de líquido de trabalho,entendendo-se que na modalidade alternativa, as lâminassuperiores (27) permitem que o fluxo do líquido de trabalhoapresente um componente horizontal, por que há uma clareira(36) entre a lâmina superior (28) e a parede internasuperior (32), ou entre a lâmina superior (28) e ocomplemento da lâmina (38).

A Figura 13 ilustra uma seção transversal do anelcompensador (10) em vista em espectro, e é possível seobservar a conformação de uma lâmina (28), onde fica óbvioque a lâmina (28) apresenta a mesma altura da base (37) doanel compensador (10). Esta figura ilustra uma lâmina quese origina a partir da parede interna com um diâmetro menor(31) seguindo a forma L0 na direção da parede interna comum diâmetro maior '(30), sem tocá-la, e onde há um espaço oulateral (34)' entre a face vertical da lâmina (28) e aparede interna com diâmetro menor (31) . Apresentando alâmina (28) a mesma altura da base (37) do anel compensador10, há uma clareira (36) entre a face superior da lâmina(28) e a parede superior interna (32). Desta forma, asclareiras (36) e as laterais (34) e (39) possibilitam que ofluxo de liquido de trabalho apresente componenteshorizontais, bem como componentes verticais,respectivamente.

As Figuras 14, 15, 16 e 17 tornam possível acompreensão da montagem de uma base (37) com uma cobertura(26) . De maneira a se montar facilmente a base (37) com acobertura (26), foi concebido um localizador (40), e que,de forma, descritiva, mas não limitativa, para o propósitode descrever a. melhor maneira de realizar a invenção,compreende um par de paredes em alto relevo (40) na paredeinferior interna (32), o que pode ser observado nas figuras14 e 15. Estas paredes em alto relevo ou localizador (40)apresentam um compartimento com um duto formando um "Y",que é invertido como mostrado nas figuras mencionadas,nesta ocasião o compartimento é amplo e permite alocalização, bem como a orientação da parte superior dalâmina (28), tornando possível para a cobertura (26) semanter sempre na posição correta de acordo com a base (37)quando da montagem, o que é ilustrado nas figuras 16 e 17,e assim evitar erros de localização que podem provocar ummau funcionamento indesejável do anel compensador 10.

As Figuras 18 e 19 são úteis porque identificam emostram os diferentes tipos de lâminas (21, 22, 23), demaneira a testemunhar que a base (26) pode alojardiferentes tipos de lâminas. E assim o estado da técnicadescreve disposições de lâminas radiais retas, que comodiscutido no capitulo relativo aos antecedentes da técnica,bem como na parte teórica, estas disposições não sãoideais. Desta forma, temos a figura 18 que apresenta amodalidade preferida da invenção, que compreende umadisposição de lâminas curvas positivas (22) com lâminascurvas negativas (23), com suas respectivas clareiras (34)e (39). A Figura 19 ilustra uma modalidade alternativa dainvenção que provê uma disposição de lâminas curvaspositivas (22) com lâminas retas (21). Isto écompreensível porque: a direção de rotação da (12), e éóbvio para um técnico no assunto que se a cesta (12) girana direção oposta a utilização de lâminas curvas negativas(23) em vez de lâminas curvas positivas (22), poderiaproduzir melhores resultados.

A Figura 20 representa uma plotagem de Bode na qual avelocidade angular da cesta (12) é representadagraficamente, em revoluções por minuto (rpm) contra avibração pico-a-pico medida na face frontal do gabinete damáquina de-lavar. Para este gráfico o limiar de andamentoé de aproximadamente 1 mm. Isto significa que, dada umavelocidade angular, se a vibração pico-a-pico exceder a ummilímetro, a máquina de lavar tenderá a se deslocarrandomicamente em qualquer direção. Neste gráfico pode-seobservar também as vibrações resultantes da utilização dediferentes disposições do anel compensador (10) . Para estepropósito, utilizando a mesma disposição interna de umamáquina de lavar (17), com a mesma carga de desequilíbrio(15), vários anéis compensadores (10) foram colocados comdiferentes disposições internas, o que para a curva "AO" umanel compensador (10) convencional foi utilizado, e que seutiliza lâminas radiais retas (21) . É ressaltado queabaixo de 100 rpm o pico mais alto é de 2 mm, e então,acima de 600 rpm a vibração se separa das outras curvas,indicando que o desenho de um anel compensador convencionalnão suporta alto rpm de maneira ideal. Como pode serdeduzido deste gráfico, acima de 800 rpm, ocorre umadiferença de aproximadamente 1 mm do resto das curvas. Étambém digno de nota que quando se aproxima de 900 rpmapresenta um pico acima de 3 mm, desta forma indicando aincapacidade deste tipo de anéis compensadores (10) emcompensar cargas (15) acima de 600 rpm. Por outro lado, acurva "A2" apresenta uma disposição de doze lâminas curvaspositivas (22) com doze lâminas retas (21) alternadas,visivelmente reduzindo a vibração em comparação com a curvede base "AO", e provendo então o fato das moléculas "P",graças à curvatura das lâminas (22), passem rapidamente deseu estado estável para a parede interna com diâmetro maior(31), e assim é inferível que o estado de transição é maiscurto (considerando-se uma aceleração constante),produzindo também vibrações de menor magnitude (deaproximadamente 1 mm) e funcionando muito melhor entre 600rpm e 850 rpm. A curva "A3" é também digna de nota nográfico da figura 2.0, descrevendo um comportamento similarao da "A2" e correspondendo a uma segunda configuraçãopreferida do anel compensador com doze lâminas curvaspositivas (22) e treze lâminas radiais retas (21).

A Figura 21 mostra uma outra plotagem de Bode, para aface lateral esquerda da máquina de lavar, para estadeterminação o limiar de andamento se apresenta em cerca de1,4 mm de vibração pico-a-pico, conforme pode ser observadono diagrama; as três curvas "AO", "A2" e "A3" se comportamde maneira similar de zero a setecentos rpm. Acima destaúltima velocidade angular, a vibração causada por "AO"começa a se tornar mais alta que em "A2" e "A3",vertiginosamente acima de oitocentos rpm, apresentando umpico acima de 3,5 mm próximo a novecentos rpm, que é cercade 2 mm acima de "A2" ou "A3". Da mesma forma, a partir deuma análise da plotagem de Bode comentada acima, pode serinferido que anéis compensadores (10) convencionais comlâminas radiais retas (21) não são adequados para alto rpm,tendo em vista que quando rpm é aumentado sua capacidade decompensação é significativamente reduzida, situação que nãoocorre com as configurações aqui propostas.

A Figura 22, por sua vez, ilustra a disposição dedois anéis compensadores (10) e (63) dispostos em doisplanos diferentes correspondendo às extremidades da cesta(12) . É observável que o anel compensador superior (10) écoroado na cesta (12) em sua parte superior, ajustado naparede cilíndrica. Na parte inferior desta paredecilíndrica está o fundo da cesta (58), a qual émanufaturada preferivelmente com algum tipo de polímeroinjetável. Este mecanicamente acoplado ao cubo (16) em suaparte central e é uma parte do mecanismo de reforço,manufaturado preferivelmente com algum metal ou ligametálica leve, de maneira a tornar este mais resistente aoesforço transmitido do torque por meio do eixo (14) para acesta (12); o cubo por sua vez transmite a energia para ofundo da cesta (58), de maneira a que todos girem emuníssono. A trilha ou canal (57) é localizado na faceexterna deste fundo de cesta (58); neste canal (57) asesferas (59), bem como o fluido de arraste (60) serãoalojados. Estes em conjunto são cobertos coma tampa (64)do anel compensador inferior (63). Com o propósito deseguir a ordem da descrição, serão fornecidos os detalhesda construção particular do anel compensador inferior (63).

A Figura 23 mostra um desenho explodido do fundo dacesta (58) com canais. Apresenta uma série de reforçosradiais (72) e reforços em circunferência ou anulares (73),isto e, que esta peça suporta o peso da solução de lavageme ρ peso dos objetos a serem lavados já introduzidos nacesta (12) . É capaz também de suportar a vibração, bemcomo as cargas dinâmicas exercidas sobre si durante osestágios de lavagem e centrifugação, assim sendo outrafunção a de alojar a trilha ou canal (57) onde as esferas(59) estarão girando. E assim, esta peça não apenasapresenta funções de contenção, mas também contribui para oequilíbrio do plano inferior da cesta (12). Todas asinformações prévias podem ser observadas também na figura25. A Figura 26 mostra o fundo da cesta (58) a partir deuma vista superior, que apresenta o canal ou trilha (57) emsua parte inferior.

A Figura 24, por sua vez, mostra uma série de esferas(59), são manufaturadas com um material de alta densidade,com boa resistência ao impacto, com um alto ponto defluidez, anti-corrosivo e dureza, entre outraspropriedades. 0 material usualmente recomendado é aço, epode ser aço de baixo carbono com tratamento térmico porcementação ou aço inoxidável, a escolha dependeinextricavelmente. do fluido de arraste (60) que seráutilizado, embora outros materiais possam ser utilizados,tais como plástico ou polímero termo-rígido com um tipo decombinação específica de um material cerâmico. O número deesferas (59) a ser utilizado, como mencionado algumaslinhas acima na seção que trata da abordagem teórica,responde a: em primeiro lugar, o peso ou força da cara aser compensada; em segundo lugar, é preferível não seutilizar mais esferas (59) do que o necessário, porqueaumentaria os custos de manufatura; e em terceiro lugar, odiâmetro particular das esferas (59), o que estárelacionado ao raio da trilha ou canal (57). E assim, aexperimentação com estas variáveis pode-se obter, primeirode tudo, o gráfico da figura 30, no qual se pode observarno eixo vertical, a força em Newtons que é exercida por umnúmero específico de esferas (59) todas com o mesmodiâmetro específico, em uma trilha (57). Pela análisedeste gráfico pode-se delimitar o número de esferas (59)para entre quinze e trinta, de maneira a testemunhar isto,a força requerida para neutralizar uma carga dedesequilíbrio (15), em uma cesta (12) é superior a 700 N.

0 gráfico na figura 31 é obtido a partir das equações (1) e(2), e para isto, para o cálculo foi utilizada uma carga dedesequilíbrio (15) de um quilogramas, a uma velocidademáxima de 850 rpm. No eixo vertical esquerdo é obtida aescala da força resultante em Newtons. No eixo horizontalo número de esferas (59) é representado. No segundo eixovertical localizado à direita do gráfico mencionado, éobtido o momento liquido resultante no rotor ou cesta (12)quando da adição do anel compensador inferior (63) em N*m.Daqui se pode deduzir que o número de esferas (59) flutuaentre quinze e vinte e cinco esferas (59) . Esta faixa donúmero de esferas (59) garante que a cesta (12) não iráraspar a tina (13), razão pela qual a trajetória quaseeliptica ou "passo" da cesta não tem tal magnitude que façacom que estas peças entrem em contato entre si, o que deacordo com a experiência é um parâmetro aceitável em umamáquina de lavar. Desta forma, a única decisão deixada aoprojetista é que quando da consideração quanto ao número deesferas (59) a ser utilizado, o custo das esferas (59)contra a capacidade de compensação deve ser tambémconsiderado.

As figuras 27 e 28 mostram a tampa (64) do anelcompensador inferior (63), esta tampa pode ser fixada ouacoplada com o fundo da cesta (58) utilizando-se métodosmecânicos como "soldagem por rotação" ou ultrassom, vedaçãoa quente, ou utilizando-se o mesmo tipo de substânciaadesiva ou aglutinante, o que deve garantir a qualquertempo que a câmara formada pela trilha ou canal (57) e atampa (64) será hermeticamente vedada. De maneiratestemunhar isto, o fluido de arraste (60)introduzido apresenta uma viscosidade a 40°C entre 200 e300 cSt, com uma temperatura de inflamabilidade acima de300°C. A acidez do fluido de arraste (60) deve também serobservada, a saber, a acidez pode desgastar ou danificar asesferas (59), ou pode arruinar o material de manufatura dofundo (58). 0 projetista deve também ter em mente que aseleção do fluido de arraste (60) é um fator que necessitaser considerado em acordo com a legislação ambientalaplicável (padrões).

O desenho do fundo da cesta (58) é tal que provêflexibilidade para a manufatura. A saber, o fundo da cesta(58) é permutável: com ou sem trilha (57), o que confere aeste adaptabi 1 idade de acordo com o modelo da máquina delavar, o que, por razões de decisões de negócio, custos ecomercialização, entre outras, a escolha poderia ser a denão prover á máquina com um anel compensador contendoesferas (59) no fundo da cesta, como é mostrado na figura29, caso em que, a tampa (64) não é colocada e no molde deinjeção a inserção é alterada de forma que os reforçosradiais (72) são formados de maneira continua dentro doespaço da'trilha (57), assim no fundo da cesta (58) há umarigidez muito boa graças a um desenho adequado dos reforçosradiais e anulares (72) e (73). Além disto, se é desejadoincluir o anel compensador com esferas (59) e formar umcanal (57) alterando-se a inserção, e interromper osreforços radiais (72), as nervuras radiais (71) na tampa(64) conferem rigidez suficiente e suficiente resistênciamecânica para suportar a carga de lavagem estática, bemcomo os esforços resultantes da rotação de da vibração.

0 gráfico na figura 32, por sua vez, ilustra aimportante redução de vibração ou desequilíbrio quando daimplementação de um anel compensador inferior (63) na cesta12, utilizando-se um anel compensador (10) com líquido elâminas com curva evolvente, evitando o pico gerado nasvizinhanças de setecentos rpm, mostrando o espectro davelocidade angular da cesta (12), a qualquer tempo, umcomportamento mais uniforme.

É importante se apontar que as modalidades aquidescritas não devem ser interpretadas de forma restritiva,de maneira a testemunhar que são ilustrativas da melhorforma de realizar a invenção aqui apresentada, isto é,várias modificações e variações podem ser previstas por umtécnico com algum conhecimento desta técnica particular;estas modificações e variações não devem ser deixadas defora da proteção legal englobada pelas reivindicações aseguir.

Claims (17)

1. Máquina de lavar produtos têxteis apresentando umacesta rotativa equilibrada em ambos os seus planos com umprimeiro anel compensador (10) que coroa a cesta de maneiraa equilibrar o plano superior da cesta rotativa, e umsegundo anel compensador (63) estruturado na parte internada cesta, caracterizada pelo fato de compreender:a. um canal ou trilha (57) que é parte integral dofundo da cesta (58);b. um fluido de arraste (60) viscoso alojado natrilha (57);c. uma pluralidade de esferas (59) alojadas no canalou trilha (57), imersas no fluido de arraste (60) viscoso;ed. uma tampa (64) que veda hermeticamente a trilha(57), a tampa (64) compreende pelo menos uma nervura radial(71) de maneira a prover reforço estrutural no fundo dacesta (58), de maneira a prevenir que o fundo da cesta (58)se fragilize devido à presença da trilha (57) ou canal.

2. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender umorifício (70) na cobertura (24) através do qual a injeçãodo fluido de arraste (60) é realizada e um tampão que vedaeste orifício (70) de maneira a evitar o derramamento dofluido de arraste (60) uma vez este tendo sido injetado.

3. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato do fundo da cesta (58) sermanufaturado a partir de um polímero.

4. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato das esferas (59) serem feitas deaço e da quantidade de esferas (59) oscilar entre quinze etrinta.

5. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato do primeiro anel compensador (10)ser disposto na parte superior da cesta de maneira aequilibrar o plano superior da cesta mencionada· ecompreender:a. uma base (37) com uma primeira parede com umdiâmetro maior e uma segunda parede com um diâmetro menor;b. uma cobertura (24) que fecha a base (37) e com asmesmas paredes da base (37);c. um fluido de trabalho alojado na mencionada base(37) ;d. pelo menos uma lâmina curva (22) alojada na base(37) onde a lâmina parte da primeira parede da, deixandouma clareira (36) entre a lâmina e a segunda parede,possibilitando que o fluido de ' trabalho apresente umcomponente vertical; ee. pelo menos uma lâmina reta alojada na base (37) ealternada com pelo menos uma lâmina curva (22) .

6. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 5,caracterizada pelo fato do segundo anel compensador (63)compreender uma pluralidade de lâminas curvas (22), ondeesta pluralidade de lâminas curvas (22), uma série delâminas curvas (22) serem lâminas superiores e uma série delâminas curvas (22) serem lâminas inferiores, onde aslâminas inferiores e as lâminas superiores seremalternadas.

7. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 5,caracterizada pelo fato das lâminas curvas (22) seguirem aequação descrita por:L0 (x) = a (cos (θ + φ) + θ sen (θ + φ))Le Cy) = a (sen (θ + φ) + θ cos (θ + φ))

8. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 5,caracterizada pelo fato dás lâminas curvas (22) serempositivas em relação à direção da rotação.

9. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 7,caracterizada pelo fato das mencionadas lâminas curvas (22)serem negativas em relação à direção de rotação,correspondendo a uma inversão da curva L9 ou damultiplicação aritmética por -1.

10. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato das lâminas superiores e/ou daslâminas inferiores apresentarem uma clareira (36) quepossibilita que o fluxo de liquido de trabalho apresente umcomponente horizontal.

11. Máquina de lavar têxteis apresentando uma cestarotativa equilibrada em seus dois planos, caracterizadapelo fato de um primeiro anel compensador (10) ser formadoestruturalmente na parte inferior da cesta ou fundo dacesta (58) e um segundo anel compensador (63) serestruturado na parte superior da cesta de maneira aequilibrar o plano superior da mencionada cesta rotativa, osegundo anel compensador (63) compreende:a. uma base (37) com uma primeira parede e umasegunda parede;b. uma cobertura (24) que fecha a base (37) e com asmesmas paredes da base (37);c. um fluido.de trabalho alojado na base (37);d. pelo menos uma lâmina curva (22) alojada na base(37) onde a lâmina parte da primeira parede da e deixa umaclareira (36) entre esta lâmina e a segunda parede,possibilitando que o fluido de trabalho apresente umcomponente vertical; ee. pelo menos uma lâmina reta alojada na base (37) ealternada com esta pelo menos uma lâmina curva (22).

12. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 11,caracterizada pelo fato do segundo anel compensador(63) compreender uma pluralidade de lâminas curvas (22),onde esta pluralidade de lâminas curvas (22), uma série delâminas curvas (22) serem lâminas superiores e uma série delâminas curvas (22) serem lâminas inferiores, onde aslâminas inferiores e as lâminas superiores seremalternadas.

13. Máquina- de lavar de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato das lâminas curvas (22)seguirem a equação descrita por:Le (x) = a (cos (θ + φ) + θ sen (θ + φ))L0 (y) = a (sen (θ + φ) + θ cos (θ + φ))

14. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato das lâminas curvas (22) serempositivas em relação à direção de rotação ω.

15. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato das lâminas curvas (22) seremnegativas em relação à direção de rotação, correspondendo auma inversão da curve L9 ou uma multiplicação aritméticapor -1.

16. Máquina de lavar de acordo com a reivindicação-12, caracterizada pelo fato das lâminas superiores e/ou daslâminas inferiores apresentarem uma clareira (36) quepossibilita que o fluxo de de liquido de trabalho apresenteum componente horizontal.

17. Sistema de anéis compensadores em uma máquina delavar têxteis apresentando uma cesta rotativa equilibradaem ambos os seus planos, caracterizado pelo fato de umprimeiro anel compensador (10) ser estruturalmente formadona parte inferior da cesta ou fundo da cesta (58) demaneira a equilibrar o plano inferior da cesta rotativa eum segundo anel compensador (63) ser estruturalmenteformado na parte superior da cesta de maneira a equilibraro plano superior da cesta rotativa, o primeiro anelcompensador (10) compreendendo:a. um canal ou trilha (57) que é parte integral dofundo da cesta (58);b. um fluido de arraste (60) viscoso alojado natrilha (57);c· unia pluralidade de esferas (59) alojadas no canalou trilha (57), imersas no fluido de arraste (60) viscoso;ed. uma tampa (64) que veda hermeticamente a trilha(57), a tampa (64) compreende pelo menos uma nervura radial(71) de maneira a prover o fundo da cesta (58) com umreforço estrutural, de tal forma que o fundo of cesta nãofragiliza devido à presença da trilha (57) ou canal; eo segundo anel compensador (63) compreendendo:a. uma base (37) com uma primeira parede e umasegunda parede;b. uma cobertura (24) que fecha a base (37) e com asmesmas paredes da base (37);c. um fluido de trabalho alojado na base (37);d. pelo menos uma lâmina curva (22) alojada na base(37), onde a lâmina parte da primeira parede da base (37) edeixa uma clareira (36) entre a lâmina e e a segundaparede, possibilitando que o fluido de trabalho apresenteum componente vertical; ee. pelo menos uma lâmina reta alojada na e alternadacom esta pelo menos uma lâmina curva (22).