PT98591A - Chumaceira hidrodinamica tendo almofadas de chumaceiras montadas em vigas e conjuntos de chumaceiras vedados incluindo as mesmas - Google Patents

Description

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MEMÓRIA DESCRITIVA

Sumário.....do.....invento 0 presente invento descreve uma chumaceira tipo almofada e processo de fabrico da mesma- A chumaceira tipo almofada que e, de preferência, unitária;, é formada* de preferência* a partir de uma peça simples de tubagem com parede grossa ou de um casquilho cilíndrico que foi maquinado ou conformado com pequenas ranhuras e rasgos, perfurações ou cortes através da ou na parede de chumaceira, para definir um casquilho flexível ou almofada de impulso e uma estrutura de suporte capaz de suportar a almofada com movimento com seis graus de liberdade (isto é, translação ou movimento nas direcções (+x, -x, +y, +y, -y, +z e -z) e rotação em torno dos eixos X, Y e 1 de modo a optímizar a formação da cunha hidro-dinâmica-

As chumaceiras do presente invento são projectadas em três dimensões, para proporcionarem deflexão com seis graus de liberdade de modo a assegurarem a formação de cunha óptima em todas as circunstâncias- Específicamente verificou-se que uma chumaceira hidrodinâmica funciona rnais ef ectivamente quando a cunha hidrodinâmica tem diversas características- Em particular, a cunha deve prolongar-se através de toda a superfície de almofada; a cunha deve ter uma espessura apropriada em todas as circunstâncias; a cunha deve ser conformada de modo a minimizar a fuga de fluido, a cunha deve acomodar o desalínhamento de modo que o eixo principal da chumaceira fique colinear ou substancialmente paralelo ao eixo do veio; e a cunha deve ser formada à menor velocidade possível para evitar avarias na superfície de formação de cunha que geralmente ocorrem como um resultado da superfície de contacto do veio na almofada a baixa velocidade- Além disso, com chumaceiras de impulso, a carga entre as almofadas de chumaceira espaçadas deve ser igual-

Em relação à espessura da película de fluido dever-se-á compreender, que a espessura óptima varia com a carga- sob carregamento alto ou intenso, uma película de fluido relativamente es- 4 72 991 K1ÍC-018 pessa é desejável para suportar adequadamente a carga- No entanto ? películas mais espessas aumentam o atrito e a perda de potência- Assim, as chumaceiras são preferívelmente projectadas de modo a proporcionarem, a espessura mínima necessária para suportar o veio à carga máxima- A estrutura de suporte é, de preferência, unitária e compreende abas de suporte, vigas e ou membranas ligadas a um alojamento, o qual é algumas vezes definido pela porção radialmente mais exterior da chumaceira no caso de uma chumaceira de casquilho, ou no caso das chumaceiras de impulso, um alojamento dentro do qual está montada a chumaceira-

Verificou-se que em muitas aplicações específicas tais como em aplicações de alta velocidade, é necessário examinar e avaliar a flexibilidade dinâmica de todo o sistema consistindo do veio ou rotor, película de lubrificação hidrodinâmica e a chumaceira» E, análise computorizada deste sistema utilizando um modelo de elementos finitos, foi determinado que é necessário tratar toda a chumaceira como um componente completamente flexível que muda de forma sob cargas de funcionamento- Adicionando mais ou menos flexibilidade através da maquinagern da estrutura básica podem ser conseguidas caracteristicas de chumaceira, que proporcionem o funcionamento estável com baixo atrito através duma gama ampla de funcionamento- Verificou-se que um certo número de variáveis afectam substancialmente as caracteristicas de actuaçâo da chumaceira- Entre as variáveis mais importantes estão as característi-eas de forma, tamanho, localização e de material (por exemplo, o módulo de elasticidade, etc-) dos componentes de almofada e suporte definidos pelas perfurações, rasgos ou cortes e ranhuras formadas na chumaceira- Veríficou-se que a forma dos componentes de suporte era particularmente importante- Também proporcionando--se um retorno de fluido para os componentes flexíveis, pode ser conseguido um alto grau de amortecimento que além disso se adiciona à estabilidade do sistema- Em algumas circunstâncias, este amortecimento foi substituído por amortecimento de película de aperto secundário que está presente quando a película de óleo está presente entre a caixa da chumaceira e o alojamento-

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Verificou-se que, em alguns casos, as chumaceiras que são projectadas com base em condições de operação simuladas não funcionam de modo óptimo, sob condições de funcionamento efectívas. Em consequência, existe uma necessidade de uma chumaceira que possa ser ajustada em resposta às condições de funcionamento de-tectadas. 0 presente invento refere-se adicionalmente a chumaceiras hidrodinâmicas, nas quais a estrutura de suporte inclui um ou mais elementos piezo-eléctricos nos interstícios dentro da estrutura de suporte de chumaceira e entre a estrutura de suporte e a almofada de chumaceira. A previsão de elementos piezo-eléctricos desta maneira torna possível controlar activamente ou ajustar a forma da almofada e a sua orientação e afectar as característícas de deflexão da estrutura de suporte. Isto pode ser feito fornecendo um valor de corrente preciso aos elementos piezo-eléctricos localizados apropríadamente, para alterar a forma da cunha ou a superfície de almofada para minimizar o atrito, maximizar a capacidade suporte de carga, alterar a rigidez ou amortecimento da estrutura de suporte para eliminar a ressonância e rodopiar do veio, isto é, optimizar a actuaçâo da chumaceira por regulação fina da almofada e estrutura de suporte em resposta às condições de funcionamento efectivas»

De acordo com um outro aspecto do presente invento, a coi— rente fornecida a cada elemento piezo-eléctricos pode ser controlada por uma unidade de processamento central (CPU) em resposta às condições detectadas para optimizar a formação da cunha. Mais especificamente a CPU pode receber sinais de sensores capazes de detectarem as característícas físicas tais como temperatura contacto veio almofada, ruído, atrito em termos de consumo de potência (isto é, afastamento amplificado). A cunha pode ser dirigida para suportar carga máxima ou para proporcionar perda de potência mínima, etc., que são indicativas da qualidade da cunha. A CPU processa estes sinais e controla o fornecimento de corrente para cada um dos dois elementos piezo-eléctricos, de modo a melhorar a qualidade da cunha ou manter a qualidade da cunha se se verifica estar numa gama satisfatória. 6 â. Λ 72 991 KMC-018

Alternativamente, a CPU pode proporcionar corrente aos elementos piezo-eléctricos em resposta a instruções de entrada manual para deformações ou deflexões especificas. Por exemplo, um operador pode fazer entrar um comando para "aumentar a rigidez" ou "elevar o bordo traseiro" e a CPU fornecerá corrente aos elementos piezo-eléctricos apropriados para conseguir o resultado desejado. A qualidade da cunha pode também ser variada mecanicamente por um parafuso de macaco ou fluido hidráulico para alteração física das características de deflexão da estrutura de suporte da chumaceira. Ambos estes sistemas podiam ser controlados electrí-camente em resposta a condições detectadas ou sinais de entrada manuais. No entanto, crê-se que os elementos piezo-eléctricos são a maneira mais efectiva de alterar as características da chumaceira em resposta a condições detectadas ou de modo contrário.

Veríficou-se que, em relação às chumaceira de almofada de deflexão lubrificadas por gás ou por ar, existem circunstâncias em que as cargas ou velocidades excedem a capacidade de uma película de gás. Nestes casos, é necessário introduzir um lubri-ficante tipo líquido na cunha convergente sem fornecer um reservatório de liquido ou banho. 0 presente invento proporciona uma chumaceira que resolve este problema proporcionando lubrificante líquido quando necessário.

As aplicações especificas das chumaceiras do presente invento incluem motores eléctricos, ventoinhas, turbo-alimentadores, motores de combustão interna, motores fora de borda e compresso-res/expansores. Testes de velocidade excederam 5000 s-JL. Note-se que os cortes, ranhuras e aberturas além de permitirem à almofada de chumaceira mover-se para formar uma cunha convergente para a lubrificação electrodinâmica, permitem à própria almofada deflec-tir e mudar de forma, por exemplo, achatamento. Isto melhora a actuação de funcionamento por entre outras coisas rnudando a excentricidade da chumaceira.

As chumaceiras podem ser feitas de metal, metais em pó 72 991 ΚΜΟ018 «gV '

*’ tím, plástico, cerâmica ou compósitos» Quando fabricadas em pequenas quantidades as chumaceiras são maquinadas tipicamente por facejamento, torneamento e fresagem de peças em bruto, para formar as ranhuras ou aberturas maiores; as ranhuras mais pequenas são formadas por processos de corte por .jacto de água, descarga eléctrica ou maquinagem laser e permitem flexibilidade de projecto total para afinar as chumaceiras para proporcionar as características desejadas- ΰ torneamento muda essencialmente a rigidez que por sua vez elimina a vibração- 0 fabrico de maiores quantidades de um único tipo de chumaceira é, de preferência, conseguido através de moldaçâo por injecção, extrusão, moldação por matriz de metal em pó, vazamento de fundição ou qualquer técnica de fabrico similar- De acordo com um aspecto do presente invento quantidades intermédias de chumaceiras são fabricadas de acordo com um novo processo, combinando a maquinagem e técnicas de vazamento de substituição- 0 presente invento contempla também chumaceiras facilmente moldáveis que não incluem aberturas ocultas, de modo que podem ser moldadas num molde simples de duas peças,. Em geral, as chumaceiras do presente invento podem ser fabricadas a uma fracção do custo das chumaceiras da concorrência»

Apesar das chumaceiras de tipo almofada interiores, que tinham uma estrutura de suporte, que era essencialmente orientada na direcção da carga, o presente invento proporciona uma orientação que permite deflexões comparáveis dentro de um invólucro mais pequeno, isto é, a diferença entre a superfície de casquilho radialmente interior e a superfície de casquilho radialmente exterior nas chumaceiras de casquilho), especialmente em chumaceiras de casquilho; permite o movimento da almofada de chumaceira em qualquer direcção (isto é, seis graus de liberdade para formar uma forma de cunha convergente; permite à própria almofada mudar de forma (por exemplo, plana) para actuação melhorada; permite o desenvolvimento de um sistema de amortecimento de membrana para estabilidade melhorada; e permite às chumaceiras compensarem desalinhamento da parte suportada ou veio e igualar a carga entre as almofadas de chumaceira numa chumaceira de impulso- Todas estas caracteristicas contribuem 72 991 KMC-018 8

para a formação de uma cunha hidrodinâmica óptima»

Apesar de existirem numerosas disposições de perfurações, ranhuras, cortes, ou rasgo existem princípalmente dois modos de deflexões, nomeadamente um ou rnais ligamentos ou membranas que deflectem na direcção geral da carga num modo deflexão e em segundo lugar por deflexão torcíonal duma viga ou membrana numa direcção prolongando-se em afastamento da almofada ao longo do eixo longitudinal do veio, em chumaceiras de casquilho» 0 grau de deflexão num modo de flexão é, em parte, uma função da rigidez da estrutura de suporte na direcção radial» A própria almofada pode ser feita de modo a deflectir sob uma carga, para formar uma forma diferente, proporcionando-se cortes internos por debaixo da almofada ou cortando por debaixo dos bordos da almofada. Em qualquer caso, os cortes são feitos especificamente para resultarem numa forma determinada sob carga» Envolvendo ou suportando certos ligamentos ou membranas com fluido de lubrificação, pode ser adicionado um elemento de amortecimento ao projecto. São usados cortes similares para chumaceiras de casquilho e chumaceiras de impulso. 0 determinante principal são as deflexões desejadas para actuação óptima» No entanto, uma vez que as chumaceiras de casquilho e impulso executam funções significativamente diferentes existem diferenças inerentes na actuação desejada, requerendo diferentes deflexões desejadas. Consequentemente apesar da similaridade conceptual geral entre as chumaceiras de casquilho e as chumaceiras de impulso no presente invento existem também diferenças conceptuais significativas e não similaridades estruturais plenamente evidentes» A chumaceira do presente invento inclui uma almofada que pode mudar de forma e mover-se em qualquer direcção (isto é, é suportada para movimento com seis graus de liberdade). A chumaceira pode também ter um sistema de amortecimento incorporado e é de preferência, de construção unitária ou de peça única para fabrico económico de grande volume. As chumaceiras de casquilho do presente invento também se ajustam num invólucro relativamente pequeno (isto é, o espaçamento entre o diâmetro exterior de aloja-

φ 72 991 KHC-018 -9” mento e o diâmetro interior da almofada)»

De acordo com o presente invento, a necessidade de tolerâncias apertadas entre a almofada de chumaceira e a porção de veio a ser suportado pode ser obviada, dimensionando a chumaceira de modo a eliminar o espaçamento entre a almofada de chumaceira e a porção de veio a ser suportado, enquanto que ao mesmo tempo se dimensiona a estrutura de suporte, de modo que a rigidez radial (no caso de uma chumaceira de casquilho) ou axial (no caso de uma chumaceira de impulso) da chumaceira é inferior à rigidez correspondente da película de fluido do fluido de suporte- Quer toda a almofada quer apenas uma sua porção pode ser previamente pressionada para contacto com o veio- Por exemplo, com chumaceiras extremamente flexíveis pode ser desejável proporcionar um binário prévio a toda a almofada de chumaceira para contacto com o veio. Por outro lado, em alguns casos, é vantajoso proporcionar um binário prévio, apenas no bordo traseiro da almofada de chumaceira para contactar com o veio de modo a definir uma cunha hidrodinâmica- Assim, as chumaceiras do presente invento podem ser projectadas para terem um ajustamento de interferência quando instaladas no veio» Numa concretização quando a chumaceira é forçada para o veio, a estrutura de suporte de almofada deflecte ligeiramente para formar uma forma de cunha convergente, enquanto que na posição instalada estática com contacto entre a almofada de chumaceira e o veio no bordo traseiro- Num tal caso em que a chumaceira é projectada para proporcionar uma cunha carregada estaticamente, um espaçamento apropriado entre a almofada e o veio será estabelecido instantaneamente no momento da rotação do veio em virtude da rigidez da película de fluido» Isto é porque a película de fluido entra na cunha e desenvolve pressão de fluido provocando a separação do veio e da almofada- Especificamente, o fluido relativamente rígido provoca que a estrutura de suporte de viga relativamente flexível deflicta até a rigidez da estrutura de suporte ser igual à rigidez da película de fluido» A formação instantânea da película de fluido protege a superfície da almofada de chumaceira de avaria que ocorre a velocidades baixas de arranque quando existe contacto directo entre o veio- 72 991 KMC-018 10-

A chumaceira de ajustamento e interferência do tipo atrás enunciado permitem uma variação muito maior nas tolerâncias de maquinarem» Por exemplo uma variação relativamente grande (por exemplo 0,076 mm) no ajustamento de interferência pode ser pro-jectada para ter um impacto insignificante na cunha» Isto é, pai— ticularmente crítico para chumaceiras lubrificadas por gás, em que as forças de chumaceira alternadas requerem maquinagem extraordinariamente precisa para funcionamento adequado. 0 presente invento relaxa os requisitos de maquinagem»

De modo similar, as chumaceiras de impulso do presente invento podem ser projectadas para proporcionarem uma cunha carregada estaticamente. Especificamente, as chumaceiras de impulso do presente invento podem ser projectadas, de modo que as almofadas de chumaceiras sejam pressionadas, de modo que o bordo circunferericial interior da almofada de chumaceira se prolongue em afastamento do veio e de modo que o bordo traseiro se prolongue para o veio» Com esta disposição, na condição carregada estática, a almofada de chumaceira inclina-se para o veio na direcção radial (quando se move exteríormente a partir do veio). Além disso, a almofada de chumaceira Inclina-se para o veio desde o bordo dianteiro até ao bordo traseiro» Deste modo, e formada uma cunha carregada estaticamente, que se aproxima da cunha óptima e o espaçamento apropriado entre as almofadas e veios é estabelecido instantaneamente no momento da rotação do veio.

Nas chumaceiras do presente invento, o movimento de almofada pode ser dirigido para o veio, para manter a localização do veio e proporcionar à almofada a estabilidade, para se ajustar ao desalinhamento do veio e a carga desigual entre as almofadas. Evidentemente, o presente invento pode ser aplicado a qualquer forma de chumaceira radial, de impulso ou combinada radial e de impulso e pode ser de natureza unidireccional, dependendo da configuração da chumaceira» Mais especificamente, se a estrutura de suporte de chumaceira é simétrica em torno da linha de centro circunferencial da almofada da chumaceira, a chumaceira será bidireccional, Isto é, capaz de suportar um veio em rotação com duas direcçoes de um modo idêntico. No entanto, se a estrutura de 72 991 KMC-018

11 suporte de chumaceira não é simétrica em torno da linha de centro eircunferencial da almofada da chumaceira, a chumaceira reflectirã de modo diferente quando suporta um veio para rotação numa primeira direcção quando comparada à rotação na direcção oposta. Para chumaceiras tanto de casquilho ou radiais como de impulso, o eixo principal é o eixo central da peça em bruto cilíndrica a partir da qual a chumaceira é formada.

De acordo com um outro aspecto importante da chumaceira do presente invento, as almofadas de chumaceira podem ser suportadas para deflexão de modo a reterem o fluido hidrodinâmico, obviando assim o problema de fuga de fluido. Em relação às chumaceiras radiais ou de casquilho, a estrutura e suporte é projectada de modo que, em carga, a almofada e chumaceira deflecte para formar uma bolsa de retenção de fluído, fâeralmente, um tal suporte é conseguido quando a porção de suporte principal está ligada à almofada de chumaceira próxima dos bordos axiais da almofada de chumaceira e o centro da almofada de chumaceira não está suportado directamente, isto é, é livre de deflectír radialmente para fora. Alternatívamente ou adícionalmente, um ou mais elementos piezo-eléctricos podem ser colocados dentro da estrutura de suporte ou entre a estrutura de suporte e a almofada, para tornarem possível deformar de modo forçado a almofada para criar ou auxiliar na criação de uma bolsa de retenção de fluido.

Em relação às chumaceiras de impulso, a almofada é suportada de modo a oscilar para o diâmetro interior da chumaceira sob cai ga de modo a evitar fuga centrífuga, fâeralmente, isto é conseguido quando a superfície de suporte de almofada na qual a estrutura de suporte principal suporta a almofada de chumaceira está localizada mais próximo do diâmetro exterior de chumaceira do que do diâmetro interior de chumaceira. Quando a estrutura de suporte primária inclui duas ou rnais vigas espaçadas radialmente, a estrutura de suporte completa deve ser projectada de modo a provocar a deflexão da almofada de chumaceira na extremidade interior. Além disso, quando a almofada de chumaceira é suportada por uma pluralidade de vigas espaçadas radialmente e a região entre as vigas não é suportada directamente, a almofada tenderá a deflec- -12- 72 991 K.MC-018 tir de modo a formar um canal de retenção de fluido côncavo» De novo podem ser colocados elementos piezo-eléctricos dentro da estrutura de suporte para permitirem a criação selectiva ou o auxilio selectivo na criação de uma cunha hidrodinâmica»

De acordo com um outro aspecto do presente invento, as chumaceiras hidrodinâmicas do presente invento podem ser seguras ao veio rotativo para movimento com o veio em relação a uma superfície de suporte estática no alojamento. A configuração geral das chumaceiras adaptadas para serem montadas ao veio rotativo é similar à da chumaceiras destinadas a serem montadas num alojamento estático, mas com uma construção radialmente invertida. Evidentemente existem diferenças em virtude da orientação inversa dos suportes. As porções de almofada em movimento que correspondem às porções de almofada são suportadas numa estrutura de suporte radialmente para dentro. A estrutura de suporte suporta as almofadas de chumaceira para deflexão radialmente para dentro e para fora para estabelecer uma cunha hidrodinâmica em relação à porção lisa do alojamento» Adicionalmente, quando a chumaceira roda com o veio, a força centrífuga actua nas almofadas de chumaceira, tendendo a forçar as almofadas de chumaceira para fora em direcção à superfície lisa do alojamento» Uma tal construção é geralmente mais adequada para aplicações de carga ligeira» 0 presente invento refere-se também a conjuntos de alojamento de chumaceira selados ou blocos que incluem uma ou mais chumaceiras hidrodinâmicas, de preferência do tipo aqui descrito ou nos pedidos anteriores dos mesmos inventores. Geralmente, os blocos de chumaceira selados incluem um alojamento selado, tendo uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa e uma selagem prolongando-se entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa para preservar a vedação a fluidos do alojamento, quando a porção 1 de alojamento rotativa se move em relação à porção de alojamento estática» A porção de alojamento rotativa é montada no veio e roda com

o veio- A montagem da porção de alojamento rotativa no veio pode ser feita de qualquer modo, tal como caneladuras, enchavetamento, colagem, soldadura* termo-retracção, ou semelhante* A porção de alojamento estática é segura ao alojamento e não rodável com o mesmo* A porção estática pode também ser segura ao alojamento de qualquer modo conhecido* tal como caneladuras, enchavetamento, colagem, soldadura, ou semelhante.

Geralmente quer a porção de alojamento quer a porção de alojamento rotativa, (usualmente a porção estática) é formada por duas ou mais peças» Isto torna a montagem da unidade de chumaceira mais fácil particularmente quando mais do que uma chumaceira é selada dentro da unidade de alojamento» A vedação pode ser de qualquer tipo de vedação conhecido, incluindo um ariel tórico, um vedante de base, um vedarite de em-panque, um vedante de lábio, um vedante de empanque de compressão, um vedante de empanque de retenção em U, um vedante de empanque de flange ou de capacete, um vedante de empanque de anel em V, um vedante de anel tórico, um vedante de empanque de anel em T, um vedante de empanque em taça e um vedante de empanque limitado. A estrutura de vedante particular depende do equilíbrio da necessidade de manter uma vedação hermética e a necessidade de obter um vedante de baixo atrito.

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De acordo com um importante aspecto do presente invento, pode ser proporcionada um vedante ferro-fluidico entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa» Especificamente, uma das duas porções de alojamento, de preferência, a porção de alojamento estática, é munida com meios magnéticos permanentes, um electromagneto, ou outros meios para gerarem um campo magneto na região da folga entre a porção de alojamento rotativa e a porção de alojamento estática» Um ferro-fluido enche o interior do alojamento e é utilizado como o fluido hidrodinâmico. Algum do ferro-fluido escoa-se para uma folga» Devido à presença do campo magnético, o ferro-fluido assume a forma de um anel tórico (ΰ-ring) para encher completamente a folga e proporcionar uma barreira hermética, permitindo a rotação 72 991 KMC-018

14- da porção de alojamento rotativa em relação à porção de alojamento estática sem fuga do ferro-fluido contido no alojamento» Pode ser facilmente apreciado que um tal vedante não desgasta como os vedantes elastoméricos ou semelhantes sólidos»

Os vedantes, o alojamento estático e o alojamento de rota-tive são formados em conjunto para formarem uma câmara tipo anel ou anelar. Uma ou mais chumaceiras hidrodinâmicas, de preferência, do tipo aqui descrito estão localizadas dentro da câmara» A câmara é enchida com fluido hidrodinâmico» A chumaceira hidrodinâmica é integral ou rnontada fixamente quer à parte de alojamento rotativo, quer à parte de alojamento estática para movimento relativo à outra parte» Uma superfície de suporte lisa é proporcionada na outra parte adjacente à superfície de almofada de chumaceira» A chumaceira é projectada de modo que, durante a rotação do veio, é formada uma cunha hidrodinâmica entre as almofadas de chumaceira e a superfície de suporte. Deste modo, o veio é suportado pelo fluido dentro da película»

Qualquer tipo de chumaceira hidrodinâmica pode ser montada dentro da câmara» Estas chumaceiras podem incluir chumaceiras radiais, chumaceiras de impulso e chumaceiras combinadas radial e de impulso, ou qualquer combinação destes três tipos de chumaceiras. Além disso, de acordo com um aspecto importante do presente invento, almofadas de impulso individuais podem ser substituídas nas chumaceiras de impulso do presente invento» As almofadas podem ser do tipo descrito na patente U»S. nQ_ 4 676 668, anterior do presente inventor» As várias chumaceiras situadas no alojamento deviam ter empanques, particularmente na direcção axial numa relação hermética, para assegurar funcionamento adequado.

De acordo com um outro aspecto do presente invento, as unidades de chumaceiras hidrodinâmicas seladas do presente invento podem ter uma construção modular, na qual um alojamento normalizado pode ser utilizado com várias chumaceiras normalizadas, para se acomodarem a diferentes requisitos- Os componentes básicos desta construção modular são os componentes de alojamento, isto é, a porção de alojamento estática, os 72 991

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15 vedantes, e o alojamento rotativo, uma distribuição de chumaceiras radiais, de impulso e combinadas radiais e de impulso e uma distribuição de grampos e/ou espaçadores, para o empanque axial do alojamento para assegurar actuaçao adequada. Esta construção modular permite a utilização de partes normalizadas, para se conseguir uma ampla variedade de resultados e proporcionar a oportunidade de economias de escala no fabrico das chumaceiras hidrodinâmicas. Assim, a construção modular oferece economias potenciais em termos de custo de fabrico.

De acordo com o presente invento, um certo número de processos de fabrico de chumaceiras do presente invento estão também contemplados. A selecção de um processo particular de fabrico depende amplamente do volume da chumaceira particular a ser fabricada e dos materiais utilizados. Em aplicações de baixo volume, ou quando é desejado reproduzir protótipos para teste e/ou produção de moldes ou semelhante, as chumaceiras são preferivelmente fabricadas a partir de peças em bruto cilíndricas metálicas tais como tubagem de paredes grossas ou outros casquilhos, os quais são maquinados, para proporcionarem furos ou ranhuras radiais ou frontais e formadas com cortes ou rasgos radiais através quer de técnicas de fabrico de descarga eléctrica controladas numericamente, técnicas de corte laser controladas numericamente, ou corte por jacto de água controlado numericamente, para volumes intermédios, as chumaceiras do presente invento são, de preferência, fabricadas utilizando um processo de vazamento de substituição de acordo com o presente invento. Em aplicações de grande volume, as chumaceiras do presente invento podem ser fabricadas utilizando uma ampla variedade de materiais tal como plástico, cerâmica, metais em pó e não pulverizados, e. compósitos. Em aplicações de grande volume um certo número de processos de fabrico incluindo a moldaçâo por injecçâo, vazamento, metal pulverizado, moldaçâo em matriz, e extrusâo podem ser empregues economicamente. As chumaceiras do presente invento podem ser formadas com uma forma que é facilmente moldável.

Em resumo, o presente invento refere-se a chumaceiras hidro

KMC-018 --16- dinâmicas radiais, de impulso ou compostas de radial e de impulso, as quais actuam significativamente melhor do que as chumaceiras conhecidas e podem ser fabricadas a uma fracção do custo das chumaceiras da concorrência» Adicionalmente, o presente invento refere-se a um conjunto de chumaceira selado que permite utilização fácil dessas chumaceiras nas aplicações até aqui reservadas a chumaceiras de elemento de rolamento.

Breve.....descrição.....dos.....desenhos

Os detalhes do invento serão descritos em ligação com os desenhos anexos, nos quais; a figura IA é um corte transversal esquemático representando uma chumaceira radial dentro de um conjunto de alojamento selado modular; a figura 1B é uma representação em corte transversal esquemática do conjunto de alojamento da figura la tendo um conjunto de chumaceira de impulso dentro do mesmo; a figura 10 é uma representação em corte transversal esquemática do conjunto de alojamento da figura IA, tendo chumaceiras de impulso de chumaceiras radiais dentro do mesmo; a figura 1D é uma representação em corte transversal esquemático do conjunto de alojamento da figura IA, tendo um par de chumaceiras combinadas radial e de impulso dentro do mesmo; a figura 2 é uma vista em corte de uma chumaceira de casquilho representando um seu sector concretizando uma forma do invento; a figura 2A é uma vista esquemática de uma única almofada feita de acordo com o exemplo representado na figura 2; a figura 3 é uma vista de bordo da almofada da figura 2, representando a orientação da almofada com a estrutura de suporte

no estado carregado; a figura 4 é uma vista em corte de um sector de um segundo exemplo de uma chumaceira de casquilho, feita de acordo com o presente invento; a figura 5 é uma vista parcialmente em corte de uma única almofada da figura 4; a figura 5A é uma vista em perspectiva de um corte de uma forma modificada da chumaceira da figura 4;

J a figura 5B é uma vista em perspectiva de uma forma modificada da chumaceira mostrada na figura 4; a figura 6 é uma vista de extremidade da chumaceira da figura 4; a figura 6A é um corte transversal da chumaceira da figura & num conjunto de alojamento selado; a figura 7 é uma vista em diagrama da deflexão torcíonal de uma viga, grandemente ampliada; a figura 8 é uma vista em corte de uma chumaceira de casquilho representando um exemplo de uma chumaceira, incluindo os aspectos do presente invento, que inclui duas vigas; a figura 9 é uma vista de bordo da almofada da figura 1, representando a deflexão local da superfície de almofada sem deflexão da estrutura de suporte, grandemente exagerada; a figura 10 é uma vista de bordo da almofada da figura 8 representando a orientação de almofada, com a estrutura de suporte no estado carregado; a figura 10A é uma vista de bordo da almofada da figura 8 representando a deflexão local da superfície de almofada grande-

72 991 KMC-018 mente exagerada; as figuras 11A e 11B são vistas em corte transversais de um casquilho ou peça em bruto cilíndricos antes da maquinagem; as figuras 12A e 12B são vistas em corte transversal de um casquilho ou peça em bruto maquinados; as figuras 13A e 13B são vistas em corte transversal de um casquilho ou peça em bruto adicionais maquinados; as figuras 14A e 14B são vistas em corte transversal de um casquilho ou peça em bruto maquinado e modificado; as figuras .14C e 14D são vistas em corte transversal de uma chumaceira construída a partir de um casquilho ou peça em bruto maquinado e modificado da figura 14A e 14B; a figura 15 é uma vista de topo de uma chumaceira de impulso, tendo almofadas de chumaceiras montadas em vigas; a figura ISA é um corte transversal de duas chumaceiras do tipo mostrado na figura 15 num conjunto de alojamento selado; a figura 16 é um corte transversal lateral da chumaceira de impulso da figura 15; a figura 17 é uma vista de fundo das chumaceiras de impulso da figura 15; a figura 18 é uma vista em perspectiva de uma porção da chumaceira de impulso da figura 15; a figura 19 é uma vista de topo de uma chumaceira de impulso da arte anterior; a figura 20 é um corte transversal da chumaceira de impulso da arte anterior da figura 19; 72 991 KMC-018

19 a figura 20(a) é uma representação esquemática de um segmento da chumaceira de impulso da arte anterior das figuras 19 e 20, mostrando a distribuição da pressão através da superfície de uma almofada de chumaceiras a figura 21 é uma vista de topo de uma chumaceira de impulso de acordo com o presente invento tendo um suporte com duas pernas; a figura 22 é um corte transversal lateral das chumaceiras de impulso da figura 21; a figura 23 é uma vista de fundo da chumaceira da figura 21; a figura 23A é uma vista de fundo de uma versão modificada da chumaceira da figura 21; a figura 24 é uma vista em perspectiva de um segmento da chumaceira da figura 21; a figura 25 é um corte transversal de uma outra chumaceira de acordo com o presente invento; a figura 26 é um corte transversal de uma outra chumaceira de acordo com o presente invento; a figura 26A é um corte transversal da chumaceira da figura 26 num conjunto de alojamento selado; a figura 27 é um corte transversal lateral de uma outra construção de chumaceira:, de acordo com o presente invento; a figura 28 é um corte transversal de topo de construção de chumaceira da figura 27; a figura 29 é um corte transversal lateral de uma outra construção de chumaceira de acordo com o presente invento;

•'"20·*“ a figura 29A é um corte transversal de urna outra construção de chumaceira de acordo com o presente invento? a figura 29B é um outro corte transversal da chumaceira da figura 29A; a figura 29C é um corte transversal da chumaceira da figura 29A num conjunto de alojamento selado; a figura 30 é um corte transversal de topo da construção de chumaceira da figura 29; a figura 30A é uma vista de topo da chumaceira da figura 29A; a figura 30B é uma vista de fundo da chumaceira da figura 29A; a figura 31 é uma vista lateral de uma outra construção de chumaceira de casquilho de acordo com o presente invento; a figura 31A é um corte transversal radial de uma porção da chumaceira representada na figura 31; a figura 31B é um corte transversal da chumaceira da figura 31 num conjunto de alojamento selado; a figura 32 é uma vista lateral de uma outra construção de chumaceira de casquilho,, de acordo com o presente invento; a figura 32A é um corte transversal radial da chumaceira da figura 32; a figura 32B é uma vista em perspectiva da chumaceira da figura 32; a figura 32C é um corte transversal da chumaceira da figura 32 num conjunto de alojamento vedado; lS*' 72 991 KMC-018 '21

a figura 33 é uma vista lateral de uma outra construção de chumaceira de casquilho, de acordo com o presente invento; a figura 33A é uma vista detalhada de uma porção da periferia exterior da chumaceira da figura 33; a figura 33B é um corte transversal da chumaceira da figura 33; a figura 33C é um outro corte transversal da chumaceira da figura 33; a figura 33D é um corte transversal da chumaceira da figura 33 num conjunto de alojamento selado; a figura 34 é uma vista lateral de uma outra chumaceira de casquilho de acordo com o presente invento; a figura 34A é uma vista detalhada de uma porção da periferia exterior da chumaceira da figura 34; a figura 34B é um corte transversal da chumaceira da figura 34; a figura 340 é um outro corte transversal da chumaceira da figura 34; a figura 340 é um outro corte transversal da chumaceira da figura 34; a figura 35 é uma vista lateral de uma chumaceira combinada radial e de impulso de acordo com o presente invento; a figura 35A é um corte transversal da chumaceira da figura 35; a figura 35B é um outro corte transversal da chumaceira da figura 35; 72 991 KMC-018 -22

a figura 36 é unia vista lateral de uma outra chumaceira combinada radial e de impulso* de acordo com o presente invento; a figura 37 é um corte transversal em diagrama da chumaceira da figura 36, representando as forças que actuam na almofada de chumaceira; a figura 37A é um corte transversal da chumaceira da figura 37 num conjunto de alojamento vedado; a figura 38A é uma vista de topo de uma chumaceira de impulso facilmente moldável de acordo com o presente invento; a figura 38B é uma vista de fundo da chumaceira da figura 38A; a figura 38C é um corte transversal explodido pelas linhas indicadas na figura 38A; a figura 380 é uma vista de fundo representando as modificações da chumaceira representada nas figuras 38A-C; a figura 38E é um corte transversal parcial da chumaceira da figura 38A num conjunto de alojamento selado; a figura 39A é uma vista de topo de uma outra chumaceira de impulso facilmente moldável de acordo com o presente invento; a figura 39B é uma vista de fundo da chumaceira da figura 39A; a figura 390 é um corte transversal parcial mostrando a estrutura de suporte das almofadas de chumaceira nas chumaceiras das figuras 39A e 39B; a figura 40 é uma vista lateral de uma chumaceira autolu-brifiçada de acordo com o presente invento;

72 991 KNC-018 -23- a figura 40A é um corte transversal da chumaceira da figura 40; a figura 41 é uma vista lateral de uma chumaceira combinada radial e de Impulso autolubrifIçada de acordo com o presente invento; a figura 41A é um corte transversal da chumaceira da figura 41; a figura 42 é um corte transversal de um conjunto de chumaceira selado, no qual as almofadas de chumaceiras separadas são seguras à porção de alojamento estática; a figura 42A é uma vista em corte transversal da chumaceira da figura 42. a figura 43 é uma vista lateral de uma chumaceira combinada radial e de impulso de acordo com o presente invento; a figura 43A é um corte transversal da chumaceira da figura 43; a figura 44 é um corte transversal da chumaceira adaptada para ser montada ao veio para rotação com o veio em relação ao alojamento; e a figura 45 é um corte transversal de uma outra chumaceira que está adaptada para ser montada no veio.

Pescricâo.....detalhada.

Ao descrever as chumaceiras do presente invento de um modo compreensível, é útil descrever as estruturas de chumaceiras como sendo formadas a partir de uma peça em bruto cilíndrica proporcionando-lhe ranhuras, rasgos, perfurações e outras aberturas. Como salientado adiante, isto é algumas vezes uma técnica útil para o fabrico de uma chumaceira protótipo. No entanto, a referência à 24“ 24“ *«· 72 991 KMC-018 peça em bruto cilíndrica é principalmente destinada a auxiliar compreensão do presente invento» Dever-se-á salientar, que apesar de muitas chumaceiras do presente invento poderem ser fabricadas a partir de uma peça em bruto cilíndrica, mas não é necessário que qualquer das mesmas sejam assim fabricadas» Na verdade, as chumaceiras podem ser fabricadas de numerosos modos, alguns dos quais estão explicados adiante»

Referindo primeiro a figura 2, a estrutura nela representada é um sector de um conjunto de chumaceira de casquilho, tendo ranhuras e rasgos formados na mesma, de modo a definir um alojamento 10 e uma pluralidade de almofadas de chumaceira dispostas circunferencialmente 12, cada uma das quais é suportada por urna estrutura de suporte que inclui o alojamento, uma viga 14 e uma secção de aba 126» A chumaceira definida pela linha circunferencial central de almofada 13a (na figura 3). Consequentemente, a chumaceira representada é uma chumaceira radial unidireccional, isto é, é adaptada para suportar radialmente um veio para rotação apenas numa direcção. Na concretização representada, a chumaceira suporta o veio 5 apenas para rotação na direcção contrária aos ponteiros do relógio, representada pela seta» Por outro lado, se a chumaceira fosse simétrica em torno da linha de centro da almofada, a mesma seria capaz de suportar o veio 5 quer para rotação no sentido dos ponteiros do relógio ou contrária ao sentido dos ponteiros do relógio, isto é, a chumaceira seria bidireccional»

Cada almofada de chumaceira 12 inclui um bordo dianteiro 15 e um bordo traseiro 17» 0 bordo dianteiro é definido como o bordo que primeiro se aproxima de um ponto na circuriferência do veio, quando o mesmo continua a rodar. De modo similar, o bordo traseiro é definido com o bordo que se aproxima por último circunferen-cialmente ao mesmo ponto no veio quando o mesmo continua a rodar» Quando o veio 5 está a rodar na direcção adequada, o mesmo move--se, numa película de fluido desde o bordo dianteiro através da almofada de chumaceira e até ao bordo traseiro. A actuação óptima é obtida, quando a secção de aba 16 suporta a almofada 12 e portanto qualquer carga num ponto 16a (figura 3) entre a linha de 72 991 KMC-018

25 centro circunferencial 13a da almofada 12 e o bordo traseiro 17* de preferência, mais perto da linha de centro 13a. A viga 14 deve também rodar em torno de um ponto .14a, que está localizado angu-larmente entre o bordo dianteiro e o bordo traseiro, de modo que, como um resultado da deflexão da viga 14, o bordo traseiro 17 de-flecte para dentro. Evidentemente, o grau de deflexão depende entre outras coisas, da forma da viga e do comprimento dos cortes ou rasgos formados na chumaceira.

Apesar de ser feita referência específica, quer a chumaceira de casquilho quer a chumaceira de impulso para facilitar a compreensão deste invento alguns dos mesmos princípios de projec-to de chumaceira, aplicam-se, indiferentemente, das formas específicas da chumaceira a serem projectadas. Por exemplo, ambos os tipos de chumaceiras funcionam com base no princípio da formação de uma cunha hidrodinâmica. Adicionalmente, o eixo principal tanto das chumaceiras de casquilho como das chumaceiras de impulso é o eixo central da peça em bruto cilíndrica, a partir da qual a chumaceira é formada. A linha de centro de almofada circunferencial é a linha que se prolonga radialmente passando através do centro geométrico da almofada e do eixo principal da chumaceira. Em consequência, se quer uma chumaceira de impulso quer uma chumaceira de casquilho é simétrica em torno deste eixo de linha central, isto é, principal, a chumaceira será bidireccional.

Existem diferenças significativas entre as chumaceiras de impulso e as chumaceiras de casquilho ou radiais. A diferença maior é, evidentemente, a porção de veio suportada e, consequentemente, a orientação e/ou atitude dos suportes de almofada de chumaceira. Por exemplo, enquanto as chumaceiras de casquilho suportam porções circunferenciais dos veios, as chumaceiras de impulso suportam porções de ressalto ou de extremidade axial dos veios. Outras diferenças seguem-se desta diferença fundamental, por exemplo, numa chumaceira radial ou de casquilho as almofadas na direcção da carga absorvem ou suportam a carga. Enquanto que, na chumaceira de impulso todas as almofadas compartilham normalmente a carga. Além disso, uma 72 991 KMC-018

26 chumaceira de casquilho, geralmente, tem uma cunha incorporada devido às diferenças nos diâmetros do veio e da chumaceira; contrariamente, não existe tal cunha incorporada nas chumaceiras de impulso» Adicionalmente, enquanto que uma chumaceira de casquilho ou radial controla a estabilidade rotacional bem como a earga, uma chumaceira de impulso suporta apenas tipicamente a carga» Deve ser também compreendido que o projecto das chumaceira de casquilho, em particular, as chumaceiras de casquilho hidrodinâmicas é significativamente ma is complicada do que o projecto das chumaceiras de impulso. Para acomodar estas diferenças, a configuração das chumaceiras de impulso é, natural-rnerite, algo diferente das chumaceiras de casquilho» No entanto, como é evidente desta descrição, muitos dos princípios aqui explicados são aplicáveis à chumaceiras quer de impulso quer de casquilho.

As figuras 1A-1D representam esquematicamente a construção de unidade de chumaceira selada do presente invento. Como representado nestas figuras, o conjunto de alojamento selado 1 inclui uma porção de alojamento estática 2 segura ao alojamento, uma porção de alojamento rotativa 3 segura ao veio 5 por caneladuras, roscas, chavetas, soldaduras, colagem, retracção por calor ou semelhante, proporcionando os vedantes 7 uma vedação entre a porção de alojamento rotativa 3 e a porção de alojamento estática 2, um fluido hidrodinâmico 4 localizado dentro do alojamento selado 1 e uma ou mais chumaceiras hidrodinâmicas, proporcionando suporte radial e/ou de impulso entre a porção 1 de alojamento rotativa 3 e a porção de alojamento estática 2.

Em geral, pelo menos, uma das duas porções de alojamento 2, 3 é separável. Usualmente, a porção de alojamento estática 2 será dividida axialmente ou terá uma tampa de extremidade removível como mostrado nas figuras 1A-D. Esta possibilidade de separação do alojamento torna o mesmo fácil para montar os componentes de chumaceira dentro do alojamento selado» Como pode ser apreciado dos desenhos, em alguns casos seria impossível montar a chumaceira dentro do alojamento sem as porções de alojamento separáveis. Por outro, é algumas vezes possível utilizar um -27- KMC-018 alojamento de interbloqueio de duas partes como mostrado nas figuras 6A, 26A, 29C, 31B, 32C, 330 e 37 A.

As figuras 1A-1D representam várias combinações das chumaceiras hidrodinâmicas, dentro de uma construção de alojamento de chumaceira normalizada» As chumaceiras estão representadas esquematicamente e indicadas por TB para indicar chumaceiras de impulso, RB para indicar chumaceiras radiais e TR para indicar chumaceiras combinadas radial e de impulso» Como representado nestes desenhos, muitas combinações possíveis de chumaceiras podem ser proporcionadas, para acomodarem diferentes necessidades de suporte» 0 melhor funcionamento da unidade de chumaceira, partícularmente os seus aspectos de impulso ocorre se não existe folga axial dentro do alojamento» Consequentemente, podem ser proporcionados espaçadores para absorverem qualquer folga inicial» Nestas representações esquemáticas, os conjuntos de chumaceira incluern também espaçadores S e grampos C para reterem as chumaceiras na posição em relação ao alojamento» As porções de alojamento 2 e 3, podem também ter roscas caneladuras ou semelhantes, para localizarem fixamente as partes componentes. Os espaçadores S podem também funcionar como pistas de impulso, radiais ou combinadas de impulso e radiais se têm uma superfície contra a qual a almofada pode deslocar-se.

As figuras 1A-10 mostram também que a unidade de chumaceira selada pode ter uma construção modular. Especificamente, um alojamento normalizado, tal como mostrado nas figuras 1A-1D, pode acomodar uma ampla variedade de disposições de chumaceira» Utilizando um alojamento normalizado, uma distribuição de chumaceiras hidrodinâmicas normalizadas de impulso, radiais e combinadas radiais e de impulso e grampos e espaçadores para retirarem a folga axial e reterem as chumaceiras na posição, várias caracteristicas de chumaceiras podem ser conseguidas. Os espaçadores podem ser proporcionados com uma superfície lisa contra a qual pode deslocai—se o componente de impulso.

Evidentemente, a unidade de chumaceira selada pode ser projectada para uma chumaceira especifica» Exemplos de constru- -28- KMC-018 ções de chumaceiras seladas específicas estão representadas abaixo. Num tal caso, o alojamento pode ser dimensionado como requerido, para suporte óptimo das chumaceiras que o mesmo envolve. Assim, normalmente a necessidade de espaçadores e grampos podia ser eliminada. Vários tipos de vedantes podem ser utilizados nas localizações para vedantes localizadas em 7 nos desenhos. Os vedantes podem incluir quaisquer vedantes de empanque conhecidos, vedantes de lábio, vedantes faciais, vedantes de folha e semelhantes.

De acordo com o presente invento, pode também ser utilizado um vedante ferro-fluídico. Um exemplo de uma construção de vedante ferro-fluídico está representada na figura 1E. Deve ser compreendido que em princípio podia ser usada uma construção de vedante similar, como o vedante 7, em qualquer dos conjuntos de chumaceira vedados cheios de fluido hidrodinâmico 1, aqui descritos.

Como representado na figura 1E, a construção de um conjunto de chumaceira vedado, que utiliza um vedante ferro-fluídico é, em geral, a mesma que a dos outros conjuntos de chumaceira vedados aqui descritos; a mesma incluí uma porção de alojamento estática 2 fixada ao alojamento, uma porção de alojamento rotativa 3 fixada ao veio 5 um fluido hidrodinâmico 4 localizado dentro do alojamento vedado, uma estrutura de vedação 7 em cada extremidade axial do conjunto e uma chumaceira hidrodinâmica, neste caso uma chumaceira radial RB, que proporciona o suporte entre a porção de alojamento rotativa 3 e a porção de alojamento estática 2. Deve-se notar que, na vista mostrada na figura ΙΕ, o fluido hidrodinâmico 4 enche os espaços na estrutura de suporte da chumaceira radial RB dando à chumaceira uma aparência descontinua.

Para proporcionar um vedante ferro-fluídico, o ferro-fluido deve ser introduzido na folga e deve ser estabelecido um campo magnético na região da folga entre a porção de alojamento φ 72 991 KMC-018

29- rotativa e a porção de alojamento estática para posicionar com precisão o ferro-fluido. Actualmente, prefere-se que o campo magnético seja estabelecido colocando um magneto ou electromagneto quer na porção de alojamento rotativa quer na porção de alojamento estática, na região da folga. Na concretização representada, o magneto está colocado nos bordos radialmente mais interiores da porção de alojamento estática 2, 0 pólo norte N e o pólo sul 8 do magneto estão espaçados de modo que é gerado um campo magnético para posicionar o ferro-fluido na região da folga entre as porções de alojamento rotativa e estática. De acordo com o presente invento, o fluido hidrodinâmico 4 no alojamento vedado é um ferro-fluido. Devido ao alojamento vedado ser enchido com ferro-fluido, a introdução do ferro-fluido na folga é facilmente conseguida- Como mostrado na figura 1E uma pequena quantidade do fluido hidrodinâmico ferro-fluídico 4 passa na folga e, sob a influência do campo magnético, assume a forma de um anel tórico (O-ring) para encher completamente a folga- 0 anel de ferro-fluido sob a influência do campo magnético proporciona uma barreira hermética que permite a rotação da porção de alojamento rotativa 3, em relação à porção de alojamento estática 2 sem fuga do ferro-fluido 4 contido no alojamento.

Pode ser prontamente observado que a disposição vedante atrás descrita oferece vantagens sobre os vedarites de contacto sólido, tais como os vedantes elastoméricos. Uma vantagem significativa é, evidentemente, a falta de desgaste- Também, uma vez que o suporte para as partículas magnéticas revestidas de muitos ferro-fluidos é um lubrificante sintético, o ferro-fluido funciona bastante bem como um fluido hidrodinâmico- Assim, pode--se observar que existem muitas aplicações possíveis para conjuntos de chumaceira vedados que empregam construções vedantes ferro-fluídíeas. A este respeito, deveria também observar-se que os vedantes ferro-fluidicos podem ser utilizados como os vedantes 7 em qualquer dos conjuntos de chumaceira vedados 1 aqui descritos-

72 991 KMC-018 -30

Reconhecer-se-á que a forma especifica do alojamento representado nas figuras 1A-1D não é necessária. Por exemplo, quando o alojamento se destina a suportar apenas uma chumaceira radial, é provável ter um corte transversal rectangular radialmente alongado. Qeralmente, um alojamento axial tal como o mostrado nas figuras 1A-1D podia ser usado, quando o alojamento de chumaceira deve envolver uma pluralidade de chumaceiras ou um conjunto de chumaceiras- Quando as chumaceiras individuais são envolvidas, o alojamento deve ser mais curto na direcção axial- Como notado atrás, os segmentos de alojamento podem ser subdivididos em porções, se necessário, para permitir a montagem de uma configuração de chumaceira desejada. A porção de alojamento rotativa podia simplesmente ser uma manga cilíndrica e a porção de alojamento estática podia ser um componente cilíndrico, com uma ou mais paredes de extremidade como mostrado nas figuras 1A-1D. 0 alojamento estático 2 tem uma parede de extremidade removível para permitir a montagem- Uma outra construção de alojamento, é uma tendo uma configuração de cilindro de ínterbloqueio mostrada na figura 6A, entre outras.

Alternativamente, a porção de alojamento estática podia ser uma manga cilíndrica e a porção de alojamento rotativa podia ser uma manga interior com flanges projectando-se para fora ou paredes de extremidade vedadas na periférica interior da manga cilíndrica- Além do mais, apesar de não mostrado, quer a porção de alojamento estática quer a porção de alojamento rotativa, podiam ter uma flange, projectando-se centralmente; isto é particularmente útil para proporcionar uma superfície de pista de impulso. Evidentemente a superfície de pista de impulso pode ser proporcionada por espaçadores apertados ou calçados, para engate com quer a superfície rotativa, quer a porção de alojamento estática ou aparafusados numa das superfícies-

Assim, pode ser visto que existem muitas maneiras para proporcionar um alojamento vedado, rodeando um espaço geralmente cilíndrico e tendo duas porções que são rotativas em relação uma á outra, de uma forma que permite a montagem de uma ou mais 72 991 KMC-018

31“ chumaceiras hidrodinâmicas dentro do espaço cilíndrico» A escolha de qualquer configuração específica de alojamento depende da natureza do conjunto de chumaceira selado dentro do alojamento e do ambiente, no qual a chumaceira é para ser utilizada» A escolha de um fluído hidrodinâmico depende da aplicação particular. No entanto, geralmente óleo de motor/veio ou fluido de transmissão podem ser fluidos apropriados» A selecçâo das chumaceiras específicas depende também da aplicação particular» Naturalmente as chumaceiras hidrodinâmicas conhecidas podem ser utilizadas» No entanto, o presente invento proporciona chumaceiras que oferecem resultados melhorados.

Referindo agora as figuras 2, 2A e 3, ver-se-á que a almofada 12 está munida com uma face arqueada 13, que corresponde essencialmente ao raio ou arco do diâmetro exterior do veio que a almofada suportará (por intermédio da película de fluido), e cada almofada é definida por bordos prolorigando-se axialmente e por bordos prolongando-se radialmente» Os bordos prolongando-se axialmente compreendem os bordos dianteiro e traseiro» A viga é mostrada tanto na posição estática (linhas cheias) como numa posição deflectida (linhas a traço ponto) na figura 3. A construção básica da estrutura de suporte, como representada na figura 1, é criada pela utilização de pequenos rasgos ou cortes através da parede» Tipicamente estes rasgos ou cortes radiais estão entre 0,0508 e 3,175 mm de largura» 0 grau de deflexão pode ser variado variando, entre outras coisas, o comprimento dos cortes. Cortes ma is longos proporcionam um braço de momento mais longo, que produz maior deflexão. Os cortes mais curtos produzem vigas tendo menor flexibilidade e maior capacidade de suporte de carga. Seleccionando um comprimento de corte ou rasgo, deve ser tomado cuidado para evitar a ressonância» Também um elemento piezo-eléctrico 100 ou quaisquer outros meios para alterarem à força as características de deflexão da chumaceira podem ser localizados na almofada e na estrutura de suporte (como mostrado), como dentro da estrutura de suporte» Se um elemento piezo-eléctrico é proporcionado, os fios, as fitas metálicas ou -32- KMC-018 quaisquer outros meios para fornecerem corrente ao elemento piezo-eléctrico devem ser proporcionados»

Localizando a extremidade da viga 14 como mostrado, a deflexão para baixo em torno do ponto de ligação 16a resultará em movimento para dentro do bordo traseiro da almofada 12, em movimento para fora do bordo dianteiro 15 e num ligeiro achatamento da almofada 12, como se vê nas linhas a traço ponto da figura 9» Como resultado desta deflexão, a folga entre a face de almofada 13 e a superfície exterior do veio 5, através da qual o fluido se escoa, torna-se conformada em cunha, para produzir o bem conhecido efeito de suporte hidrodinâmico- fâeralmente, a relação do espaçamento entre o bordo traseiro e o veio versus o espaçamento entre o bordo dianteiro e o veio está entre 1:2 a 1:5. Por outras palavras, o espaçamento entre o bordo dianteiro e o veio deve ser 2 a 5 vezes maior do que o espaçamento entre o bordo traseiro e o veio» Para obter este espaçamento ideal ou relação de cunha para qualquer aplicação específica, devem ser seleccionadas variáveis de deflexão apropriadas incluindo o número, o tamanho, a localização, a forma e as características de material do elemento unitário» Uma análise de elemento finito auxiliada por computador provou ser o meio mais eficiente de optimizar estas variáveis» Devia ser também notado que a "cunha ideal" depende da caracteristica de actuação desejadas. Por exemplo, a cunha ideal para maximizar a capacidade de suporte de carga não é a mesma do que a cunha ideal para minimizar o atrito associado ao consumo de potência. A análise auxiliada por computador é particularmente útil numa chumaceira, tal como a do tipo atrás que permite movimento em todas as seis direcções (seis graus de liberdade).

Apesar desta técnica ter proporcionado resultados superiores observou-se que, em alguns casos, uma chumaceira projectada para actuação óptima sob condições de funcionamento simulados não ac~ tua de modo óptimo sob as condições de funcionamento efectivas» As chumaceiras do presente invento podem ser ajustadas, em resposta a condições de funcionamento detectadas, para corrigir quaisquer deficiências de funcionamento- Mais especificamente, as

72 991 KMC-018 -33- chumaceiras do presente invento podem incluir elementos separados para alteração física da forma de cunha, de superfície de almofada e das características de deflexão da estrutura de suporte- Os elementos separados podem ser controlados por uma unidade de processamento central (CPU), que por sua vez recebe sinais indicativos da qualidade de cunha. Por exemplo, os sensores podem detectar características físicas tais como a temperatura, o contacto veio-almofada, binário ruído, consumo de potência, etc.. Os sinais dos sensores são transmitidos ã CPU e comparados com condições indicativas da formação óptima de cunha. Quando existe um desvio substancial entre as condições efectivas detectadas e as condições indicativas da qualidade óptima de cunha, a CPU transmite um sinal para os meios para ajustarem fisicamente a forma de cunha, a superfície de almofada e/ou das características de deflexão da estrutura de suporte, ajustando à força a cunha para conseguir a formação de cunha óptima. Alternativamente ou adicionalmente, a CPU pode responder a comandos directos entrada manualmente tais como "aumentar a rigidez" ou "elevar o bordo traseiro". Quando um tal comando é recebido, a CPU é submetida a uma rotina predeterminada para conseguir o resultado desejado. Vários meios podem ser utilizados para alterar fisicamente a qualidade de cunha. Por exemplo, a qualidade de cunha pode ser fisicamente alterada forçando o fluido hidráulico para câmaras de amortecimento (explicadas adiante), para alterar as características de amortecimento da estrutura de suporte de chumaceira. Alternativamente, uma vareta mecânica ou um macaco de parafuso podem ser trazidos para contacto com a estrutura de suporte, para alterar fisicamente as características de deflexão do parafuso de suporte. Quaisquer destes meios podia ser electrieamerite controlado.

Apesar de muitos meios poderem ser utilizados para ajustarem fisicamente a cunha, em resposta a condições de funcionamento detectadas, crê-se actualmente que os melhores de tais meios é proporcionar um ou mais elementos piezo-eléctricos nos interstícios dentro da estrutura de suporte de chumaceira, ou entre a 72 991 KMC-018

-34 estrutura de suporte e a almofada de chumaceira- A previsão dos elementos piezo-eléctricos* neste caso* torna possível controlar efectivamente ou ajustar a forma e a orientação da almofada* e afectar as caracteristicas de deflexão da estrutura de suporte. Mais especificamente* é conhecido que a aplicação de uma corrente eléctrica a certos cristais e materiais cerâmicos pode produzir forças de expansão mecânicas- Quando uma tensão é aplicada* o cristal ou o material cerâmico sofre oscilações de espessura- No entanto, quando uma corrente contínua é constantemente aplicada, a alteração em espessura não varia- Assim* sabe-se que certos materiais podem mudar as dimensões* quando submetidos a tensão-Notáveis entre estes materiais* são o quartzo* o sal de "Rachel" (tartarato de potássio & sódio)* titanato de bário adequadamente polarizado* dissulfato de amónia hidrogenado* açúcar ordinário e certas cerâmicas- De todos os materiais que apresentam efeitos piezo-eléctricos nenhum possui todas as propriedades desejáveis* tais como estabilidade, elevada resposta, insensibilidade a temperaturas extremas e humidade, e a capacidade de serem conformados para qualquer forma desejada. 0 sal de "Rochel" proporciona a resposta mais alta, mas requer protecção da humidade e ar não pode ser utilizado acima de 45*0- Q quartzo é sem dúvida o mais estável* ainda que a sua resposta seja baixa-Devido a sua estabilidade o quartzo é bastante utilizado habitualmente para a estabilização em osciladores electrónícos. Frequentemente o quartzo é conformado num disco fino com cada face coberta por prata para ligação de eléctrodos. A espessura da chapa é esmerilada para a dimensão que proporciona uma frequência mecanicamente ressonante* correspondendo à frequência eléctrica desejada- Este cristal pode ser então incorporado num circuito electrónico apropriado como controlos de frequência.

Em vez de existir como um único cristal* como são muitos materiais piezo-eléctricos, o titanato de bário é policristalino; assim pode ser conformado numa variedade de formas e tamanhos- 0 efeito piezo-eléctricos não está presente até o elemento ser submetido a tratamento de polarização.

Os elementos piezo-eléctricos podem ser localizados nos

72 991 KMC-018 -35- interstícios de quaisquer das chumaceiras hidrodinâmicas do presente invento» No entanto* a conveniência de colocação de um elemento piezo-eléctrico dentro da estrutura de suporte ou entre a estrutura de suporte e a almofada de chumaceira* depende naturalmente dos espaçamentos entre a estrutura de suporte e a almofada de chumaceira, ou dentro da estrutura de suporte» Uma vez que as chumaceiras descritas aqui em seguida têm uma ampla variedade de espaçamento intersticial e porque o tamanho actual do espaçamento depende do tamanho das chumaceiras* a selecçâo de uma forma de chumaceira da variedade descrita aqui em seguida* para utilização numa chumaceira piezo-electricamente controlada* depende entre outras coisas do diâmetro da chumaceira a ser utilizada»

Para uma chumaceira relativamente grande* na qual as aberturas na estrutura de suporte são proporcionalmente grandes* uma chumaceira construída de acordo com as linhas das chumaceiras representadas nas figuras 2* 8* 25, 31 e 37 seria apropriada» Por outro lado, para chumaceiras muito pequenas nas quais os interstícios ou espaços são proporcionalmente muito menores, uma chumaceira do tipo mostrado na figura 32 ou na figura 38 seria mais apropriada. Deve ser retido que, quando o tamanho do elemento piezo-eléctrico se torna próximo do tamanho dos próprios elementos de estrutura de suporte, o efeito do elemento piezo-eléctrico na construção geral de chumaceira torna-se proporcionalmente maior» Sob circunstâncias normais os elementos piezo-eléctricos destinam-se apenas a proporcionar pequenas modificações à actuação da chumaceira* uma vez que as chumaceiras mesmo sem a função do elemento piezo-eléctrico, se aproximam do óptimo- Assim* ao proporcionar—se um elemento de piezo-eléctrico preenchendo o espaço dentro da estrutura de suporte da chumaceira da figura 32 podia alterar o carácter essencial da chumaceira desde uma chumaceira hidrodinâmica para uma chumaceira controlada piezo-electricamente. Em alguns casos isto pode ser desejado»

Por exemplo, a chumaceira mostrada rias figuras 2 e 2A pode incluir elementos piezo-eléctricos* dispostos dentro da estrutura de suporte & entre a estrutura de suporte e as almofadas de chumaceira- Condutores eléctricos (não mostrados) são ligados a -36- 72 991 KMC-018 cada um dos elementos piezo-eléctricos. A alimentação de corrente aos condutores eléctricos é controlada por um dispositivo de controlo. De preferência, o dispositivo de controlo inclui uma unidade de processamento central (CPU) que controla todos os elementos piezo-eléctricos, em resposta a sinais obtidos de sensores que monitorizam o estado da cunha hidrodinâmica ou em resposta a sinais entrados manualmente.

Um exemplo de um dispositivo de controlo, que controla os elementos piezo-eléctricos 18 nas chumaceiras do presente invento, inclui uma CPU, que recebe sinais de entrada dos vários sensores que monitorizam condições indicativas da qualidade da cunha hidrodinâmica. Por exemplo, a CPU podia receber sinais de um sensor de temperatura, um sensor de ruído, um sensor de contacto veio almofada, sensor de consumo de potência, sensores de binário e/ou sensores de fadiga. Os sinais recebidos de cada um destes sensores podem então ser comparados sequencialmente a valores armazenados numa memória apenas de leitura (ROM), que são indicativos da formação de cunha adequada. A ROM podia incluir valores armazenados, para uma ou mais formações de cunha desejadas tais como "CAPACIDADE DE SUPORTE DE CARQA ΜΑΧΙΜΑ" ou "BAIXO ATRITQ/BAIXA POTÊNCIA". Quando é determinado que as condições detectadas saem fora da gama apropriada, uma análise de diagnóstico pode ser executada para determinar a medida correctiva apropriada. Como resultado desta análise de diagnósticos, pode ser feita uma determinação de qual, se algum, dos elementos piezo-eléctricos devem ser carregados e o valor para o qual os mesmos devem ser carregados. A chumaceira da figura 8 pode incluir elementos piezo-eléctricos 100 proporcionados em zonas seleccionadas para permitir ajustamento fino da cunha hidrodinâmica. De novo, existem condutores (não mostrados) ligados a cada elemento piezo-eléctrico e o controlo da corrente para os elementos piezo-eléctricos é controlado por uma unidade de processamento de dispositivo de controlo do tipo descrito acima. A chumaceira da figura 25 pode incluir elementos -37™ 72 991 KMC-018 piezo-eléctricos 100 localizados entre a estrutura de suporte e a almofada de chumaceira 132 , para permitir controlo preciso e selectivo da quantidade de deflexão descendente da almofada de chumaceira 132. Neste caso particular, os elementos piezo-eléctricos 100 são proporcionados numa localização comum para cada uma das almofadas de chumaceira de modo que os elementos piezo-eléctricos têm uma função única, isto é, o controlo da deflexão descendente das almofadas de chumaceira. Naturalmente, elementos píezo-eléctricos adicionais 100 podiam ser proporcionados em outras localizações, para outros fins, se desejado. De novo, os elementos piezo-eléctricos 100 têm condutores (não mostrado) ligados aos mesmos e o fluxo de corren te, para os condutores é controlado por uma unidade de processamento central do tipo descrito atrás. A chumaceira da figura 31 pode incluir elementos piezo-eléctricos 18 localizados em zonas seleccionadas, para permitir o ajustamento selectivo da cunha, de acordo com as condições de funcionamento detectadas. De novo outra vez, os condutores estão ligados aos elementos piezo-eléctricos 18 e o fluxo de corrente para os elementos piezo-eléctricos, através dos condutores eléctricos, é controlado por um dispositivo de controlo, que pode ser do tipo descrito atrás. Podia também notar-se que o fluxo de corrente para os elementos piezo-eléctricos pode ser controlado por um dispositivo de controlo operando manualmente. Crê-se, no entanto, que são obtidos melhores resultados através da utilização de uma unidade de processamento central. A chumaceira combinada radial e de impulso da figura 37 pode incluir material piezo-eléctrico 100 carregado num espaço entre a estrutura de suporte e a almofada de chumaceira. Os condutores eléctricos ligados ao material piezo-eléctrico 100 aplicam selectivamente corrente ao material piezo-eléctricos, para provocarem uma alteração na dimensão dos materiais píezo-eléctricos, de tal modo que as características de deflexão da chumaceira são controladas. 0 fluxo de corrente para os condutores e portanto o fluxo de corrente para o material 72 991 KMC-018

-38- piezo-eléctrico é, de preferência, controlado por uma unidade de processamento central»

De um modo similar, qualquer das chumaceiras do presente invento pode incluir um ou mais elementos piezo-eléctricos, para permitir o ajustamento das características de deflexão da chumaceira»

Referindo as figuras 4 e 5, é mostrado um segundo exemplo ilustrativo de uma chumaceira, incluindo aspectos do presente invento, na qual a chumaceira é formada com rasgos ou cortes e ranhuras para definir um alojamento de chumaceira 30, com uma almofada de chumaceira 32, que é suportada do alojamento por uma estrutura de suporte, que inclui uma viga tendo um par de porções de viga 34a, 34b, que se prolongam substancialmente numa linha única em afastamento da almofada. Além disso, a almofada pode ser cortada por baixo, de modo que a mesma seja suportada por viga apenas numa superfície de suporte de almofada 34 ps. Referindo a figura 5, ver-se-á que as vígas 34, 34a têm uma extremidade de viga de aba conveniente como é 36, 36a que actua como um suporte em cantilever para a viga.

Como é evidente da figura 4, a vista em perspectiva da figura 5 mostra apenas uma porção da almofada 32, A almofada completa está representada nas figuras 5a e 50 que mostram modificações possíveis das chumaceiras representadas na figura 4» Como é claro dos desenhos, a superfície de suporte de almofada 34ps está localizada mais perto do bordo traseiro 37 do que do bordo dianteiro 35, Com esta construção, oscilação da viga, como representado na figura 7, realizar-se-á a meio caminho da viga e criará a deflexão torcional representada. De novo, a flexibilidade principal desenvolve-se através de pequenos cortes ou rasgos, através da parede de alojamento de chumaceira. Estes cortes proporcionam à almofada de chumaceira seis graus de liberdade (isto é a almofada pode movei—se nas direcções tx* -y, +y, ~y* +z e ~z, bem como rodarem em torno dos eixos de X, Y e Z), e são projectados para optimizarem a formação de cunha hidrodinâmica. Se os cortes ou rasgos terminam antes de romperem, para formar

porções de víga 34a e 34b9 a almofada 32 seria suportada por uma membrana cilíndrica contínua 34, como mostrado na figura 5a. A membrana actua como um amortecedor de fluido sobre o qual a almofada 32 é suportada» A finalização dos cortes ocorreria no ponto A e ponto B da figura 4. A flexibilidade da membrana combinada com o lubrificante fluido, proporciona meios para variarem a acção de amortecimento, e para isolarem almofada do alojamento» 0 amortecimento toma a forma de um amortecedor que apresenta características de amortecimento elevadas» Como com a chumaceira representada nas figuras 1-3, a chumaceira representada nas figuras 4-7 não é simétrica em torno da sua linha de centro e é, em consequência, uma chumaceira unidireccional» Consequentemente, a chumaceira tem um bordo dianteiro 35 que deflecte para fora e um bordo traseiro 37 que de-flecte para dentro, para formar uma cunha» Oe novo, a relação de cunha do espaçamento entre o bordo traseiro e o veio e o espaçamento entre o bordo dianteiro e o veio, está entre 1:2 a 1:5» Além disso, a localização do centro de acção da carga que é determinado principalmente pela localização da porção de suporte de almofada 34ps da viga 34, em relação à almofada devia de novo estar entre o centro circuriferencial da face de almofada e o boi— do traseiro, de preferência, mais perto do centro círcunferencial da face de almofada»

Como mostrado na figura 5B, a almofada pode ser definida mais simplesmente do que como mostrado na figura 5, prolongando--se simplesmente os cortes ou rasgos para baixo a partir dos pontos A e B»

A figura 6A representa uma chumaceira do tipo mostrado na figura 6, numa unidade de chumaceira selada» Como mostrado aí, a chumaceira é segura a uma porção de alojamento estática 2, de uma maneira conhecida, por exemplo, por caneladuras, roscas, grampos, soldadura, adesivo ou qualquer combinação dos mesmos. As almofadas de chumaceira 32 estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa da porção de alojamento rotativa 3» A porção de alojamento rotativa 3 está segura rotativamente ao veio por caneladuras, roscas, retracçoes por calor, ou semelhante- A

72 991 KMC-018 -40- chumaceira é envolvida por fluido hidrodinâmico 4 e as vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 em relação uma à outra. Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 está segura e funciona como uma porção do alojamento do veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 funciona como uma extensão do veio 5. Assim, quando um veio 5 roda, a porção de alojamento 3 roda em relação à porção de alojamento 2 e à chumaceira ligada ao mesmo. Desta maneira, o veio é suportado pela chumaceira através da porção de alojamento rotativa.

Referindo a figura 8, é aí mostrado um terceiro exemplo representativo de uma chumaceira, incluindo aspectos do presente invento. Neste exemplo, rasgos ou correntes internos são proporcionados para criarem uma víga na estrutura de suporte de vigas. Especificamente, a chumaceira é formada com ranhuras e rasgos ou cortes para definir uma almofada 40, que é suportada a partir de um alojamento por vigas 42 e 44. A almofada está ligada ás vigas nas abas de suporte 40a e 40b. A fixação de viga ao alojamento está nas abas de suporte 46 e 48. De novo a chumaceira consiste em cortes finos ou rasgos mostrados no corte através da parede de chumaceira. 0 corte ou rasgo 60 por baixo da superfície •de almofada introduz flexibilidade adicional, de modo que em carga a almofada muda de forma para formar uma película de ar para a introdução do lubrificante. Assim, como um resultado da viga sobre dois pontos de suporte da viga, a almofada actua como uma membrana tipo mola.

Um exemplo de uma chumaceira do tipo mostrado na figura 8, utilizada numa unidade combinada radial e de impulso, é descrita abaixo em ligação com as figuras 43 e 43A. A figura 10A mostra a forma deflectida da almofada 40 em carga. Como mostrado nos desenhos (exagerados) a almofada pode ser formada e suportada de modo a deflectir para uma forma de película de ar em carga. A película de ar melhora drasticamente a actuação. Como é evidente dos desenhos, a almofada é capaz de deslocamento nas direcções x, y e z, bem como rotação em torno 72 991 KMC-018

41- dos eixos, x, y e z, isto é a almofada tem seis graus de liberdade. De novo, a estrutura permite a formação óptima da cunha hidrodinâmica.

Referindo a figura 9, é mostrado a deflexão inerente local da almofada de face 50, em que a almofada se achata em carga. Estas deflexões são combinadas com a deflexão de estrutura de suporte mostrada nas figuras 3 e 103 mas são de grandeza menor. 0 resultado líquido é a forma mostrada nas figuras 3 e 10, mas com uma curvatura de face que foi achatada minimamente.

As figuras 31 e 31a representam um outro exemplo de uma chumaceira de casquilho, de acordo com o presente invento. A construção de chumaceira representada nas figuras 31 e 31a difere das construções de chumaceira de casquilho anteriormente descritas, porque a chumaceira é bidireccional, isto é, a chumaceira é capaz de suportar um veio com rotação quer no sentido dos ponteiros do relógio, quer no sentido contrário dos ponteiros do relógio, quando visto na figura 31. A chumaceira, é bidireccional porque as almofadas estão simetricamente em torno da sua linha central, que se define, como sendo a linha prolongando-se radialmente passando através do eixo principal de chumaceira (606) e o centro geométrico da almofada. Como as chumaceiras de casquilho descritas anteriormente, a chumaceira das figuras 31 e 31a é formada com uma pluralidade de rasgos finos radiais e circunferenciais, que definem uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas circunferencialmente 632. A estrutura de suporte, para cada uma das almofadas de chumaceira 632 é algo similar à estrutura de suporte da chumaceira de casquilho, representada na figura 8. Em particular cada almofada de chumaceira 632 é suportada por uma estrutura de suporte de vigas em duas superfícies de suporte de almofada 632ps. A rede de vigas ligada às almofadas de chumaceira em cada superfície de suporte de almofada 632ps é idêntica produzindo a construção simétrica da chumaceira o que torna a chumaceira bidireccional- Para fins de simplificação desta descrição, será descrita apenas uma rede de vigas que suporta a chumaceira numa

72 991 KMC-018 ~42~ superfície de suporte de almofadas, uma vez que a outra superfície de suporte da almofada é suportada de um modo idêntico- Assim;, como mostrado na figura 31 uma primeira viga prolongando-se em geral radialmente 640 está ligada à almofada de chumaceira 632 na superfície de suporte de almofada 632ps- Uma segunda viga, em geral circunferencial, 642 está ligada à. extremidade radialmente maís exterior da viga 640- Uma terceira viga, em geral radial, 644, prolonga-se radialmente para dentro, a partir da viga 642- Uma quarta viga, em geral circunferencial, 646, prolonga-se da porção radialmente mais interior da viga 644-Uma quinta viga, em geral radial, 648, prolonga-se radialmente para fora a partir de uma viga 644, para a porção de alojamento da estrutura de suporte- Em resumo, cada almofada de chumaceira 432 e a chumaceira representada na figura 31 são suportadas por dez vigas e pelo alojamento de chumaceira- Adicionalmente, como explicado adiante, através da formação de ranhuras espaçadas cir-cunferencialmente e prolongando-se radialmente ou ranhuras prolongando-se circunferencial e continuamente na porção de alojamento da estrutura de suporte, a porção de alojamento da estrutura de suporte pode ser projectada, para actuar como uma pluralidade de vigas ou membranas- Devia também notar-se que, como a chumaceira da figura 8, o corte ou rasgo formado por baixo da superfície da almofada introduz flexibilidade adicional, de modo que em carga a almofada muda de forma para formar uma película de ar, para a introdução de lubrificante- Assim, como um resultado da viga sobre os dois pontos de suporte da viga, a almofada actua como uma membrana tipo mola- A figura 31a é um corte transversal radial da figura 31 mostrando uma terceira viga 644, a almofada de chumaceira 632 e o alojamento - A figura 31B representa uma chumaceira do tipo mostrado nas figuras 31 e 31A numa unidade de chumaceira selada- Como mostrado aqui, a periferia exterior da chumaceira é segura rotatívamente à porção de alojamento estática 2- As almofadas de chumaceira 632 estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa da porção de alojamento rotativa 3- A chumaceira é rodeada pelo fluido hi-

drodinâmico 4 e as vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3, uma em relação à outra- Como descrito atrás a porção de alojamento estática 2 está segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 e funciona como um extensão do veio 5» Assim quando o veio 5 roda, a porção de alojamento 3 roda em relação ã porção de alojamento 2 e à chumaceira ligada à mesma- Deste modo a chumaceira suporta o veio rotativo através da porção de alojamento rotativa -

As figuras 32, 32A e 32B representam uma outra construção de casquilho de acordo com o presente invento- Esta construção de chumaceira difere das construções de chumaceira anteriormente descritas, porque as almofadas de chumaceira e a estrutura de suporte são definidas por ranhuras e aberturas relativamente grandes formadas numa peça em bruto cilíndrica- Normalmente, este tipo de construção seria formado por fresagem da peça em bruto em vez de por maquínagem por descarga eléctríca, ou qualquer outra técnica similar para formar pequenas ranhuras como com as concretizações descritas anteriormente- Uma vantagem da construção de chumaceira representada na figura 32 é que nas aplicações que requerem chumaceiras extremamente pequenas é mais fácil formar com precisão os cortes e aberturas proporcionalmente maiores requeridos para formar uma chumaceira do tipo representado nas figuras 32, 32A e 32B, quando comparados com os cortes e aberturas proporcionalmente menores requeridos pela construção, por exemplo, das figuras 1 e 8. Além do mais, as ranhuras ou aberturas maiores são geralmente mais fáceis de moldar ou extrudir. As chumaceiras formadas por cortes maiores encontram também aplicação nas aplicações que requerem chumaceiras extremamente grandes com estruturas de suporte de almofada de chumaceira rígidas-

As almofadas de chumaceira mostradas na figura 32 são simétricas em torno da sua linha central de almofada 706A- Portanto, a chumaceira é bidireccional- Além do mais, como mostrado melhor na vista em perspectiva da figura 32B, a chumaceira tem uma secção transversal contínua sem aberturas ocultas- Portanto é 72 991 KMC-018 -44-

facilmente extrudível e facilmente moldável- Naturalmente,, a estrutura de suporte pode ser alterada, proporcionando descontinui-dade na secção transversal, por exemplo proporcionando ranhuras circunferenciais prolongando-se radialmente ou aberturas prolongando-se radialmente dispostas de modo não simétrico para alterar a estrutura de suporte e, por meio disso, alterar as características de actuaçâo» 0 eixo principal da chumaceira está em 706-

Gomo mostrado na figura 32, a chumaceira inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas circunferencialmente 732- Cada almofada de chumaceira 732 é suportada por uma estrutura de suporte, que inclui um par de vigas geralmente radiais 740, ligadas à almofada de chumaceira 732 numa superfície de suporte de almofada- Uma segunda viga, prolongando-se em geral circunf erencialmente, 742 suporta cada uma das vigas 740- As vigas 742 estão ligadas ao alojamento ou abas de suporte 744 de um modo tipo cantilever- Nesta chumaceira as vigas 740 podem ser vistas como uma estrutura de suporte primária, as vigas 742 podem ser vistas como uma estrutura de suporte secundária; e as vigas 744 podem ser vistas como uma estrutura de suporte terciária-

As segundas vigas 742, mostradas na figura 32, são definidas pela formação de uma pluralidade de ranhuras circunferenciais, prolongando-se axialmente 750 no alojamento da estrutura de suporte- Para manter simetria da chumaceira bidireccional, estas ranhuras estão espaçadas circunferencialmente em torno de linhas de centro de almofada 706A, de uma maneira idêntica para o espaçamento circunferencial das almofadas de chumaceira 732- Naturalmente, podem ser proporcionadas ranhuras radiais espaçadas circunferencialmente e similares em qualquer das construções de chumaceiras anteriores- Por exemplo, como notado atrás, tais ranhuras podiam ser formadas na periferia da construção de chumaceira representada nas figuras 31 e 31A, para proporcionar um suporte adicional tipo viga- A figura 32A é uma acção transversal radial de uma porção da chumaceira representada na figura 32- Nesta secção transversal, a 72 991 KMC-018

45 almofada de chumaceira 732 e a primeira viga 740 são visíveis» A figura 32B é uma vista em perspectiva da chumaceira da figura 32» Deve ser notado que apesar das porções periféricas, circunferenciais e cilíndricas da chumaceira estarem representadas de um modo algo segmentado para enfatizar a curvatura, estas superfícies curvas são de facto continuamente curvadas. A figura 32C representa uma chumaceira do tipo mostrado nas figuras 32, 32A e 32B numa unidade de chumaceira selada» Como mostrado aqui as abas de suporte 74 das chumaceiras são seguras relativamente à porção de alojamento estática 2» As almofadas de chumaceira 732 estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa, da porção de alojamento rotativa 3» A chumaceira está envolvida em fluido hidrodinâmico e por vedações 7 que vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à outra» Como descrito acima, a porção de alojamento estática 2 está segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático, e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5» Assim, quando o veio 5 roda a porção de alojamento 3 roda em relação à porção de alojamento 2 e ã chumaceira ligada ao mesmo» A figura 33 representa uma construção de chumaceira de casquilho de acordo com o presente invento. Como a chumaceira da figura 32, a chumaceira da figura 33 é formada por ranhuras e perfurações proporcionalmente grandes» Em particular, uma pluralidade de ranhuras circunferenciais, prolongando-se radialmente e igualmente espaçadas, definem uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas circunferericialmente 832» As almofadas de chumaceira 832 são definidas adicionalmente por um par de ranhuras circunferenciais prolongando-se axialmente, que se prolongam simetricamente das faces planas da peça em bruto cilíndrica e são vistas melhor nas figuras 33B e 33C, nas quais as ranhuras estão indicadas pelos números de referência 834 e 835. A estrutura de suporte de chumaceira é definida pelas caracteristicas estruturais atrás referidas e por uma pluralidade de perfurações baixas dispostas simetricamente e espaçadas ci rcunferencialmente 838 e uma pluralidade de perfurações

φ 72 991 KMC-018 ~46~ profundas dispostas simetricamente e espaçadas circunferen-cialmente 837» Devido à presença das perfurações "ocultas" 837, 838, a construção de chumaceira da figura 33 não é extrudivel e não é moldável num molde simples de duas peças, isto é, facilmente moldável»

Como mostrado melhor na figura 33A, as perfurações profundas 837 interceptam as ranhuras axiais 836, de modo a definirem estruturas de suporte para cada almofada de chumaceira. A estrutura de suporte é definida, adicionalmente, por uma ranhura circunferencial 839 que se prolonga da periferia exterior da peça em bruto cilíndrica»

Fazendo referência às figuras 33-33C, compreender-se-á que ao proporcionarem-se os componentes estruturais como explicados atrás, proporciona-se uma estrutura de suporte para a almofada de chumaceira 832, que inclui uma viga 840 que suporta directamente a almofada, isto é uma estrutura de suporte primária» Duas vigas contínuas 882, e uma estrutura de suporte terciária e uma estrutura de suporte secundária que compreendem uma pluralidade de vigas definidas em parte pelas perfurações 837 e 838 que ligam a viga 840 às vigas contínuas 882»

Devido à estrutura de suporte da chumaceira representada nas figuras 33-33C não ser simétrica em torno da linha de centro de almofada 806A que se prolonga do eixo principal 816, a mesma é unidireccional» Adícionalmente, como a chumaceira da figura 32, esta chumaceira é particularmente bem adequada para aplicações requerendo chumaceiras extremamente pequenas uma vez que as ranhuras e perfurações proporcionalmente maiores que definem esta chumaceira e a sua estrutura de suporte serem mais facilmente fabricadas» A figura 33D representa uma chumaceira do tipo mostrado nas figuras 33 e 33C numa unidade de chumaceira selada. Como mostrado na mesma, as vigas contínuas 882 da chumaceira são seguras à porção de alojamento estática 2» As almofadas de chumaceira 832 estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa da porção "47~ KMC-Q18 de alojamento rotativa 3« A chumaceira é rodeada por fluido hidrodinâmico 4 e as vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à. outra» Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 é segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 é segura ao veio e actua como uma extensão do veio 5» Assim, quando o veio 5 roda, a porção de alojamento 3 roda em relação à porção de alojamento 2 e â chumaceira ligada ao mesmo» Desta maneira o veio é suportado em rotação pela chumaceira através da porção de alojamento rotativa 3»

As figuras 34 e 34A-34D representam uma outra construção de chumaceira de casquilho de acordo com o presente invento. A construção de chumaceira da figura 34 é similar à da figura 33 no que se refere às almofadas de chumaceira e suas estruturas de suporte são definidas por ranhuras e perfurações proporcionalmente grandes como mostrado nos desenhos,. A estrutura de suporte das almofadas de chumaceira 932 é como a estrutura de suporte das almofadas de chumaceira 832» Em particular, enquanto a estrutura de suporte parte cada uma das almofadas de chumaceira 932 é idêntica, a estrutura de suporte não é simétrica em relação a cada almofada de chumaceira» Portanto, a chumaceira representada na figura 34 é unidireccional» Além disso, devido à estrutura de suporte incluir aberturas "ocultas", a chumaceira não é extrudível ou moldável num molde simples de duas peças.

Como mostrado nos desenhos, a estrutura de suporte de chumaceira inclui uma estrutura de suporte primária compreendendo um par de componentes tipo viga 940 que estão ligados às almofadas de chumaceira 932 e, em parte, definidos por aberturas dispostas simetricamente 942» Uma ranhura circunferencial baixa, formada na periferia exterior da chumaceira, define uma estrutura de suporte terciária, compreendendo um par de elementos tipo viga contínuos 982» Uma estrutura de suporte secundária, que compreende uma rede de vigas e membranas 960 para ligar as vigas 940 às vigas contínuas 982, é definida proporcionando uma pluralidade de perfurações grandes dispostas simetricamente 944, proporcionando perfurações dispostas simetricamente mais pequenas 946 e propoi 72 991 K.MC-018

48- cionando perfurações pequenas dispostas não simetricamente 948» Em virtude de se proporcionarem perfurações dispostas não simetricamente 948, a estrutura de suporte é mais flexível e assim é pressionada, na direcçâo destas perfurações.

As figuras 15-18 representam uma chumaceira de impulso hidrodinâmica unitária de acordo com o presente invento. Como se notou anteriormerite, as chumaceiras de impulso, de acordo com o presente invento, incorporam alguns dos mesmos aspectos que as chumaceiras de casquilho, de acordo com o presente invento» Por exemplo, como as chumaceiras de casquilho as chumaceiras de impulso, do presente invento, têm um eixo principal definido como o eixo central da peça em bruto a partir da qual a chumaceira é formada. Também, as almofadas de chumaceira têm uma linha de centro circunferencial, que se prolonga radialmente do eixo principal através do centro geométrico da almofada. Quando a chumaceira de impulso é simétrica em torno da sua linha de centro circunferencial a mesma é bidirecciorial; quando a chumaceira não é simétrica em torno das suas linhas de centro circunferenciais, é unidireccional. No entanto, devido à natureza da sua diferente função, as chumaceiras de impulso têm uma configuração ligeiramente diferente. Por exemplo a chumaceira de impulso mostrada na figura 15-18 inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira 132, de configuração substancialmente idêntica. A figura 18 mostra a linha de divisão circunferencial COL e a linha de divisão radial RDL da almofada de chumaceira 132. As superfícies de almofada de chumaceira das almofadas de chumaceira 132 assentam num plano que é essencialmente transversal ao eixo do veio a ser suportado e ao eixo principal da chumaceira. Evidentemente, quando as superfícies de almofada são deflectídas em carga ou se é desejado que a chumaceira seja lígeiramente inclinada de modo a contactar o veio nos estados instalado ou estático, a superfície das almofadas de chumaceira pode ser algo não plana ou algo inclinada ao eixo principal ou ao eixo do veio a ser suportado.

Uma consideração particularmente importante no projecto das chumaceiras de impulso do presente invento é o evitar da fuga de -49- 72 991 KMC-018 fluido- Este objectivo é conseguido em alto grau, projectando as estruturas de suporte de modo que em carga o bordo interior das almofadas de chumaceira deflícta para baixo (quando visto na figura 16) e o bordo exterior deflicta para cima- Todas as chumaceiras de impulso descritas aqui são projectadas deste modo- Por exemplo, na chumaceira mostrada na figura 16, a viga 134 está ligada à almofada 132 e à superfície de suporte de almofada I34ps, a qual está mais perto do bordo exterior da almofada de chumaceira do que a mesma está em relação ao bordo interior da almofada de chumaceira- Assim, a superfície de suporte de almofada 134ps está localizada radíalmente para fora da linha de divisão radial RDL. mostrada na Figura 18- Portanto, a chumaceira é projectada de modo que, em carga, o bordo interior da chumaceira deflecte para baíxo-

Como notado atrás, as características de forma e/ou deflexão da almofada podem ser alteradas de modo forçado- Por exemplo, os elementos piezo-eléctricos podem ser utilizados para alterarem de modo forçado as características de forma ou deflexão da chumaceira. No caso de uma chumaceira de impulso, os elementos piezo-eléctricos podem ser utilizados para provocarem deflexão, para baixo das almofadas de chumaceira- Se desejado, um suporte de elemento piezo-eléctrico (não mostrado) podia ser proporcionado dentro da estrutura de suporte -

Em funcionamento, a deflexão para baixo de bordo interior da almofada de chumaceira corresponde à deflexão em afastamento do veio suportado e a deflexão para cima do bordo exterior da almofada de chumaceira corresponde à deflexão para o veio, A orientação deflectiva da almofada de chumaceira inibe significativamente a perda de fluido, que ocorreria doutro modo, como um resultado das forças centrífugas que actuam no fluido- A perda de fluído hidrodinâmico pode ser, adicionalmente, reduzida suportando a almofada de chumaceira de modo que em carga, a almofada de chumaceira se deforma para formar uma bolsa de retenção de lubrificante- fâeralmerite, tal suporte é conseguido quando a almofada de chumaceira é suportada por uma pluralidade 72 991 KMC-018

"50“ de vigas espaçadas radial ou circunferencialrriente e a região entre as vigas não é directamente suportada, de modo que a região central não suportada da almofada tenderá a deformar para fora, de modo a formar um canal de retenção de fluido» A Figura 29, que é exemplificada adiante, representa um exemplo de uma chumaceira, tendo as vigas espaçadas radialmente requeridas na mesma» Uma bolsa maior é obtida quando as vigas estão espaçadas mais entre si» De um modo similar, pode ser formado um canal numa chumaceira de casquilho, proporcionando suportes de viga espaçados axial e/ou circunferencialmerite e uma região não suportada entre as vigas» Também, os elementos piezo-eléctricos ou outros meios separados podem ser utilizados para formarem ou auxiliarem na formação de bolsas de retenção de fluido»

Como melhor mostrado nas Figuras 15 e 16 cada almofada de chumaceira tem um chanfro ou bordo biselado 132b em torno de toda a sua periferia. A finalidade do chanfro é reduzir a entrada e saída de perdas de lubrificante»

Cada uma das almofadas de chumaceira 132 é suportada na proporção de suporte primária que na concretização representada compreende um componente de suporte tipo viga 134, que suporta a almofada numa superfície de suporte de almofada de chumaceira 134ps» Cada viga 134 é, por sua vez, suportada por uma porção de suporte secundária tal como uma viga suportada por viga ou membrana 136- A viga ou membrana 136 é, por sua vez, suportada por um componente de suporte terciário tal como um par de pernas tipo viga 138a, 138b»

Proporcionado orifícios ou aberturas 142 na porção de viga ou membrana 136, a membrana contínua 136 torna-se um conjunto de vigas 136» Naturalmente se não são proporcionados orifícios ou aberturas 142 na membrana 136, a membrana actua como uma membrana contínua» Alternativamente, a perna tipo viga interior 138a podia ser substituída por vigas tipo aba, ou mesmo eliminada, para definir um suporte terciário, de modo que o suporte secundário fosse suportado de modo em cantilever. Finalmente, devido aos orifícios ou aberturas serem dispostos simetricamente em relação

72 991 KMC-018 -51“ ao eixo principal, a chumaceira é simétrica em torno do eixo principal e é, consequentemente, bidireccional»

Como mostrado nas Figuras 15, 17 e 18, os orifícios ou aberturas 142 que dividem a membrana contínua em vigas separadas são redondos- A utilização de aberturas redondas facilita o fabrico do protótipo de chumaceira, porque as aberturas circulares podem facilmente ser perfuradas no material de chumaceira. Isto é ver-dade para todas as chumaceiras aqui descritas. Uma vez que tais aberturas circulares sejam proporcionadas, pode também ser vantajoso prolongar as aberturas, para além do componente de viga ou membrana 136, para a porção inferior das almofadas de chumaceira 132 de modo a definir componentes tipo viga 134. Isto é a razão, pela qual na Figura 15 a secção transversal da superfície de suporte de almofada 134ps e consequentemente as paredes laterais da viga 134 têm uma aparência arqueada.

Apesar da forma dos componentes de viga poder ser ditada por conveniência de fabrico, a forma afecta também a aetuaçâo das chumaceiras individuais. Assim, apesar da forma específica das chumaceiras aqui descritas, incluindo a chumaceira de impulso mostrada nas Figuras 15-18 ser principalmente atribuível à facilidade de fabrico de um protótipo, verificou-se produzir excelentes resultados para uma aplicação específica. Quaisquer alterações na forma podiam, evidentemente, influenciar as características de actuação da chumaceira, por exemplo, alterando as características deflexão ou torção das vígas que suportam a almofada de chumaceira. Assim, apesar de outras formas de chumaceiras, as almofadas e as membranas são certamente contempladas, quer a facilidade de fabrico quer o efeito da forma da almofada de viga ou membrana na actuação da chumaceira devem ser consideradas. A Figura ISA representa duas chumaceiras do tipo mostrado nas Figuras 15-18 numa unidade de chumaceira selada. Como mostrado na mesma, as pernas tipo viga 138 das chumaceiras são seguras à porção de alojamento estática 2. A porção de alojamento rotativa 3 inclui uma pista de impulso 3R, formada integralmente -52 72 991 KMC-018 com a mesma ou ligada rotativamente à mesma por caneladuras, roscas ou semelhante» As almofadas de chumaceiras estão adaptadas para suportarem superfícies opostas da pista de impulso rotativa 3R da porção de alojamento 3» As chumaceiras são rodeadas por fluido hidrodinâmico 4 e vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à outra» Como descrito atrás a porção de alojamento estática 2 está segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5- Assim, quando o veio 5 roda a porção, de alojamento 3 roda relativamente à porção de alojamento 2 e ás chumaceiras ligadas ao mesmo» Deste modo, as chumaceiras absorvem cargas de impulso que actuam no veio através da pista de veio» Evidentemente, é possível encerrar uma chumaceira de impulso única dentro do alojamento se o suporte de impulso numa direcção é suficiente.

Exemplos de outras formas de chumaceira de impulso são mostrados nas Figuras 21-30 e 38-39» A diferença entre estas chumaceiras e a construção de chumaceira mostrada nas Figuras 15-18 reside principalmente nas diferentes construções da porção de suporte primária, da porção de suporte secundária e da porção de suporte terciária»

Uma outra dessas formas de chumaceira está representada nas Figuras 21-24» Uma vista de topo da chumaceira está mostrada na Figura 21; uma secção transversal da chumaceira está mostrada na Figura 22; uma vista de fundo da chumaceira está. mostrada na Figura 23 e uma vista de perspectiva da chumaceira está mostrada na Figura 24» A chumaceira mostrada nas Figuras 21-24 é similar à chumaceira 15-18 com duas notáveis excepções» Primeiro a chumaceira das Figuras 21-24 inclui uma viga de suporte inclinada ou inclinada 134A em vez de uma viga de suporte vertical como na Figura 15» Segundo, a chumaceira inclui orifícios adicionais 144 os quais se prolongam através da viga de suporte 136 para formarem uma abertura cilíndrica através da viga inclinada ou inclinada 134, de modo a formar aberturas elípticas na viga de suporte. As aberturas elípticas dividem a viga num par de ligamentos comple- 72 991 KMC-018

53' tos cuja forma pode ser apreciada com referência à vista em pers-pectiva da Figura 24. Proporcionado as aberturas 144 e, consequentemente, a divisão das vigas inclinadas ou inclinadas 134A em ligamentos complexos, aumenta-se significativamente a flexibilidade da estrutura de suporte da chumaceira mostrada nas Figuras 21-24, quando comparada à das chumaceiras mostradas nas Figuras 15-18. Assim as almofadas de 132 da chumaceira das Figuras 21-24 deflectem para formarem uma cunha hidrodinâmica, em resposta a uma carga mais ligeira do que o fazem as almofadas 132 das chumaceiras mostradas nas Figuras 21-24, quando comparadas com as chumaceiras mostradas nas Figuras 15-18. Assim as almofadas .132 das chumaceiras das Figuras 21-42 deflectem para formarem uma cunha hidrodinâmica, em resposta a uma carga mais ligeira do que o fazem as almofadas 132 da chumaceira mostrada nas Figuras 15-18. Segue-se que a chumaceira mostrada nas Figuras 21-24 é mais bem adequada para suportar cargas ligeiras e a chumaceira mostrada nas Figuras 15-18 é mais bem adequada para suportar cargas maiores. Adicíonalmente, proporcionando vigas de suporte inclinadas ou rampeadas tais como a viga 134A, com ou sem aberturas para dividirem a viga em ligamentos complexos, aumenta-se a flexibilidade da almofada na direcção vertical, uma vez que uma carga aplicada vertícalmente cria um momento que tende a provocar que a viga deflicta para o diâmetro central ou interior da chumaceira e, por meio disso, evita a fuga centrífuga do fluido de lubrificação. A Figura 23A mostra uma vista de fundo de uma chumaceira do tipo mostrado nas Figuras 21-24, na qual os orifícios adicionais 146 são formados na viga de membrana ou suporte 136, para aumentar a flexibilidade da viga ou membrana 136 ainda mais. Como representado na Figura 23A, os orifícios 146 são formados de modo não simétrico, em relação a cada segmento de chumaceira. Proporcionado estes orifícios, de um tal modo não simétrico resulta, numa chumaceira em que as almofadas tendem a deflectir mais facilmente numa direcção do que na outra direcção. Por outras palavras, as almofadas de chumaceira são pressionadas numa direcção proporcionando aberturas não simétricas na estrutura de suporte. Naturalmente, tais aberturas dispostas de modo não 72 991 KMC-018

-54- simétrico podem ser proporcionadas em quaisquer das construções de chumaceira do presente invento * em que é desejado pressionar as almofadas de chumaceira numa direcção, Pode mesmo ser desejável proporcionar as aberturas ou orifícios dispostos de modo não simétrico de modo que apenas as almofadas seleccionadas das almofadas de chumaceira sejam pressionadas» A Figura 25 é uma vista em corte transversal de uma outra chumaceira de acordo com o presente invento» De acordo com esta construção, a almofada de chumaceira 132 é suportada numa aba de suporte de chumaceira 1345 que é» por sua vez, suportada numa porção de viga orientada horizontalmente 134H que é, por sua vez suportada numa porção de viga inclinada de modo inverso 1341» Em outros aspectos a construção é similar à das chumaceiras anteri-ormente descritas» Em virtude desta construção, a chumaceira tem um alto grau de flexibilidade numa direcção» mas é extremamente rígida na direcção oposta» Um elemento piezo-eléctrico 100 pode ser localizado entre a porção de viga horizontal e a almofada como mostrado»

Uma construção similar está representada na Figura 26» A diferença entre a chumaceira representada na Figura 26 e a chumaceira representada na Figura 25 é que a chumaceira representada na Figura 26 utiliza uma porção de viga vertical 134V, em vez de uma porção de viga inclinada de modo inverso 1341» As chumaceiras são similares em todos os outros aspectos» A ausência de uma viga inclinada na chumaceira da Figura 26, tende a proporcionar uma chumaceira mais rígida na direcção vertical» A Figura 26A representa uma chumaceira do tipo mostrado na Figura 26 numa unidade de chumaceira selada» Como mostrado na mesma, as pernas ou vigas circunferenciais da chumaceira são seguras numa porção de alojamento estática 2» As almofadas de chumaceira estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa da porção de alojamento rotativa 3» A chumaceira é rodeada por fluido hidrodinâmico 4 e vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à outra» Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 é segura e funciona como ΤΙ 991 KMC-018

55- uma porção do alojamento de veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5» Assim, quando o veio 5 roda, a porção de alojamento 3 roda em relação à porção de alojamento 2 e à chumaceira ligada ao mesmo» Deste modo, a chumaceira proporciona-se a suporte de impulso ao veio através da porção de alojamento rotativa 3.

As Figuras 27-28 representam uma outra concretização da construção de chumaceira do presente invento»

Como mostrado nos desenhos, esta chumaceira inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira 321-326 (mostradas a tracejado na Figura 28)» Cada uma das almofadas de chumaceira 312-326 é suportada numa superfície de suporte de almofada 342 de uma estrutura de suporte de chumaceira» A estrutura de suporte de chumaceira inclui uma porção de suporte primária composta por um par de troncos de cone anichados suportados numa porção de suporte secundária, que inclui uma membrana periférica dividida 360, que é suportada numa porção de suporte terciária que inclui um par de vigas periféricas 382» As vigas periféricas 380 e 382 são similares às das construções anteriormente descritas» A membrana 360 difere da membrana nas construções anteriormente descritas, uma vez que a membrana 360 é dividida radialmente pela ranhura formada no fundo da estrutura de suporte de chumaceira, que forma os troncos de cone anichados» 0 tronco de cone interior está invertido em relação ao tronco de cone exterior, de modo que as linhas médias centrais dos troncos de cone fundem-se num ponto 350 acima da superfície de suporte de almofada 342 e têm uma secção transversal que é similar a um V invertido» Uma vez que as linhas de centro dos troncos de cone se iriterceptam no ponto 350 acima da superfície de almofada, as estruturas de suporte primária suporta a almofada de chumaceira para rotação em torno de um ponto acima da superfície de almofada» Isto assegura uma deflexão adequada»

As vigas 346 e 344 que suportam a almofada de chumaceira podem ser inclinadas uma para a outra com o mesmo ângulo, inclinadas entre si com ângulos diferentes, uma viga inclinada e uma vi-

72 991 KMC-018 ga nâo Inclinada,, e inclinadas na mesma direcçâo- Evidentemente as variações no grau de inclinação das vigas na estrutura de suporte primária tem efeitos nas caracteristicas de deflexão da chumaceira-

Uma pluralidade de orifícios ou aberturas 420 dispostas simetricamente, em torno da estrutura de suporte de chumaceira, divide a estrutura em tronco de cone ou V invertido anichada numa pluralidade de vigas de suporte 344, 346 e dividem o vértice dos troncos de cone anichados de modo a definirem as superfícies de suporte de almofada 342- Assim, por exemplo, a almofada de chumaceira 321 é suportada numa superfície de suporte de almofada 342 por um par de vigas de suporte complexas 344 e 346 que são cónicas uma para a outra e têm configuração geométrica complexa definida pelas aberturas que se prolongam cilindricamente que passam através da secção troncónica anichada- Como melhor mostrado na Figura 27, as linhas de centro das vigas 344 e 346 interceptam-se num ponto 350 acima da superfície de almofada para assegurarem suporte de rotação adequado- As vigas individuais 344 e 346 são suportadas numa membrana periférica 360 que está dividida pela ranhura que define os troncos de cone- A membrana é suportada por vigas periféricas 380, 382- Como explicado acima as vigas periféricas 380, 382 e a membrana periférica 360 podem ser divididas circunferencialmente, para definirem suportes de chumaceira Individuais- São possíveis numerosas modificações na estrutura de suporte de chumaceira, por exemplo a deflexão da estrutura de suporte pode ser modificada mudando o angulo das vigas, mudando a localização dos orifícios ou aberturas que definem as pernas, avariando o comprimento de qualquer das vigas ou membranas, e mudando a largura ou espessura de qualquer das vigas ou membranas» Para representar um certo número destas possibilidades as Figuras 27 e 28 representam uma estrutura de suporte diferente de cada uma das almofadas de chumaceira 321-326- Compreender-se-á que estas várias estruturas de suporte estão mostradas numa única chumaceira para fins de representação do presente invento- Em utilização normal, cada uma das almofadas de chumaceira 321-326

terá uma estrutura de suporte similar ainda que não necessariamente idêntica,, para assegurar actuação uniforme* A estrutura de suporte para a almofada de chumaceira 322 difere da almofada de chumaceira 321 em virtude de se proporcionar um orifício ou abertura 422 que se prolonga através da viga 346 de modo a dividir a viga 346 numa pluralidade de vigas ou de sub-vigas 346(a) e 346(b). Se, como a abertura 422, o diâmetro e o posicionamento da abertura é tal que a viga fica completamente separada, a viga é dividida em vigas separadas* Por outro lado se a abertura separa apenas parcialmente a viga (a abertura 423) a viga é dividida em sub-vigas* Como mostrado na Figura 27 a abertura 422 forma uma abertura elíptica no lado da viga 346, de modo que quando vista na Figura 27, a viga radialmente exterior 344 é visível. Em virtude desta construção, a almofada 322 é suportada por três ligamentos ou vigas inclinados, 344, 34ó(A) e 346(B). A almofada de chumaceira 323 é suportada por quatro vigas ou ligamentos inclinados 344(a), 344(b), 346(a) e 346(b). Esta estrutura é conseguida proporcionando um orifício ou abertura 423 que se prolonga através, ou da viga 344, ou da viga 346 e divide a superfície de suporte de almofada 342 em duas secções.

Devei—se-ã notar que, em relação a todas as modificações explicadas aqui, o tamanho das aberturas devia ser seleccionado com base no grau que as vigas 344 e 346 devem ser divididas em vigas separadas- Em alguns casos, pode ser desejável separar completamente as secções de viga, caso em que seria usada uma abertura maior- Noutros casos, tais como os dos representados em relação ao suporte da almofada de chumaceira 323, é desejável subdividir a viga em qualquer ponto ao longo da parede lateral da viga* Dever-se-á também notar que, no entanto, os desenhos mostram apenas que se proporciona uma abertura na estrutura de suporte de almofada para dividir as vigas 344 e 346* Ê possível que duas ou mais aberturas similares às das aberturas 422-426 mostradas na Figura 28 podiam ser proporcionadas de modo a dividirem as vigas 344, 346 em três ou mais vigas ou sub-vigas. Como sempre, a determinação do tipo de suporte a ser empregue depende das -58 72 991 KMC-018 características de actuação desejadas» Qeralmente, dividindo as vigas em vigas separadas ou sub-vigas torna-se a estrutura de suporte mais flexível» Fazendo a estrutura de suporte mais flexível numa direcção como com a estrutura de suporte das almofadas de chumaceira 322, 324 e 326, as almofadas de chumaceira são pressionadas numa direcção predeterminada» A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 324 é similar ã da almofada de suporte 322, excepto que a abertura 424 se prolonga através da outra viga de suporte 344, em vez da viga de suporte interior 346» Assim, como a almofada de chumaceira 322, a almofada de chumaceira 324 é suportada por três pernas inclinadas» A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 325 é similar à da almofada de chumaceira 321, excepto que é proporcionada uma abertura 425, através da viga periférica externa 380 e da membrana periférica 360, numa posição não simétrica» Assim, a almofada de chumaceira 325 é pressionada numa direcção predeterminada, isto é, a direcção da flexibilidade maior provocada por se proporcionar uma abertura 425» A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 326 é similar à das almofadas de chumaceira 322 excepto que a abertura 426, que divide a viga 346 é proporcionada de um modo não simétrico, de modo a pressionar uma almofada de chumaceira 326 na direcção de maior flexibilidade, isto é, a direcção da viga mais pequena e mais flexível.

Naturalmente, qualquer combinação das estruturas de suporte representadas nas Figuras 27, 28 podia ser empregue para obter as características de actuação desejadas»

As Figuras 29-30 representam uma outra concretização da chumaceira do presente invento» Como mostrado nos desenhos, esta chumaceira inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira 521-526 (localização mostrada a tracejado na Figura 30)» Cada uma das almofadas de chumaceira 521-526 são inteiriças com a estrutura de -59 72 991 KMC-018 suporte de almofada de chumaceira e suportadas pela mesma» Qeralmente, a estrutura de suporte de almofada de chumaceira inclui, pelo menos, uma estrutura de suporte primária, que inclui uma viga de suporte interior circunferencial 546 e uma viga de suporte exterior circunferencial 544, incluindo uma porção de suporte secundária uma membrana periférica 362 e incluindo uma porção de suporte terciária, uma membrana periférica exterior 364 e uma viga de suporte interior periférica 382 e uma viga de suporte exterior periférica 380- Como melhor mostrado na Figura 29, as vigas de suporte circunferencial 544, 546 são definidas em parte por um canal circunferencial profundo, prolongando-se desde o fundo da chumaceira para a almofada de chumaceira- As vigas de suporte são definidas adicionalmente por uma pluralidade de orifícios ou aberturas 620 dispostas simetricamente em torno da estrutura de suporte de almofada de chumaceira, que separa as vigas 544, 546 das vigas adjacentes. Assim, por exemplo a almofada de chumaceira 521 é suportada num par de vigas 544 e 546 vigas que têm paredes laterais geralmente arqueadas- Como mencionado anteriormente, a estrutura de suporte de viga inclui membranas 364, 362 e vigas periféricas 380, 382. São possíveis numerosas modificações na estrutura de suporte de chumaceira- Para representar um certo número destas possibilidades, as Figuras 29 e 30 representam uma estrutura de suporte diferente, para cada uma das almofadas de chumaceira 521-526. Como com as concretizações descritas atrás das Figuras 27-28, estas várias estruturas de suporte são mostradas numa única chumaceira para fins de ilustrar o presente invento. Em utilização normal, cada uma das almofadas de chumaceira 521-526 teria uma estrutura de suporte idêntica, embora não necessariamente idêntica para assegurar actuação uniforme. A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 522 difere da almofada de chumaceira 521, em virtude de se proporcionar um orifício ou abertura 622, que se prolonga através da viga circun-ferencial interior 546, de modo a dividir a viga 546 numa pluralidade de vigas 546a e 546b» Em virtude desta construção, a almofada 522 é suportada por três vigas ou ligamentos, 60 72 991 ΚΜΟ018 prolongando-se verticalmente 544, 546a e 546b- A almofada de chumaceira 523 é suportada por quatro vigas ou ligamentos, prolongando-se verticalmente 544a, 544b, 546a e 546b-Esta estrutura é obtida proporcionando um orifício ou abertura 623 que se prolonga através de tanto a viga 544 como a viga 546-As vigas mais finas, que resultam desta modificação, terão natu-ralmente maior flexibilidade do que a estrutura de suporte das almofadas de chumaceira 522 e 521- A almofada de chumaceira 524 é suportada por cinco vigas ou ligamentos prolongando-se verticalmente e relativamente finos-Esta estrutura é obtida, proporcionando um orifício ou abertura 624, para dividir a viga interior 546 em duas vigas, e proporcionando dois orifícios 624 para dividirem a viga exterior 544 em três vigas- A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 525 é similar à da almofada de chumaceira 522, excepto que uma abertura adicional 635 divide de modo não simétrico as vigas exterior 544 em duas vigas- Em virtude da divisão não simétrica da viga exterior 544, a almofada de chumaceira é pressionada na direcção de maior flexibilidade- A estrutura de suporte da almofada de chumaceira 526 é similar à da almofada de chumaceira 522, excepto que a viga exterior 544 é dividida, em vez da viga interior 546- Adicionalmente, a abertura 626 é algo mais larga do que a abertura 622, de modo que è formada uma ranhura na periferia exterior da viga interna 546 de modo a tornar a viga interna 546 algo mais flexível-

Naturalmente, qualquer combinação das estruturas de suporte representadas nas Figuras 29, 30 podia ser empregue, para obter as características de actuaçâo desejadas -

As Figuras 29A, 29B, 30A e 30B representam em detalhe uma chumaceira de impulso, na qual cada uma das almofadas de chumaceira 521a da estrutura de suporte são muito similares às ~61 72 991 KMC-018 utilizadas para suportar a almofada do chumaceira 521 nas Figuras 29 e 30. A construção de chumaceira é diferentes, no entanto, no que se refere às vigas 544A e 546A estas são mais estreitas circunferencialmente e mais curtas verticalmente do que as suas partes opostas na chumaceira representada nas Figuras 29 e 30» Naturalmente vigas mais curtas são mais rígidas do que as vigas comparativamente mais longas e as vigas estreitas são menos rígidas do que as vigas comparativamente mais largas» Além do mais, a viga 544A é radialmente mais estreita do que a viga 546A; enquanto que na chumaceira representada nas Figuras 29 e 30, as vigas 544 e 546 têm larguras iguais» A diferença na espessura radial é compensada desde a abertura larga 620, que define a extensão circunferencial das vigas 544A e 544B, é disposta de modo que a viga 544A é signif icativamerite mais larga na direcção circunferencial do que o é a viga 546A» Finalmente deverá notai— se que as aberturas 620 são significativamente mais largas do que as correspondentes aberturas 620, na construção de chumaceira das Figuras 29 e 30» Naturalmente, as aberturas mais largas aumentam a flexibilidade da estrutura de suporte definida pelas mesmas» A Figura 29C representa uma chumaceira do tipo mostrada na Figura 29A e 29B numa unidade chumaceira selada» Como mostrado nas mesmas as pernas 380A e 382A da chumaceira são seguras a uma porção de alojamento estática 2» As almofadas de chumaceira 321A estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa da porção de alojamento rotativa 3» A chumaceira está rodeada por fluido hidrodinâmico 4 e vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à outra» Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 está segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático 10, e a porção de alojamento rotativa 3 está segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5» Assim, quando o veio 5 roda, a porção de alojamento 3 roda em relação à porção de alojamento 2 e à chumaceira ligada ao mesmo» Oesta maneira, o impulso do veio é suportado pela chumaceira através da porção de alojamento rotativo»

As Figuras 35-37 representam uma chumaceira hidrodinâmica combinada de impulso e radial de acordo com o presente invento» A 72 991 KMC-018

""62“ chumaceira representada na Figura 35 é bastante similar à chumaceira representada na Figura 34 e números similares são usados para indicarem estruturas similares» De modo similar,, como se vê em corte transversal na Figura 37, a chumaceira das Figuras 36-37 é algo similar às chumaceiras radiais representadas nas Figuras 4 e 14fâ excepto que a almofada de chumaceira 1032 e a estrutura de suporte de almofada de chumaceira que inclui vigas e/ou membranas 1034, 1036 e 1038, são definidas por rasgos e ranhuras proporcionalmente mais largos- No entanto, as chumaceiras radiais de impulso diferem das chumaceiras apenas radiais, porque as superfícies de almofada de chumaceira 1032ps é inclinada em relação ao eixo principal 1006- Em virtude da sua superfície de almofada inclinada, as chumaceiras das Figuras 35-37 suportam cargas que actuam, quer ao longo do eixo principal 1006, quer radialmente do eixo 1006- Pode ser proporcionado um elemento piezo-eléctrico 100 como mostrado, para proporcionar ajustamentos selectívos das característícas de deflexão da chumaceira-

Para ser suportado pela face de suporte de almofada inclinada 1032ps, o veio deve ter montada· uma pista que é inclinada com um ângulo complementar o ângulo da face de suporte de almofada- A porção da carga axial da chumaceira e a porção da carga radial suportada pela chumaceira depende do ângulo da superfície de almofada 1032ps. Se a almofada é inclinada com um ângulo a em relação ao eixo principal 1006, a carga axial aplicada à chumaceira pode ser determinada pela seguinte equação: carga axial aplicada ~ a carga total axial (Sen a)„

De modo similar, a carga radial aplicada à chumaceira pode ser determinada pela seguinte equação: carga radial aplicada ~ a carga total radial (Cos a)» A estrutura de suporte da chumaceira mostrada na Figura 35 é similar à estrutura de suporte da chumaceira mostrada na Figura 34- 72 991 KMC-018

““63 A estrutura de suporte representada nas Figuras 36 e 37 inclui uma estrutura de suporte primária das almofadas de chumaceiras planas 1032 tendo uma viga 1034, que suporta a almofada de chumaceira 1032, uma estrutura de suporte terciária, que compreende um par de vigas circunferenciais 1038, que podem ser contínuas- A estrutura de suporte secundária compreende uma membrana 1036 ou uma rede de vigas 1036 da viga de ligação 1034 às vigas 1038- Como mostrado mais claramente na Figura 36, a estrutura de suporte para cada uma da pluralidade das almofadas de chumaceira 1032 não é simétrica- Corisequentemente a chumaceira apresentada nas Figuras 36 e 37 é unidlreceional- A Figura 37A representa uma chumaceira do tipo mostrado na Figura 37 numa unidade de chumaceira selada- Como mostrado na mesma as pernas 1038 da chumaceira são seguras a uma porção de alojamento estática 2- As almofadas de chumaceira 1032 estão adaptadas para suportarem uma superfície rotativa inclinada e a porção de alojamento rotativo 3- A chumaceira é rodeada por fluido hidrodinâmico 4 e as vedações 7 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3 uma em relação à outra- Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 é segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estático e a porção de alojamento rotativa 3 é segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5- Assim, quando o veio 5 roda a porção de alojamento roda em relação à porção de alojamento 2 e à chumaceira ligada ao mesmo- Desta maneira a chumaceira suporta o veio, tanto axialmente como radialmente, através da porção de alojamento inclinada-

Em geral, qualquer das construções de chumaceira gerais descritas neste pedido pode ser empregue no projecto da chumaceira combinada radial e de impulso do tipo representado nas Figuras 36 e 37- Evidentemente, para obter a caracteristíca de chumaceira combinada radial e de impulso, a superfície de almofada de chumaceira deve ser inclinada com um ângulo entre 0 e 90°, em relação ao eixo principal- Além do mais, a necessidade de acomodar as cargas, tanto radiais como axiais, terá necessariamente efeito no projecto de estrutura de suporte de almofada de chumaceira- 72 991 KMC-018

64~ lltna outra forma de chumaceira combinada radial e de impulso está mostrada nas Figuras 43 e 43A- Como mostrado nas mesmas, a chumaceira é formada pela montagem de componentes de chumaceira discretos- Geralmente, uma chumaceira combinada radial e de impulso deste tipo inclui um suporte tendo suas faces axiais, uma periferia interior e uma periferia exterior adaptadas para a montagem num alojamento- Pelo menos uma chumaceira radial RO é suportada ligada ou inteiriça em relação à periferia interior do suporte para proporcionar suporte de veio radial- Um certo número de aberturas, espaçadas circunferencialmente são formadas em, pelo menos, uma das duas faces axiais do suporte- Uma pluralidade de almofada de chumaceira estão localizadas nestas aberturas. Oeste modo, é proporcionada uma face de impulso na chumaceira.

No exemplo específico representado nas Figuras 43 e 43A, a chumaceira inclui duas chumaceiras radiais RO do tipo mostrado na Figura 8 e explicadas atrás. Como notado atrás, este tipo de chumaceira proporciona suporte bidirecciorial. Evidentemente, qualquer das chumaceiras hidrodinâmicas do presente invento, unidi-reccional ou bidirecciorial podia ser utilizada- Como mostrado as chumaceiras radiais são elementos separados suportados pelo suporte 110. As chumaceiras podiam também ser formadas inteiramente com o suporte 110 ou bloqueadas no mesmo. As almofadas de impulsa 112 podem ser do tipo descrito em ligação com a Figura 42 explicada abaixo- Especificamente, as almofadas incluem uma almofada 114, uma porção de suporte primária 116, uma porção de suporte secundária 118, e uma porção de suporte terciária 120. A porção de suporte primária 116 pode ser uma pluralidade de pernas inclinadas ou um elemento único conformado conicamente e oco (ou, mais precisamente, troncónico)- De igual modo, as porções de suporte secundária 118 e terciária 120 podem ser contínuas ou divididas em componentes individuais.

Um aspecto importante do presente invento é a descrição das formas de chumaceira maquinadas- Por outras palavras, as formas de chumaceira que podem ser produzidas por maquinagem de uma peça de tubagem de paredes grossas ou casquilho cilíndrico similar, utilizando técnicas de maquinagem normalizadas existentes- Tais

72 991 KMC-G18 -65- chumaceiras são caracterizadas pelo facto de as mesmas serem formadas a partir de uma peça de tubagem com paredes grossas ou casquilho cilíndrico similar, através de se proporcionarem perfurações, rasgos e ranhuras. A vantagem de tais chumaceiras é que é fácil fabricar protótipos e modificar estes protótipos após teste. Naturalmente, quando as chumaceiras são para ser produzidas em massa utilizando, por exemplo, técnicas de moldagem ou fundição, as diferentes considerações de fabrico podem ditar formas diferentes. É importante reconhecer que alterações na forma afectam a actuação de chumaceira.

Uma outra consideração de fabrico é a facilidade de moldaçâo. Naturalmente, a maioria das construções de chumaceira do presente invento são capazes de serem moldadas, pela mesma técnica de moldaçâo. No entanto, apenas certas formas podem ser moldadas por irqecção num molde simples de duas peças, isto é, um molde que não inclua excêntricos. Uma outra vantagem das chumaceiras do presente invento é que as chumaceiras podem ser construídas com formas facilmente moldáveis que são definidas como formas que podem ser moldadas por injecçao, utilizando um molde simples de duas peças. Uma forma facilmente moldável é, genericamente caracterizada pela ausência de cavidades "ocultas" que requerem excêntricos para moldaçâo. Por exemplo, em relação às chumaceiras radiais uma forma facilmente moldável não incluí ranhuras, prolongando-se radialmente no diâmetro interno e externo e numa secção transversal axial contínua. A chumaceira mostrada nas Figuras 32, 32A e do 328 é um exemplo de um exemplo de uma chumaceira radial ou de casquilho facilmente moldável.

De modo similar, as chumaceiras de impulso facilmente moldáveis são caracterizadas pelo facto de as mesmas poderem ser moldadas com uma linha de costura única de modo que, por exemplo, quando vistas apenas do topo e fundo, todas as superfícies são visíveis.

As Figuras 38A-38C representam uma chumaceira de impulso facilmente moldável. A chumaceira inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas circunferencialmente 132m e uma 72 991 KMC-018

66 estrutura de suporte que suporta cada uma das almofadas de chumaceira 132m. A estrutura de suporte incluí uma porção de suporte primária, que incluí vigas circunferenciais 134mb e 134ma!1 uma porção de suporte secundária, que inclui vigas prolongando-se radialmente 136m, e uma porção de suporte terciária que inclui um par de vigas tipo aba 138m. Dever-se-á notar que nas Figuras 38A-380, as dimensões de estrutura de suporte são algo distorcidas para proporcionar clareza. Por exemplo, como mostrado na Figura 380, as vigas circuriferenciais 134ma e 134mb são mostradas como extremamente grossas. Uma tal estrutura de viga proporcionaria um suporte muito rígido para as almofadas de chumaceira 132m e na prática, um tal suporte rígido não seria provavelmente necessário ou desejável. São possíveis variantes das estruturas de viga moldável específica representada. Por exemplo, cada ou ambos os segmentos de viga circunferenciais espaçados 134ma e 134mb podiam ser formados como um elemento de viga contínuo circunferencial. Adicionalmente, a porção de suporte secundária podia incluir uma pluralidade de vigas, prolongando-se radialmente entre cada almofada de chumaceira 132m. Adicionalmente, a estrutura de suporte primária podia ser modificada de modo a incluir três ou mais segmentos de viga circunferenciais, ligando cada par de almofadas de chumaceiras adjacentes, e/ou segmentos de viga circunferenciais com diferentes larguras radiais podiam ser usados. Adicionalmente, as porções de viga tipo aba 138m podiam ser proporcionadas ao longo de bordo prolongando-se radíalmente das vigas 136 em vez de extremidades prolongando-se radialmente. Finalmente, como com qualquer chumaceira de acordo com o presente invento, a estrutura podia também variar, variando o comprimento ou a espessura de qualquer dos elementos na estrutura de suporte para modificar as caracteristicas de deflexão da estrutura de suporte.

Para representar um certo número de construções de estrutura de suporte, a Figura 38D representa uma estrutura de suporte diferente, para cada uma das almofadas de chumaceira 321m~326m. Em particular, a Figura 38P é uma vista de fundo, com as -67- -67- τ KMC-018 modificações representadas nela» Devei—se-á compreender que estas vá rias estruturas de suporte estão mostradas numa única chumaceira para fins de representação do presente invento» Em utilização normal;, cada uma das almofadas de chumaceira 321~326m teria uma estrutura de suporte similar embora não necessariamente idêntica, para assegurar a actuação uniforme» 0 suporte da almofada de chumaceira 322m difere do das almo“ fadas de chumaceira 132m, porque uma projecção de forma oval se prolonga da parte de trás da superfície de almofada de chumaceiras, para proporcionar um suporte rígido ao bordo circunferencial exterior da almofada de chumaceira 321m» Em virtude desta construção, a almofada de chumaceira 321m podia ser extremamente rígida na sua extremidade circunferencial exterior, 0 suporte da almofada de chumaceira 322m é similar ao da 321m, excepto que em vez de uma projecção única larga, duas projecções mais pequenas 122m prolongam-se do fundo da chumaceira próximo do bordo circuriferencial exterior da almofada de chumaceira, Como a projecção 120m estas duas projecções 122m proporcionam rigidez ao bordo circunferencial exterior da almofada de chumaceira 322m, No entanto, esta construção permite à chumaceira deflectir na região não suportada entre as projecções» A almofada de chumaceira 323m é suportada pela estrutura de suporte modificada, que inclui uma viga circunferencial contínua I34ma na porção de suporte primária, Oe modo similar, a almofada de chumaceira 324m inclui uma viga circunferencial interior continua 134mb» Proporcionando tais vigas continuas aumenta-se a rigidez da estrutura de suporte de chumaceira» ή estrutura de suporte da almofada de chumaceira 325 é modificada, proporcionando aberturas mais largas 142m na viga interior 134mb e aberturas mais pequenas 144 na viga exterior 134ma. Proporcionando-se estas aberturas aumenta-se a flexibilidade das vigas. Naturalmente, aberturas mais largas aumentam a flexibilidade das vigas num grau maior do que as aberturas pequenas 144, Variantes desta estrutura de suporte --68- KMC-018 incluem a utilização de aberturas com tamanhos diferentes ou um número diferente de aberturas, para pressionarem a almofada de chumaceira 325m numa direcção predeterminada. A almofada de chumaceira 326m é suportada por uma estrutura modificada, na qual a porção de suporte primária inclui uma membrana 134m em vez de um par de vigas. No exemplo representado uma das membranas é proporcionada com uma abertura 146 para pressionar a almofada de chumaceira 326m numa direcção predeterminada. Evidentemente, nâo é necessário proporcionar a abertura 146m e, se desejado, podia ser proporcionado um certo número de aberturas.

Como é evidente a partir destes desenhos, as chumaceiras moldáveis não incluem quaisquer cavidades ocultas, que necessitariam da utilização de um molde complexo e/ou um molde incluindo um excêntrico deslocável. Em particular, uma vez que cada superfície da estrutura de chumaceira é visível directamente, quer na vista de topo da Figura 38A quer na vista de fundo da Figura 38B, a chumaceira pode ser moldada, simplesmente utilizando molde de duas peças. Especificamente, uma primeira peça de molde define as superfícies que são directamente visíveis apenas na vista de topo da Figura 38A. A segunda peça de molde define as superfícies que sâo apenas visíveis na vista de fundo da Figura 38B. As superfícies tendo bordos visíveis na Figura 38A e 38B podem ser moldadas, utilizando cada ou ambos os moldes. Na chumaceira representada, a facilidade de moldaçao é obtida, devido às porções de suporte secundária e terciária estarem localizadas circunferencialmente no espaço entre as almofadas de chumaceira. As modificações representadas na Figura 380 não alteram a facilidade de moldação da chumaceira. A Figura 38E representa uma chumaceira do tipo mostrado nas Figuras 38A-0 numa unidade de chumaceira selada. Como mostrado na mesma, a chumaceira é segura a uma porção de alojamento estática 2. As almofadas de chumaceira 232m são adaptadas para suportarem a superfície rotativa da porção de alojamento rotativa 3. A chumaceira é rodeada por fluido hidrodinâmico 4 e as vedações 7 72 991 KMOG18

~69 vedam as porções de alojamento estática 2 e rotativa 3, uma em relação á outra» Como descrito atrás, a porção de alojamento estática 2 é segura e funciona como uma porção do alojamento de veio estática e a porção de alojamento rotativo 3 é segura ao veio 5 e funciona como uma extensão do veio 5» Assim, quando o veio 5 roda a porção de alojamento 3 rígida em relação de alojamento 2 e á chumaceira ligada ao mesmo» Deste modo as cargas de impulso do veio são suportadas pela chumaceira através da porção de alojamento rotativa 3» São possíveis variantes mais complexas da chumaceira de impulso moldável representada nas Figuras 38A-38D» Em particular qualquer das modificações anteriormente explicadas da estrutura de chumaceira, que pode ser adaptada para fácil moldagem, pode ser empregue» Por exemplo, as vigas de suporte primárias podem ser contínuas» Assim, proporcionando uma chumaceira facilmente moldável não se requer necessariamente uma construção de chumaceira simples» Um exemplo de uma estrutura de chumaceira mais complexa está representado nas Figuras 39A-39C»

Como representado nas Figuras 39A-C, a chumaceira inclui uma pluralidade de almofadas de chumaceira planas circunferenci-almente 232m, suportadas por uma estrutura de suporte de almofada de chumaceira- As porções secundária e terciária da estrutura de suporte são similares às porções correspondentes da estrutura de suporte de chumaceira da Figura 38» No entanto, a chumaceira da Figura 39 difere da chumaceira da 38, porque na chumaceira da Figura 39, a porção de suporte primária inclui uma pluralidade de vigas complexas 234» Especificamente, cada almofada de chumaceira é suportada por uma víga circunferencial complexa contínua radialmente exterior 234ma» As almofadas são, geralmente, suportadas por uma pluralidade de vigas complexas espaçadas circunferencial-mente, 234mb. As formas complexas da viga contínua 234ma e os segmentos de viga 234mb podem ser melhor apreciados com referência à Figura 39C, que mostra algo esquematicamente o perfil das vigas complexas 234» Em funcionamento, as vigas 234ma e 234mb actuam como uma rede de vigas» Assim, pode ser visto que numerosas construções de chumaceira de impulso complexa podem ser 72 991 KMC-018 70™

proporcionadas, embora retendo a capacidade para moldar a chumaceira com um molde simples de duas peças, isto é, a facilidade de moldação, Naturalmente, cada estrutura proporciona características de deflexão únicas, que podem ser consideradas no projecto da chumaceira para formação óptima de cunha,

Em certas chumaceiras de almofada de deflexão lubrificadas a gãs ou ar, existem casos em que as cargas ou velocidades excedem a capacidade de uma película de ar. Nestes casos, é necessário introduzir um lubrificante tipo líquido na cunha convergente sem proporcionar um reservatório ou banho de líquido. As Figuras 40, 40A, 41 e 41A representam construções de chumaceira para conseguirem este objectivo, Em particular, estes desenhos representam uma nova chumaceira de almofada de deflexão autolubrifiçada, de acordo com um outro importante aspecto do presente invento, A chumaceira é, essencialmente, uma chumaceira de almofada de deflexão do tipo descrito aqui que tem sido modificada, de modo a incluir plástico de lubrificação nas suas várias aberturas, 0 plástico empregue nas chumaceiras é um plástico poroso moldãvel que é capaz de absorver líquido lubrificante, quando embebido num tal líquido. Um tal plástico é vendido com o nome comercial POREX, fâeralmente, o plástico poroso pode ser formado a partir de vários plásticos por injecção de ar no material plástico, para formar os poros. Em particular, o líquido é absorvido rio interior do plástico poroso de uma maneira tipo pavio e mantido no lugar pelo plástico, A chumaceira de almofada de deflexão lubrificada é construída por meio de uma chumaceira de almofada de deflexão convencional de casquilho, impulso ou combinada radial e de impulso, do tipo descrito atrás, e moldando ou injectando o plástico poroso convencional em redor e para dentro dos espaços entre os componentes de deflexão. Como uma consequência desta construção durante o funcionamento, o movimento do veio e a compressão dos componentes de deflexão provocam que o líquido lubrificante deixe o plástico poroso, sendo arrastado para o bordo dianteiro da cunha convergente, A formação da cunha cheia -71” KMC-018 de líquido aumenta enormemente a capacidade de carga e velocidade da chumaceira. Após o líquido passar através da superfície de almofada, o mesmo é reabsorvido pelo plástico poroso após deixar o bordo traseiro.

Um aspecto importante do presente invento é a estrutura compósita, combinando um material de chumaceira normalizado com o plástico poroso. Em virtude deste compósito, é possível tirar vantagem das características únicas de ambos os materiais. Mais especificamente, o plástico poroso por si próprio torna os materiais de chumaceira de almofada de deflexão deficientes, porque os poros do plástico são vazios efectivos, que actuam contra o desenvolvimento de uma película de fluido muito fina. Por outro lado, os materiais de chumaceira convencionais de plástico ou de metal não tendo poros são incapazes de absorverem lubrificante em qualquer grau significativo. No entanto, através da utilização de ambos os materiais da maneira descrita, pode ser obtida uma chumaceira hidrodinâmica autolubrifiçada efectiva. Adicionalmente, existem resultados sinérgicos da utilização combinada de material de chumaceira normalizado e plástico poroso, absorvente de lubrificante. Por exemplo, as deflexões da superfície de chumaceira auxiliam no forçar do lubrificante líquido para o bordo dianteiro. Além do mais, o acarielamento ou retenção de lubrificante da formação da superfície de chumaceira auxilia na contenção do líquido.

As Figuras 40 e 41 mostram dois exemplos de chumaceira de almofada de lubrificação autolubrifiçada do presente invento. Em particular, estes desenhos mostram desenhos similares às chumaceiras anteriormente descritas, que foram modificadas de modo a incluir o plástico poroso absorvente de líquido enchido nos passos entre os componentes de deflexão. Em algum grau, a chumaceira actua como uma porção esquelética e a porção de plástico poroso actua como uma esponja de retenção e libertação de lubrificante.

Em particular as Figuras 40 e 40A mostram uma chumaceira autolubrif içada, tendo uma estrutura de chumaceira subjacente, que -72- KMQ-018 é essencialmente idêntica à chumaceira mostrada nas Figuras 32 e 32A. No entanto, a estrutura de chumaceira da Figura 40 é modificada de modo que plástico poroso encha as aberturas entre as chumaceiras e as aberturas dentro da estrutura de suporte que são contínuas aos espaços entre as almofadas de chumaceira 732. Naturalmente, os espaços sob as almofadas de chumaceira podiam ser também enchidos com plástico poroso. No entanto, a não ser que exista comunicação entre o plástico poroso e a superfície de almofada de chumaceira, o proporcionar de tais zonas de plástico poroso seria infrutuoso.

De igual modo, as Figuras 41 e 41A mostram uma chumaceira, tendo uma construção virtualmente idêntica à construção de chumaceira combinada radial e de impulso mostrada nas Figuras 36 e 37. No entanto, o plástico poroso é de novo injectado nos interstícios ou espaços dentro da estrutura de suporte entre as extremidades e as almofadas. De novo, a injecção de plástico poroso, como representado, resulta numa chumaceira, tendo um diâmetro interior contínuo» No entanto, como a chumaceira da Figura 40, as características do material através do diâmetro interior variam significativamente.

Especificamente, como na chumaceira da Figura 40, o diâmetro interior da chumaceira da Figura 41 inclui superfícies de almofada de chumaceira de suporte de cunha e porções de libertação e absorção e retenção de lubrificante, espaçadas circunferencialmente. Em funcionamento, o movimento do veio e a compressão dos componentes de deflexão provocam que o líquido lubrificante saia do plástico poroso e seja arrastado para o bordo dianteira da cunha convergente. A formação da cunha cheia de líquido aumenta grandemente a capacidade de carga e velocidade das chumaceiras»

Fabrico da chumaceira de almofada de deflexão autolubrifiçada envolve três espaços gerais» Primeiro a chumaceira básica ou porção esquelética é formada de material de chumaceira normalizado. Segundo, o plástico poroso é injectado para os espaços desejados na estrutura de chumaceira» Para fins de conveniência -73~ KMC-018 de fabrico, o plástico é injectado na chumaceira sem lubrificante. Fírialmerite, a chumaceira com o plástico poroso injectado dentro dos espaços desejados é carregada com líquido lubrificante. Para carregar adequadamente o plástico com líquido lubrificante é necessário embeber o lubrificante a partir de um lado. Em incorporação do líquido resulta numa porção interna não enchida. Isto é provado por não se permitir aos poros purgar de um lado. Na Figura 40 a estrutura de chumaceira básica é a estrutura combinada radial e de impulso similar à mostrada na Figura 36. No entanto, o plástico poroso enche os interstícios dentro da estrutura de suporte. Proporcionando o plástico poroso produz-se uma chumaceira compósita, tendo uma superfície de diâmetro interno continua. No entanto, as características de deflexão através da superfície variam grandemente. Especificamente, as almofadas de deflexão que são formadas por materiais de chumaceira normalizados, tais como metal ou plástico não poroso e são adequadas para a deflexão e formação de uma cunha de fluido. Por outro lado, as porções de plástico poroso são adequadas para compressão de modo a libertarem o lubrificante no bordo dianteiro das almofadas de chumaceira e absorverem o lubrificante no bordo traseiro das almofadas de chumaceira.

Como notado em relação a cada um dos exemplos representados e descritos atrás, as chumaceiras do presente invento podem ser formadas, de modo a proporcionarem uma relação de cunha de 1:2 a 1:5, têm uma superfície de chumaceira deformável, cuja forma pode ser modificada, permitem seis graus de liberdade da almofada, para proporcionar uma acçâo de amortecimento tipo amortecedor. As chumaceiras são tipicamente de uma construção unitária.

Em virtude da cunha, formada pela deflexão da almofada de chumaceira e da capacidade de almofada se mover com seis graus de liberdade, as chumaceiras do presente invento apresentam características da actuação excepcionais. Especificamente, as dimensões de chumaceira e as variáveis de deflexão, incluindo o número, o tamanho, a forma, a localização e as características de material dos elementos definidos na chumaceira unitária, podem ser feitas por medida, para qualquer aplicação específica, para suportar uma

5- Τ 72 991 KMC-018 -74- ampla variedade de cargas. Destas variáveis, a forma dos componentes de suporte é, particularmente, importante, 0 impacto da forma dos componentes de suporte nas características de deflexão da estrutura de suporte pode ser apreciado, quando a fórmula variável para o momento de inércia bh^/12 (unidades inglesas) (o componente principal do módulo de secção para a secção rectangular, z ~ I/c ~ bh^/6) utilizado no exemplo. Além do maís, a capacidade da almofada para se mover com seis graus de liberdade permite à chumaceira compensar e corrigir desalinhamento do veio. A este respeito note-se, que as chumaceiras do presente invento têm uma característica de autocorrecção, que resulta da tendência da chumaceira para voltar ao seu estado não deflectido devido à rigidez da chumaceira. Evidentemente, a rigidez da chumaceira é principalmente uma função da forma da estrutura de suporte, e num grau menor das outras variáveis de deflexão incluindo o número, o tamanho, a localização e as características de material do elemento, definido pelas ranhuras e cortes ou rasgos formados no elemento unitário. Chumaceiras mais rígidas têm uma maior tendência de autocorrecção, mas são menos capazes de se ajustarem ao de-salinhamento do veio.

Testes mostraram que as chumaceiras incorporando as características do presente invento apresentam actuações drasticamente melhoradas, mesmo em comparação com a estrutura descrita na patente anterior dos mesmos inventores nS. 4 496 451, Num teste recente as chumaceiras de casquilho do presente invento foram utilizadas numa chumaceira radial com um invólucro radial de 2,31 mm. As deflexões para dentro da almofada de chumaceira foram de 0,0076 mm, o que proporciona estabilidade e actuaçao de chumaceira excepcional. Uma deslocação comparável utilizando a disposição mostrada na patente anterior do presente inventor n3. 4 496 251 teria requerido um espaço radial de 7,6 mm.

Em chumaceiras de casquilho hidrodinâmicas convencionais, é necessário, tipicamente, proporcionar uma folga de película de fluido entre a superfície de almofada de chumaceira e a porção de veio a ser suportado. Isto requer tolerâncias de fabrico extrema- -75- KMC-018 mente apertadas que podem apresentar um obstáculo a de elevados volumes de produção»

As chumaceiras do presente invento podem ser projectadas para obviar a necessidade de tais tolerâncias de fabrico apertadas» Especifícamente, proporcionando perfurações,, ranhuras e cortes ou rasgos apropriados é possível definir uma chumaceira, tendo virtualmente qualquer característíca de actuaçâo desejada» Uma tal característíca é a rigidez ou características de mola da almofada de chumaceira na direcção da carga, isto é, na direcção radial (rigidez radial), em relação â chumaceiras de casquilho e na direcção axial (rigidez axial), em relação às chumaceiras de impulso» É conhecido na arte das chumaceiras que a película de fluido, entre o veio e as chumaceiras pode ser modelada como uma mola, desde que tenha uma rigidez de película de fluído radial ou axial ou caracteristica de mola calculáveis» Isto é verdade para fluidos, tanto compressíveis como íncompressíveis, mas é particularmente útil em relação a lubrificantes fluidos gasosos» A rigidez da película de fluído e a rigidez da chumaceira actuam em oposição uma à outra, de modo que se a rigidez da película de fluido ou característíca de mola excede a rigidez da chumaceira ou característíca de mola, a chumaceira deflectirá na direcção da rigidez da película de fluido (isto é, na direcção radial para chumaceiras de casquilho e na direcção axial para chumaceiras de impulso), até que a rigidez do fluído e da chumaceira estejam em equilíbrio. Assim, verificou-se que se uma chumaceira de casquilho é projectada, de modo que a rigidez radial da chumaceira é inferior à rigidez radial da película de fluido, não é necessário proporcionar um espaçamento preciso entre o veio e a chumaceira, porque a rigidez radial da película de fluido provocará automática e instantaneamente, no momento da rotação do veio, a deflexão radial apropriada da chumaceira de casquilho» A formação de cunha virtualmente instantânea resulta na formação virtualmente instantânea da película de fluido de protecção, evitando danos na superfície de formação de cunha, que ocorrem tipicamente a baixas velocidades, durante a formação da película de fluido»

φ 72 991 kmc-oi8 -76“ A rigidez radial da chumaceira é, evidentemente, principal-mente uma função da secção ou do módulo de flexão da estrutura de suporte» o qual depende da forma da estrutura de suporte- A rigidez radial da almofada depende também do comprimento dos rasgos ou cortes formados na chumaceira- 0 mesmo é verdade para as chumaceiras de impulso exceptuando, naturalmente» a rigidez axial da chumaceira que é critica- Consequentemente, com o presente invento é possível conseguir actuação elevada» sem as tolerâncias de fabrico apertadas requerida, tipicamente, para as chumaceiras hidrodinâmicas.

Por exemplo, as chumaceiras do presente invento podem ser projectadas para terem um encaixe de interferência, quando instaladas num veio, de modo que a chumaceira é forçada sobre o veio, as almofadas deflectem ligeiramente, de modo a formarem uma forma de cunha convergente, enquanto na posição instalada estacionária, 0 contacto entre a almofada de chumaceira e o veio acontece no bordo traseiro- Na arranque instantâneo, a película de fluido entra na cunha e desenvolve pressão de fluido, provocando a separação do veio e da almofada. Assim» de acordo com um outro importante aspecto deste invento, as chumaceiras do presente invento podem ser projectadas e dimensionadas, de modo que o bordo traseiro da chumaceira fique em contacto com a porção de veio a ser suportado, quando o veio está em repouso.

As chumaceiras de impulso do presente invento podem também ser projectadas, para proporcionarem uma cunha carregada estaticamente- Para proporcionar uma cunha carregada estaticamente, a estrutura de suporte para as chumaceiras é projectada» de modo que as almofadas de chumaceira se inclinem para o veio desde o bordo circunferencial e radialmente interior da almofada de chumaceira até ao bordo circunferencial radialmente exterior da almofada de chumaceira- Adicionalmente, a estrutura de suporte é projectada, de modo que a almofada de chumaceira se incline para o veio desde o bordo dianteiro, prolongando-se radíalmente até ao bordo traseiro. Deste modo é formada uma cunha carregada estaticamente aproximando-se da cunha óptima- Adicionalmente, a almofada é inclinada para o veio no

72 991 KMC-018 -77 bordo circunferencial exterior, de modo a proporcionar a característica de retenção de fluido desejada. A rigidez da estrutura de suporte pode também ser projectada, de modo que um espaço apropriado dentro e entre as almofadas e o veio seja instantaneamente estabelecido, no momento da rotação do veio.

Alternativamente, a chumaceira pode ser projectada, de modo que toda a almofada de chumaceira contacte com a porção de veio a. ser suportado, quando o veio está em repouso. Este aspecto do presente invento é particularmente útil na produção de grandes volumes de chumaceiras e com chumaceira, utilizando fluido de lubrificação gasoso, porque permite uma variação muito maior das tolerâncias de maquinagem. Hum exemplo, uma variação de 0,0762 mm pode ser projectada de modo a ter impacto significativo na cunha, enquanto que a maquinagem das chumaceiras de gás conhecida requer convencionalmente a tolerância de 0,000254x, que pode ser apenas atingida através da utilização de técnicas de maquinagem sofisticadas e caras, tais como a maquinagem micrométríca através de erosão.

De acordo com um outro aspecto do presente invento, as chumaceiras radiais hidrodinâmicas construídas de acordo com as linhas das chumaceiras hidrodinâmicas explicadas anteriormente, podem ser construídas, de modo a serem adaptadas para serem seguras ao veio rotativo, para movimento com o veio ou em relação a uma superfície de suporte estática no alojamento. A configuração geral das chumaceiras adaptadas para serem montadas no veio rotativo é similar à das chumaceiras gerais descritas atrás, mas com uma construção radialmente invertida. Devido à orientação inversa do suporte, existem diferenças naturais na construção. Por exemplo, as porções de pista de almofada das chumaceiras que rodam com o veio são suportadas numa estrutura de suporte radialmente para dentro. A estrutura de suporte suporta as almofadas de chumaceira para deflexão radialmente para dentro e para fora, para estabelecerem uma cunha hidrodinâmica em relação a uma porção lisa do alojamento. Como a chumaceira roda com o veio, a força centrífuga actua nas almofadas de chumaceira com tendência para forçar as almofadas de chumaceira para fora 72 991 KMC-018 -78

para a superfície lisa do alojamento.

Um exemplo de uma tal construção de chumaceira é mostrada na Figura 44» Esta chumaceira é basicamente uma versão radialmente invertida da chumaceira das Figuras 4-6- A chumaceira 130 inclui um diâmetro exterior que é substancialmente cilíndrico, mas dividido numa pluralidade de almofadas de chumaceiras circunferenei-ais 131 „ As almofadas de chumaceira mostradas são relativamente espessas por duas razões» Em primeiro lugar a espessura inibe a deformação da almofada de chumaceira 131» Em segundo lugar a espessura aumenta a massa das almofadas de chumaceira 131 de modo que, à medida que o veio roda, a força centrífuga que tem tendência para empurrar as almofadas de chumaceira 131 para fora aumenta» Devido à tendência das almofadas 131 para deflectirem para fora, as chumaceiras podem ser dimensionadas, de modo a terem uma folga no alojamento» Evidentemente se desejado, as almofadas 131 podiam ser mais finas, de modo a permitir a formação da almofada e/ou a limitarem o efeito da força centrífuga»

As considerações anteriores referem-se a qualquer chumaceira do presente invento, que é projectada para ser montada no veio. A diferença entre as várias chumaceiras deste tipo reside nas estruturas de suporte usadas para suportar as almofadas de chumaceira» Ceralmente, qualquer das estruturas de suporte de chumaceira radial, ariteriormente descritas, pode ser adaptada para utilização como uma estrutura de suporte das almofadas de chumaceira 131. No entanto, existem diferenças devido à orientação inversa dos suportes» Na construção de chumaceira mostrada na Figura 44, as almofadas 131 são suportadas numa porção de suporte primária 132, que inclui uma pluralidade de primeiras vigas tipo aba ou radiais 132a, vigas circunferenciais 132b e segundas vigas tipo aba ou radiais 132c» A porção de suporte primária 132 e as almofadas de chumaceira 131 são suportadas numa membrana continua 133, que funciona como uma porção de suporte secundária» Como mostrado, a membrana 133 é muito fina na direcção radial (e, assim, flexível nesta direcção), e estica-se entre as vigas de suporte ou pernas .134, que funcionam como uma porção de suporte terciária» Como com as chumaceiras das Figuras 4-6, a membrana

72 991 KMC-018 -79-133 podia ser dividida numa pluralidade de vigas, prolongando-se axialmente proporcionando cortes radiais através da membrana- Na concretização mostrada nas Figuras 43A e 43B, as vigas ou pernas de suporte 134 são componentes cilíndricos contínuos, que são relativamente rígidos, de modo que a membrana fina 133 é suportada de um modo tipo trampolim. Como com as outras chumaceiras descritas até aqui, as pernas de suporte podiam ter uma construção diferentes. A construção de chumaceira mostrada na Figura 43 é projecta-da para suporte unidireccional- Especificamente, a disposição da estrutura de suporte representada na Figura 44 suporta as almofadas para deflexão adequada, apenas quando a chumaceira é rodada na direcçâo indicada- Durante tal rotação, o bordo dianteiro (o bordo mais afastado da estrutura de suporte) deflecte para dentro em afastamento do alojamento e o bordo traseiro deflecte para fora para o alojamento, de modo a formar uma cunha hidrodinâmica entre as almofadas de chumaceira e o alojamento.

Uma outra chumaceira, que está adaptada para ser montada para rotação com o veio, é mostrada na Figura 45. Esta chumaceira é uma versão radialmente invertida da chumaceira representada na Figura 32, A chumaceira é similar à mostrada em ligação com a Figura 44. A diferença entre as duas construções reside, principalmente, na construção da estrutura de suporte. Por exemplo, a construção da Figura 45, inclui vigas ou porções de perna, prolongando-se axialmente 134, em vez das pernas circunferenciais contínuas da chumaceira da figura 44. Também, o suporte primário inclui um arranjo simétrico de vigas inclinadas 132d e 132e. Em virtude da construção simétrica desta chumaceira, a mesma é bidireccional. A chumaceira é também facilmente moldãvel, porque a mesma não tem aberturas "escondidas".

Durante a rotação da chumaceira em relação ao alojamento, a estrutura de suporte deflecte de modo que é formada uma cunha hidrodinâmica entre a almofada e o alojamento-

Numa matéria similar qualquer das construções de chumaceira

72 991 KMC-018 -80- gerais representadas atrás podem ser adaptadas para utilização como uma chumaceira montada no veio, rodando em relação a uma superfície fixa- Qeralmente, é apenas necessário que a estrutura seja invertida, de acordo com as linhas explicadas atrãs-

Geralmente, qualquer das chumaceiras descritas atrás ou qualquer combinação de tais chumaceiras pode ser encerrado num alojamento selado, do tipo aqui descrito- Normalmente, ao projec-tar um conjunto de chumaceiras selado, cada chumaceira terá o seu alojamento ou porção de base seguro a porções estáticas do aloja™ mento e as almofadas serão localizadas, de modo a suportarem uma superfície que está rotativamente segura ao veio- Naturalmente, outros tipos de chumaceiras hidrodinâmicas podem ser encerrados dentro de alojamentos selados- Por exemplo, crê-se que as almofadas de chumaceiras descritas na patente U»S. nfâ 4 676 668 são particularmente bem adequadas para utilização num invólucro de chumaceira selado. A figura 42 mostra uma construção, na qual a porção de alojamento estática 2 actua como um suporte para almofadas individuais 420- As superfícies das almofadas 420 estão adaptadas para suportarem uma superfície plana da porção de alojamento rotativo 3- Oe novo, a porção de alojamento rotativa 3 roda com o veio em relação à porção de alojamento estática 2. Deste modo, as almofadas 420 suportam cargas de impulso que actuam sobre o veio através da porção de alojamento rotativa-

Em pequenas quantidades, as chumaceiras aqui descritas são construídas, de preferência por processos de maquinagem de des~ carga eléctrica ou de corte laser- As linhas duplas mostradas nos desenhos são percursos efectivos do arame ou viga, que tem tipicamente 0,50-1,52 mm de diâmetro- 0 lubrificante, que se escoa nos percursos maquinados por descarga eléctrica, actua como um amortecedor de fluido, que reduz qualquer vibração ou instabilidade às frequências de ressonância- Nas situações descritas atrás, em que uma membrana cilíndrica contínua é formada, o amortecimento toma a forma de um amortecedor que apresenta características de amortecimento elevadas. Uma

72 991 KMC-018 •"81 consideração significativa no projecto é que o comprimento e a direcção da estrutura de suporte sejam orientados* de modo a proporcionarem a deflexão para dentro mostrada na Figura 3. Também as deflexões diminutas das próprias almofadas na direcção da carga, como mostrado na Figura 9* resultam em mudanças de excentricidade* que melhoram adicionalmente a actuaçâo de chumaceira.. Note-se que em Paires, Design ofHachine Elements a distância entre o centro da chumaceira e o centro do veio é chamada a excentricidade da chumaceira. Esta terminologia é bem conhecida pelos peritos no projecto de chumaceiras. Com a nova abordagem de ajustamento ou de modificação da rigidez da configuração ou estrutura de chumaceira e, particularmente da viga, para adequação a uma aplicação de chumaceira particular* é facilmente obtida a actuaçâo óptima. A análise de computador recente demonstrou que virtualmente pode ser conseguida qualquer rigidez ou deflexão.

Como se notou atrás* quando se fabricam baixos volumes ou protótipos das chumaceiras do presente invento* as chumaceiras são* de preferência, construídas por processos de maquínagem de descarga eléctrica ou corte laser. Tais pequenos volumes ou protótipos são, usualmente, construídos em metal. No entanto, quando são contemplados volumes de produção mais altos de uma chumaceira particular, outros processos de fabrico, tais como a moldaçâo por injecção, vazamento, vazamento em matriz de metal pulverizado e extrusâo são mais económicas. Em ligação com tais processos de fabrico pode ser mais económico empregar plásticos, cerâmicas, metais pulverizados ou compósitos para formar as chumaceiras do presente invento. Cre-se que os processos, tais como moldaçâo por injecção, vazamento, vazamento em matriz de metal pulverizado com sinterização e extrusâo são suficientemente bem conhecidos para que os processos não precisem de ser aqui descritos em detalhe. Crê-se também, que uma vez que seja construído um protótipo de chumaceira o processo de produção de um molde ou semelhante para produção de chumaceira é bem conhecido pelos peritos na arte de moldaçâo e vazamento. Além do mais, deve ser compreendido que certos tipos das chumaceiras do presente invento estão adaptadas para serem feitas em elevados volumes através de extrusâo. Qeralmente, estas são as chumaceiras 72 991 KMC-018

82 que são formadas, apenas através de se proporcionarem ranhuras circunferenciais e cortes ou rasgos radiais e circunferenciais, os quais se prolongam axialmente através de toda a chumaceira» Por outras palavras as chumaceiras tendo uma secção transversal constante, ou de outro modo extrusável.

De acordo com um outro aspecto do presente invento, foi verificado um novo processo de vazamento de sacrifício que é particularmente útil no fabrico de quantidades intermédias, por exemplo inferior a 5 000 chumaceiras» De acordo com este processo de fabrico o primeiro passo do processo de vazamento de sacrifício é o fabrico de uma chumaceira protótipo» Como explicado atrás e detalhado abaixo, o protótipo pode ser fabricado de um qualquer número de modos, mas é fabricado, de preferência, por maquinagem de uma peça de tubagem de paredes grossas ou casquilho cilíndrico similar» Em chumaceiras maiores, o casquilho cilíndrico, tipicamente, é maquinado, utilizando um torno para a formação de ranhuras de face e circunf erenciais e uma freza para a formação de perfurações axiais e radiais» Na maquinagem de casquilhos cilíndricos mais pequenos, as técnicas tais como o corte por jacto de água, técnicas laser e de descarga de arame eléctrico são geralmente mais adequados» No entanto, em qualquer aplicação, os casquilhos são tipicamente torneados e frezados para a formação de ranhuras maiores»

Após a chumaceira protótipo estar formada, pode ser desejável testar o protótipo para confirmar que a chumaceira funciona da maneira prevista» Como um resultado de tal teste pode ser necessário modificar e afinar o protótipo para obter os resultados desejados»

Uma vez que seja obtido um protótipo satisfatório, é formado um molde de borracha do protótipo. Tipicamente este passo envolve o envolvimento do protótipo em borracha fundida e permitir à borracha endurecer, de modo a formar um molde borracha do protótipo» 0 invólucro de borracha do protótipo é então dividido e o protótipo é removido, para produzir um molde borracha aberto. 72 991 KMC~018 -83

Uma vez que seja obtido o molde borracha,, o mesmo é usado para formar um molde cera- Este passo envolve, tipicamente, o vazamento de cera fundida no molde borracha e deixar a cera endurecer para formar um modelo de cera da chumaceira.

Após o modelo de cera ser obtido, o mesmo é utilizado para formar um molde argamassa. Este passo envolve tipicamente o envolvimento do modelo de cera com argamassa, deixando a argamassa endurecer em torno do modelo de cera, de modo a formar um molde argamassa»

0 rnolde argamassa pode então ser usado para formar uma chumaceira- Especificamente, o material de chumaceira fundido, tal como bronze é vazado para o molde argamassa de modo a derreter e deslocar o modelo de cera do molde. Assim, o molde de argamassa é enchido com material de chumaceira fundido e a cera derretida é removida do molde argamassa»

Após o material de chumaceira fundido ser deixado endurecer, o molde de argamassa é removido da chumaceira e é obtida uma chumacei ra.

Devido a este processo de fabrico envolver o sacrifício do modelo de cera é conhecido como vazamento de substituição ou vazamento de sacrifício.

Apesar do facto, do processo de vazamento de substituição ou de sacrifício descrito atrás, envolver o sacrifício de um modelo de cera e a produção dos moldes tanto de borracha como de argamassa, e ser bastante consumidor de trabalho, provou ter custos atractivos, quando quantidades intermédias, por exemplo inferiores a 5 000 unidades de uma chumaceira particular são requeridos- A efectivídade dos custos deste procedimento para requisitos de chumaceiras de quantidades mais baixas, é devido ao facto de os moldes utilizados neste processo serem de longe mais baratos para produção do que os moldes complexos requeridos pela moldaçáo por injecção ou vazamento de metal pulverizado- 72 991 KMC-018

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Como notado atrás, o primeiro passo no processo de vazamento de substituição, na verdade em qualquer processo de produção de chumaceiras, de acordo com o presente invento, é a produção de uma chumaceira protótipo. De acordo com um outro aspecto do presente Invento, as chumaceiras de casquilho ou de impulso, relativamente complexas do presente invento, podem ser formadas utilizando técnicas de fabrico simples. Técnicas similares são utilizadas para chumaceiras tanto de impulso como de casquilho.

Com o anterior em mente, crê-se suficiente descrever o processo de produção de uma chumaceira de casquilho simples através da utilização de produção e maquinagem por descarga eléctrica. Crê-se, que uma descrição de tal produção, demonstra a facilidade com que as formas de chumaceira relativamente complexas do presente invento podem ser obtidas.

Cada chumaceira tem inicialmente a forma de uma peça em bruto cilíndrica, tendo uma perfuração cilíndrica, como mostrado nas figuras 11A e 11B. A peça em bruto é então maquinada, para proporcionar uma ranhura radial de fluido de lubrificação, como mostrado nas Figuras 12A e 12B. Para certas aplicações é desejável maquinar adicionalmente a peça em bruto para fazer incluir ranhuras confroritarites, que são, de preferência, dispostas simetricamente nas faces radiais da chumaceiras, como mostrado nas Figuras 13 e 13B. Proporcionando tais ranhuras confrontantes resulta por fim numa chumaceira que é facilmente deflectida à torção. Apesar da ranhura mostrada nas Figuras 13A e 13B ser cilíndrica, é possível proporcionar ranhuras cónicas, como mostrada nas Figuras 14A e 14B. Como será evidente abaixo, isto produz uma chumaceira, que apresenta característícas de deflexão melhoradas em virtude do alinhamento inclinado das vigas de suporte. Neste contexto, podia ser notado que é preferível que as vigas de suporte, quando vistas na Figura 14A sejam cónicas ao longo de linhas que convergem num ponto próximo da linha de centro do veio. Isto assegura que a flexibilidade ocorre em torno da linha de centro do veio, estabelecendo um centro de acção para todo o sistema, de modo que as almofadas podem ajustar o desalinhamento do veio. Essencialmente, a conicidade das vigas de 72 991 KMC-018

-85- suporte provoca que a chumaceira actue de uma maneira similar a uma chumaceira esférica» concentrando as forças de suporte num único ponto em torno do qual o veio pode rodar em todas as direcçoes para corrigir qualquer desalinhamento» As setas na Figura 14A representam as linhas de acção da deflexão -

As chumaceiras» tendo secções transversais do tipo mostrado nas Figuras 12A e 14A, são particularmente efectivas na retenção do fluido hidrodinâmico» Isto é devido à almofada de chumaceira ser suportada próximo das extremidades axiais da almofada de chumaceira e a porção central da almofada de chumaceira não ser suportada directamente» Em virtude desta construção, a almofada de chumaceira é suportada» de modo a deformar em carga, para formar uma bolsa côncava de retenção de fluido, isto é, a porção central da almofada de chumaceira deflecte radialrnente para fora» Isto diminui grandemente a fuga de fluido» Naturalmente o grau de formação de bordo depende das dimensões relativas da almofada de chumaceira e estrutura de suporte» Pode ser obtida uma bolsa de retenção de fluido maior, proporcionando uma superfície de almofada de chumaceira mais fina e suportando a superfície de almofada nas extremidades axiais extremas da almofada de chumaceira.

Após a peça em bruto cilíndrica ser maquinada adequadamente, como mostrado nas Figuras 12A e 12B, figuras 13A e 13B ou nas Figuras 14A e 14B, são formados rasgos ou ranhuras radiais e/ou circunferencíais ao longo da face radial da peça em bruto, maquinada para definir as almofadas de chumaceira, os suportes de viga e o alojamento- As Figuras 14C e 14D representam as ranhuras formadas na peça em bruto maquinada nas Figuras 14A e 14B» Quando se fabricam baixos volumes das chumaceiras ou protótipos das chumaceiras, para utilização da construção de um molde, os cortes ou rasgos são, de preferência, formados através de fabrico por descarga eléctrica ou através da utilização de um laser» A maquinagem de peças em bruto cilíndricas para se obterem as configurações representadas nas figuras 12A e 12B, nas Figuras 13A e 13B, nas Figuras 14A e 14B ou uma forma similar» podem ser obtidas através de máquinas ferramentas convencionais tais como o torno ou semelhante.

φ 72 991. K.HC-018 •~86"~

Apesar da explicação anterior ser dirigida especifícamente para chumaceiras de casquilho, os principios aplicam-se perfeita-mente bem a chumaceiras de impulso. Por exemplo, a chumaceira de impulso mostrada nas figuras 15-18 pode ser formada maquinando uma secção de tubagem de paredes grossas, para proporcionar ranhuras radialmerite interiores e exteriores, ranhuras confrontan-tes, perfurações axiais, cortes radiais e chanfros de modo a definir a almofada de chumaceira e a estrutura de suporte.

As características de actuaçâo das chumaceiras do presente invento resultam da forma relativa, do tamanho, da localização e das características do material das almofadas de chumaceira e dos suportes de viga, definidos pelas perfurações e cortes ou rasgos formados na peça em bruto maquinada. Estes parâmetros são largamente definidos pelas dimensões e localização das perfurações, cortes ou rasgos circunferenciais e radiais, formados na chumaceira, em conjugação com a forma da peça em bruto maquinada, na qual as perfurações ou rasgos são formados para produzir a chumaceira.

Como se notou atrás, apesar da construção das chumaceiras do presente inventa ser mais facilmente compreendida através da referência ao processo de maquinagem, quantidades maiores são, de preferência, fabricadas através do processo de vazamento de substituição do presente invento e mesmo a produção em grande escala das chumaceiras contempladas pela presente invento podia ser executada mais economicamente através de moldaçao por injecção, vazamento, moldaçao em matriz de metal pulverizado, extrusão ou semelhante.

Ao extrudii—se um grande número de chumaceiras a partir de uma peça em bruto cilíndrica tipo tubo, as ranhuras de fluido de lubrificação radiais, como mostrado nas figuras 12A e 12B, podem ser proporcionadas ao longo do comprimento da peça em bruto cilíndrica tipo tubo antes da extrusão. No entanto, se forem desejadas ranhuras confrontantes na chumaceira, estas podem ser definidas individualmente, após o corte das chumaceiras individuais, a partir da peça em bruto extrudida e maquinada. Por

72 991 ΚΜΟ018 ~87” esta rajzão* a extrusão pode não ser um processo preferido de produção de chumaceiras* que requerem ranhuras confrontantes para aumentar a flexibilidade torcional-

Claims (24)

1. 72 991 KMC-018 -88- R.....£.....I.....V.....I.....N.P..I......C.....A ...Ç.....0 E S 1 - Chumaceira hidrodinâmica vedada„ compreendendo a chumacei ra um alojamento vedado, o qual inclui uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa» e uma pluralidade de vedações» para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre a porção de alojamento estática e porção de alojamento rotativa» de modo a vedar o interior do alojamentos uma chumaceira hidrodinâmica fixada à porção de alojamento estática» compreendendo a chumaceira hidrodinâmica um componente cilíndrico unitário» tendo uma superfície radialmente interior» uma superfície radialmente exterior e duas superfícies axiais planas» sendo o dito componente cilíndrico formado por uma pluralidade de cortes radiais formados na superfície axial plana do componente e» pelo menos» uma ranhura cilíndrica prolongando-se radialmente para fora da superfície radialmente interior e uma ranhura cilíndrica prolongando-se radialmente para dentro da superfície radialmente exterior, definindo os ditos cortes radiais e ranhuras cilíndricas em conjunto uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas e uma estrutura de suporte unitária compreendendo, peio menos, um componente integrado tipo viga que suporta cada almofada, caracterizada por cada almofada compreender bordos prolongando-se circunferencialmente e prolongando-se radialmente e um veio axial que engata na superfície de face, compreendendo um dos bordas, prolongando-se radialmente de cada almofada, um bordo dianteiro e compreendendo um outro bordo, prolongando-se radialmente de cada almofada um bordo traseiro, estando a face da almofada adaptada, sob a acção do atrito e da pressão na superfície, a oscilar em relação ao componente de suporte, pelo que os bordos traseiro e dianteiro da. superfície de face da almofada deflactem, para formarem uma cunha convergente,
2. 2 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 1, caracterízada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um carnpo magnético de modo a

   72 991 KMOOJL8 formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa. 3 “ Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais* tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais* tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa espaçadas das superfícies radial-mente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática* de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado* compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado num dos bordos radíalmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa @ enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial.
3. 4 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumacei ra um alojamento vedado, o qual inclui uma porção de alojamento estática, uma porção da alojamento rotativa, e uma pluralidade de vedações, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido, entre a porção de alojamento estática e porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, uma chumaceira hidrodinâmica fixada à porção de alojamento estática, caractarízada por a chumaceira hidrodinâmica compreender;; formados no um casquilho cilíndrico tendo um furo cilíndrico e uma pluralidade de cortes radiais e ranhuras cilíndricas.

   mesmo., definindo o dito furo e os ditos cortes uma pluralidade de meios de almofada de chumaceira,, radialmente espaçados, e uma estrutura de suporte unitária, para suportar cada uma das ditas almofadas de chumaceiras compreendendo cada um dos ditos meios de almofada um componente de face de suporte de carga plano., compreendendo a estrutura de suporte unitária, pelo menos, um de uma. pluralidade de componentes tipo viga e uma membrana tendo, pelo menos, uma sua porção prolongando-se substancialrnente paralela aos ditos componentes de face da dita pluralidade das almofadas de chumaceira, tendo os ditos componentes de face uma superfície de suporte de carga, para suportar operativamente uma parte oposta para movimento relativo do dito veio, estando os ditos componentes de face adaptados, sob a acçáo do atrito e pressão na dita superfície de face de suporte de carga, a moverem-se em relação á porção axial do veio para formarem uma forma de cunha convergente, para suportar operativamente a dita parte de veio numa relação de apoio, suportando a dita estrutura de suporte a dita almofada de chumaceira para, pelo menos, uma das oscilações axiais de deflexão e to rção„ 5 ~ Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluído influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa»
4. 6 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial rias extremi-

   /2 991 KMC-018 -91- cJades axiais opostas do alojamento seladoí compreendendo a pluralidade de vedações um rnagneto proporcionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro~fluido substancíalmente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial-
5. 7 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumaceiras um alojamento vedado, o qual inclui uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa. uma pluralidade de vedações, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido, entre a. porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, e uma chumaceira hidrodinâmica fixada a uma das porções de alojamento estática, e de alojamento rotativa, caracterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreendera um corpo cilíndrico unitário tendo um furo central, tendo o dito corpo uma pluralidade de cortes radiais e uma pluralidade de ranhuras, para definirem uma pluralidade de almofadas de chumaceiras espaçadas, sendo cada dita almofada de chumaceira suportada nutria membrana flexível, permitindo a dita membrana à almofada mover-se em qualquer direcçao, para optimizar a formação de cunha, e proporcionando a dita membrana amortecimento de fluida em, pelo menos, uma dírecção-
6. 8 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por cada uma das vedações compre- * 72 991 KM Ο· 018 fí <Ρ »·4·

   92 ender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa-
7. 9 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radiai nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radialmente rnais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial -
8. 10 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumace i r a - um alojamento vedado, o gual incluí uma porção de alojamento uma porção de alojamento rotativa, uma pluralidade de vedações, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, e uma chumaceira hidrodinâmica fixada a urna das porções de

   alojamento estática, e de alojamento rotativa, earacterízada por a chumaceira hidrodinâmica compreender» uma pluralidade de almofadas de chumaceiras espaçadas incluindo cada dita almofada um bordo dianteiro, um bordo traseiro, e uma face de almofada prolongando-se entre o dito bordo dianteiro e o dito bordo traseiro; uma estrutura de suporte compreendendo uma pluralidade de componentes de suporte tipo viga e, pelo menos, um componente de suporte de viga; estando cada componente de suporte tipo viga espaçado a partir de uma almofada de chumaceira, ligando uma porção de aba a dita almofada de chumaceira ao componente tipo viga, e suportando a dita almofada de chumaceira em movimento em relação ao componente tipo viga; e um componente de suporte de viga, sendo o dito componente tipo viga suportado no dito componente de suporte de viga para movimento em relação ao mesmo»
9. 11 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa. 12 ~ Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de aloja mento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto prapai cionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radiaimente

   exteriores das extremidades da porção de alojamento rotatí-Va-< e enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga r«idialM provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial.. 13 - chumaceira, hidrodinâmica vedada,, compreendendo a churna seira: um alojamento vedado,, o qual inclui uma porção de alojamento estática, uma. porção de alojamento rotativa, meios de vedação, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre a porção de alojamento estática e porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, uma chumaceira hidrodinâmica fixada à porção estática, ca-racterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender: uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas circun-ferencia1mente, compreendendo cada uma das ditas almofadas de chumaceira um bordo dianteiro, um bordo traseiro, e uma face de chumaceira de engate no veios uma estrutura de suporte unitária para suportar cada uma das almofadas de chumaceira, sendo a estrutura de suporte concebida para suportar as almofadas para movimento com seis graus de liberdade de uma maneira optimizada, de modo que sob carga normal o bordo traseiro da almofada é deflec-tido para a porção de veio e o bordo dianteiro de cada almofada é deflectido em afastamento da porção de veio, de modo que o bordo traseiro fica ma is perto da porção de veio do que o bordo dianteiro fica em relação à porção de veio» 14 - chumaceira da acordo com a reivindicação 13, caracterizada, por as almofadas de chumaceira serem unitárias com as ditas estruturas de suporte»
10. 15 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a churna-

    95- 72 991 KMC-018 ceiras um alojamento vedado, o qual incluí uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa, meios de vedação, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre as porções de alojamento estática e de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, e uma chumaceira hidrodinâmica fixada a uma das porções de alojamento estática, e de alojamento rotativa caracterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender: uma pluralidade de almofadas de chumaceira espaçadas, compreendendo as almofadas de chumaceira um bordo dianteiro, um bordo traseiro e uma face de chumaceira prolongando-se entre o bordo dianteiro e o bordo traseiro, sendo cada almofada de chumaceira suportada por uma estrutura de suporte unitária, para movimento com seis graus de liberdade* suportando a dita estrutura de suporte as almofadas de chumaceira, de modo que as almofadas de chumaceira têm uma rigidez predeterminada, estando uma película de fluido localizada entre as faces de almofada de chumaceira e a porção de veio, tendo a película de fluido uma rigidez característica, em que a rigidez da película de fluido é maior do que a rigidez das almofadas de chumaceira, de modo que a película de fluido provoca a deflexão das almofadas de chumaceira durante a rotação da porção de veio.
11. 16 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa- 17 ~ Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por a porção de alojamento 72 991 KMG-018 ã.

    t-2* 96 Sé estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axiai. um bardo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, s enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial,
12. 18 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumaceira; um alojamento vedado, o qual incluí uma porção de alojamento estática., uma porção de alojamento rotativa, meios de vedação, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre a porção de alojamento estática e porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, e uma chumaceira hidrodinâmica fixada à porção de alojamento estática, caracterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender; uma pluralidade de almofadas de suporte de veio espaçadas em torno de um eixo; tendo cada almofada de suporte de veio uma superfície de almofada de suporte de veio substancialmente plana, a qual assenta num plano substancialmente transversal ao eixo em

    torno do qual as almofadas estão espaçadas5 pelo rnenos uma vicia de suporte de almofada suportando cada uma das almofadas de suporte de veio, prolongando-se cada uma das vigas de suporte de almofada transversalmente em afastamento da superfície de almofada de suporte de veio e paralela ao dito eixo; pelo menos um componente de suporte de viga, compreendendo o dito componente de; suporte de viga uma cie uma pluralidade das vigas e uma membrana, sendo o dito componente de suporte de viga concebido de modo a suportar cada uma das vigas de suporte de almofada para movimento com seis graus de liberdade, de modo a formar uma cunha hidrodinâmica óptima sob carga normal; e um componente de suporte suplementar concebido para suportar o componente de suporte de viga para movimento com seis graus de liberdade de modo a formar uma cunha hidrodinâmica óptima sob carga normal»
13. 19 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 18, earaeterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa»
14. 20 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 18, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente maís interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga 0 ~9£ > 72 991 KMC-018 radiai,, provocando os magrietos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial„
15. 21 - Componente unitário para suportar um veio rotativo, carácter izado por compreender uma pluralidade de almofadas de suporte de veio; uma estrutura de suporte de almofada, suportando a estrutura de suporte de veio cada urna das almofadas de suporte de veio para movimento com seis graus de liberdade, de modo a optímizar a formação de uma cunha hidrodinâmica sob earga; pelo menos, um elemento piezeléctrico, e meios de alimentação de corrente para alimentarem corrente para o elemento piezeléctrico; de modo a provocar alterações na forma do elemento piezeléctrico,, estando o elemento piezeléctrico localizado de modo que alterações na sua forma provocam alterações na orientação de, pelo menos, uma das almofadas de suporte de veio e da estrutura de suporte. 22 ·"· Componente unitário de acordo com a reivindicação 22, earacterxzado por a estrutura de suporte de almofada compreender uma porção de suporte principal, uma porção de suporte secundária e uma porção de suporte terciária,, 23 ~ Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumaceiras um alojamento vedado, o qual inclui uma porção de alojamento estática. uma porção de alojamento rotativa. uma disposição de vedação, hermética a fluido entre a porção de alojamento rotativa, de modo a e para proporcionar uma vedação de alojamento estática e porção vedar o interior do alojamento, uma chumaceira hidrodinâmica fixada a uma das porções de alojamento rotativa e de alojamento estática, caraeterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender: •99" KMC-018 uma pluralidade de almofadas de chumaceira e uma estrutura de suporte para suportar as almofadas de chumaceira para movimento com seis graus de liberdade; e* pelo menos, um elemento piezeléctrico, tendo o elemento piezeléctrico uma forma que é alterável selectivamente e estando o elemento piezeléctrico localizado de modo que, quando a sua forma muda, a orientação de pelo menos uma das almofadas de chumaceira e a estrutura de suporte mudam.
16. 24 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa.
17. 25 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radiaimente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro-fluido su bstan c i a1mente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial. 26 Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chu mace ira α 72 991 K MC “Ό18

    'ΊΟ Ο um alojamento vedada, o qual Incluí uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativas, uma disposição de vedação, hermética a fluido entre a porção de alojamento rotativa, de modo a e para proporcionar uma vedação de alojamento estática e porção vedar o interior do alojamento. uma chumaceira hidrodinâmica fixada a uma das porções de alojamento rotativa e de alojamento estática, caracterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender:: a chumaceira c h u m a c e i r a e s p a ç a compreendendo uma pluralidade de almofadas de das circunferencialmerite e uma estrutura de su porte de almofada de chumaceira; a estrutura de suporte de almofada de chumaceira compreendendo :: pelo rnenos, um componente de viga, suportando cada uma da dita pluralidade das almofadas de chumaceira; suportando uma membrana contínua cada primeiro componente de viga, e suportando uma pluralidade das vigas a membrana continua»
18. 27 - Chumaceira de acordo com a reivindicação 26, caracteri-zada por compreender adicionalmente, pelo menos, um elemento piezeiéctrico, tendo o elemento piezeléctrico uma forma que é alterável e por o elemento piezeléctrico estar localizado de modo que quando a sua forma se altera a orientação de, pelo menos uma das almofadas de chumaceira altera-se»
19. 28 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa-
20. 29 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por a porção de alojamento estática ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial um bordo radialmente mais interior e a porção de alojamento rotativa ter duas extremidades axiais, tendo cada extremidade axial uma superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selados compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radíaimente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro-fluido substancialmen te a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluído através da dita folga radial -
21. 30 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, compreendendo a chumacei ra: um alojamento vedado, o qual inclui uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa, meios de vedação, para proporcionarem uma vedação hermetíca a fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, e uma chumaceira hidrodinâmica fixada á porção de alojamento estática, caracterizada por a chumaceira hidrodinâmica compreender π cir- uma pluralidade de almofadas de chumaceiras espaçadas ““.102 ““.102 Jh 72 991 Κ.ΜΟ018 cunferencialmente © uma estrutura de suporte de almofada de chumaceiras chuma- compreendendo a estrutura de suporte de almofada de ceiras uma pluralidade de primeiros componentes de viga, suportando cada primeiro componente de viga uma almofada da dita pluralidade de almofadas de chumaceiras uma pluralidade de segundos componentes de viga, suportando cada segundo componente de viga urn primeiro componente de viga; e pelo menos, um componente de suporte suportando a pluralidade dos segundos componentes de viga»
22. 31 - Chumaceira hidrodinâmica vedada, caracterizada por a c hu mace ira comp reende r s um alojamento vedado, o qual incluí uma porção de alojamento estática, uma porção de alojamento rotativa, uma pluralidade de vedações, para proporcionarem uma vedação hermética a fluido entre a porção de alojamento estática e porção de alojamento rotativa, de modo a vedar o interior do alojamento, uma pluralidade de almofadas de chumaceira fixadas à porção de alojamento estática, compreendendo cada uma das almofadas de chumaceira uma superfície de almofada, uma porção de suporte principal, uma porção de suporte secundária e uma porção de suporte terciária»
23. 32 - Chumaceira de acordo com a reivindicação 3i, caracterizada por a porção de suporte principal ser um componente com for....... ma troncónica oca» •-103“ 72 991 KMC--018 33 ~ Chumaceira de acordo com a reivindicação 31, caracteri-zada por a porção de suporte principal incluir uma pluralidade de pernas inclinadas eonícamente, convergindo para um ponto localizada acima da superfície da almofada.
24. 34 - Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 31, earacterízada por cada uma das vedações compreender um ferro-fluido influenciado por um campo magnético, de modo a formar uma barreira de fluido entre a porção de alojamento estática e a porção de alojamento rotativa,. 35 ~ Chumaceira hidrodinâmica vedada de acordo com a reivindicação 31, caracterízada por a porção de alojamento .ca ter duas extremidades ciX 1 & 1 s. tendo cada í extremidade um bordo radi< a1mente mais interí or e a por •çâo de alojamento . va ter duas extremidades axiai s„ tendo cada í âxtremidade axial urna superfície radialmente mais exterior, estando as superfícies radialmente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, espaçadas das superfícies radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática, de modo a definirem uma folga radial nas extremidades axiais opostas do alojamento selado; compreendendo a pluralidade de vedações um magneto proporcionado, num dos bordos radialmente mais interiores das extremidades da porção de alojamento estática e dos bordos radiaimente mais exteriores das extremidades da porção de alojamento rotativa, e enchendo um ferro-fluido substancialmente a dita folga radial, provocando os magnetos que o dito ferro-fluido forme uma barreira de fluido através da dita folga radial. Lisboa, ~t>. β®. $91 Por RUSSELL 0. IDE ~0 ΑΘΕΝΤΕ OFICIAL-