BR102016018003A2 - método para fabricar um dispositivo de polia, um dispositivo de polia de acordo com um tal método de fabricação e um motor equipado com uma tal polia - Google Patents

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Abstract

método para fabricar um dispositivo de polia, um dispositivo de polia de acordo com um tal método de fabricação e um motor equipado com uma tal polia. a invenção relaciona-se a um método para fabricar um dispositivo de polia (1) para um rolo de tensão ou um rolo de um elemento de transmissão incluindo uma polia (2), pelo menos dois mancais de elemento rolante (6, 10) e uma luva (14), os mancais de elemento rolante (6, 10) sendo montados adjacentemente em dita luva (14) antes que a polia (2) seja formada injetando material sobre ditos mancais de elemento rolante (6, 10).

Description

“MÉTODO PARA FABRICAR UM DISPOSITIVO DE POLIA, UM DISPOSITIVO DE POLIA DE ACORDO COM UM TAL MÉTODO DE FABRICAÇÃO E UM MOTOR EQUIPADO COM UMA TAL POLIA” DESCRIÇÃO
[0001] A presente invenção relaciona-se a um método para fabricar um dispositivo de polia para um rolo de tensão ou rolo projetado para cooperar com um elemento de transmissão, por exemplo uma correia de carne ou corrente de um motor de combustão interna de um automóvel. A invenção também relaciona-se a um motor equipado com um tal dispositivo de polia.
[0002] Um tal rolo é normalmente usado para manter permanentemente a tensão de um elemento de transmissão, tal como um correia ou corrente, dentro de uma dada gama, ou modificar localmente o caminho de dita correia ou corrente. Estes são referidos respectivamente como rolos de tensão ou rolos.
[0003] Em um rolo, uma polia está montada em rotação em um parafuso ou um eixo por meio de um mancai, o rolo então sendo fixado diretamente ou indiretamente a um bloco de motor ou a um elemento de um dispositivo de rolo de tensão, por exemplo um braço articulado ou uma manivela.
[0004] O mancai é um dispositivo mecânico projetado para prover uma ligação de pivô entre a polia e o parafuso ou o eixo. Para este propósito, o mancai pode ser um mancai de elemento rolante.
[0005] É conhecido prover um rolo com um mancai de elemento rolante sendo equipado com um anel interno, um anel externo encimado pela polia e uma fila de elementos rolantes, tais como esferas, assentadas radialmente entre as pistas formadas em cada um dos anéis.
[0006] Para suportar cargas maiores, o mancai de elemento rolante pode ser equipado com pelo menos duas filas de elementos rolantes. De acordo com uma alternativa, o rolo pode ser equipado com pelo menos dois mancais de elemento rolante em uma única fila de elementos rolantes.
[0007] Porém, o uso de uma pluralidade de mancais de elemento rolante axialmente adjacentes requer o uso de uma polia montada por interferência nos anéis externos dos mancais de elemento rolante, como descrito por exemplo em WO 01/033108 A1. Realmente, defeitos de fabricação e tolerâncias inerentes nos elementos de cada mancai de elemento rolante significam que há falhas de alinhamento axial e radial até mesmo entre dois mancais de elemento rolante julgados serem idênticos. Uma polia encaixada por pressão sobre os anéis externos de mancais de elemento rolante axialmente adjacentes ajuda a eliminar falhas de alinhamento entre ditos anéis externos.
[0008] Uma polia de plástico rígido ou metal pode então ser usada para este propósito, ditos anéis internos dos mancais de elemento rolante estando montados em uma superfície cilíndrica interna de cavidade central da polia.
[0009] Porém, um tal constrangimento torna impossível fabricar uma polia injetando material sobre os anéis externos dos mancais de elemento rolante. Realmente, neste caso, as falhas de alinhamento não podem ser eliminadas pela polia desde que o material formando dita polia é somente depositado e adapta nos anéis. Uma polia feita de material que é menos rígido, menos sólido e menos caro não pode ser usada. O processo de sobremoldagem, que é conhecido à pessoa qualificada na arte e barato, também não é apropriado.
[0010] O propósito da presente invenção é propor um novo método para fabricar um dispositivo de polia que é particularmente simples e barato para implementar.
[0011] Para este propósito, a invenção relaciona-se a um método para fabricar um dispositivo de polia para um rolo de tensão ou rolo de um elemento de transmissão.
[0012] De acordo com a invenção, o dispositivo inclui uma polia, pelo menos dois mancais de elemento rolante e uma luva, e o método inclui as etapas sucessivas seguintes: (a) Pelo menos dois mancais de elemento rolante cada um tendo uma fila única de elementos rolantes são montados com antecedência, ditos mancais de elemento rolante cada um incluindo um anel interno tendo uma cavidade, um anel externo tendo uma superfície cilíndrica externa, e uma fila única de elementos rolantes assentados radialmente entre os anéis internos e os anéis externos, em que ditos anéis podem estar em rotação relativa sobre um eixo central, (b) Uma luva está posicionada coaxialmente com os mancais de elemento rolante, (c) Os pelo menos dois mancais de elemento rolante, cada um tendo uma fila única de elementos rolantes, são montados sucessivamente em uma superfície cilíndrica externa da luva, os anéis internos dos mancais de elemento rolante suportando axialmente e sucessivamente um contra o outro, dita luva sendo comum a todos os anéis internos dos mancais de elemento rolante, e tal que a superfície cilíndrica externa da luva interfira com as cavidades dos anéis internos dos mancais de elemento rolante axialmente adjacentes; e (d) Uma polia de plástico é formada injetando material sobre as superfícies cilíndricas externas dos anéis externos dos mancais de elemento rolante.
[0013] De acordo com a invenção, os anéis internos dos mancais de elemento rolante adjacentes são todos posicionados e ajustados em relação à superfície cilíndrica externa da luva. As falhas de alinhamento axial e radial entre ditos anéis são compensadas pela cilindricidade da superfície externa da luva. Tal cilindricidade é relativamente fácil de fabricar para a pessoa qualificada na arte.
[0014] Subsequentemente, uma polia é formada injetando material sobre os anéis externos dos mancais de elemento rolante adjacentes que foram todos ajustados em relação um ao outro na etapa prévia. O processo de injeção deposita material que ajusta as superfícies externas e qualquer interstício entre os anéis externos dos mancais de elemento rolante, ditos interstícios tendo sido limitados durante a etapa precedente de posicionamento e ajuste.
[0015] Consequentemente, a invenção habilita uma pluralidade de mancais de elemento rolante de fila única ser usada em lugar de um mancai de elemento rolante de múltipla filas enquanto mantendo as vantagens técnicas para o número equivalente de filas de elementos rolantes. Além disso, um mancai de elemento rolante de múltiplas filas é mais caro e exige maior precisão para fabricar do que vários mancais de elemento rolante de fila única, para o número equivalente de filas de elementos rolantes.
[0016] A invenção também relaciona-se a um dispositivo de polia para um rolo de tensão ou rolo obtido usando um tal método de fabricação.
[0017] De acordo com aspectos vantajosos, mas opcionais da invenção, um dispositivo de polia obtido usando um tal método de fabricação pode incluir uma ou mais das características seguintes em qualquer combinação tecnicamente admissível: • Os elementos rolantes do mancai de elemento rolante são esferas. • Os elementos rolantes do mancai de elemento rolante são retidos espaçados substancialmente regularmente fora ao redor da circunferência por uma gaiola. • A polia é feita de um material que pode ser injetado, fundido ou moldado, por exemplo plástico. • A polia é feita de poliamida PA66 com 30% de fibra de vidro. • A polia inclui uma porção axial externa projetada para cooperar com um elemento de transmissão, uma porção axial interna encimando os anéis externos dos mancais de elemento rolante, e uma porção intermediária anular radial unindo ditas porções axiais. • A polia tem costelas de reforço arranjadas entre as porções axiais internas e externas e conectadas à porção intermediária. • A porção axial interna da polia tem dois ombros orientados radialmente para o interior do dispositivo de polia, ditos ombros estando posicionados axialmente em qualquer lado da montagem formada pelos mancais de elemento rolante do dispositivo de polia tal que os anéis externos adjacentes dos mancais de elemento rolante sejam retidos axialmente por ditos ombros. • A porção axial interna da polia está estendida a uma extremidade axial através de meio de fixação projetado para cooperar com uma cobertura. • O meio de fixação para uma cobertura consiste em uma porção axial anular tendo um relevo projetado para ser assentado em uma cavidade relacionada em dita cobertura. • O relevo é anular. • A luva é feita de aço. • A luva é feita de aço sinterizado D10 com aglutinante. • A luva tem uma porção tubular incluindo a superfície cilíndrica externa na qual os mancais de elemento rolante são montados, dita porção tubular estando estendida a uma extremidade axial por um flange radial anular de diâmetro maior. • O diâmetro externo do flange da luva não é maior que 90% do diâmetro interno da polia tal como a deixar um espaço radial livre entre dito flange e dita polia para habilitar um molde ser fechado em cima dos anéis externos dos mancais de elemento rolante durante o processo de sobremoldagem da polia. • A luva tem uma cavidade projetada para reter um parafuso ou um eixo. • A luva é provida com meio de fixação projetado para ser conectado rigidamente a um elemento de apoio.
[0018] A invenção também relaciona-se a um motor de combustão interna incluindo pelo menos um rolo ou dispositivo de rolo de tensão para um elemento de transmissão de torque de acordo com uma das concretizações mencionadas acima.
[0019] A invenção e outras vantagens da invenção são explicadas em maior detalhe na descrição seguinte de uma única concretização de um dispositivo de polia de acordo com o princípio do mesmo, provido puramente por meio de exemplo e com referência aos desenhos anexos representando uma meia seção axial de um tal dispositivo de polia.
[0020] Um dispositivo de polia para um rolo de tensão ou rolo de um elemento de transmissão, indicado como um todo usando sinal de referência 1, inclui uma polia 2, dois mancais de elemento rolante 6 e 10, e uma luva 14.
[0021] A polia 2 inclui uma porção axial interna 3, uma porção axial externa 5 e uma porção intermediária anular radial 4 unindo ditas porções interna e externa 3, 5. A polia 2 como um todo, e especificamente as porções 3, 4, 5 formando a polia, são anulares sobre um eixo central X1. Costelas de reforço 4a são providas entre as porções axiais interna e externa 3, 5 e estão conectadas à porção intermediária 4.
[0022] A porção axial externa 5 da polia 2 provê uma superfície cilíndrica externa 5a projetada para cooperar com um elemento de transmissão 17 mostrado usando uma linha pontilhada, por exemplo uma correia ou uma corrente.
[0023] A porção axial interna 3 da polia 2 tem uma extremidade axial 3d estendida axialmente através de meio de fixação 3e projetada para cooperar com uma cobertura 18, mostrada usando uma linha pontilhada. A extremidade axial é anular e o meio de fixação inclui um relevo anular 3e projetado para ser assentado em um sulco relacionado em uma cobertura. Alternativamente, o meio de fixação pode envolver colagem, ou qualquer outro meio apropriado.
[0024] A porção axial interna 3 da polia 2 tem uma cavidade 3a na qual os dois mancais de elemento rolante 6,10 estão assentados.
[0025] O mancai de elemento rolante 6 inclui um anel externo 7 tendo duas bordas dianteiras radiais 7a, 7b, uma superfície cilíndrica externa 7c e uma cavidade 7d, e um anel interno 8 tendo duas bordas dianteiras radiais 8a, 8b, uma superfície cilíndrica externa 8c e uma cavidade 8d.
[0026] O mancai de elemento rolante 6 tem uma fila única de elementos rolantes 9, neste caso esferas, arranjada entre as pistas toroidais formadas na cavidade 7d do anel externo 7 e na superfície cilíndrica externa 8c do anel interno 8.
[0027] Os anéis 7, 8 do mancai de elemento rolante 6 podem estar em rotação relativa sobre o eixo central X1.
[0028] Semelhantemente, o mancai de elemento rolante 10 inclui um anel externo 11 tendo duas bordas dianteiras radiais 11a, 11b, uma superfície cilíndrica externa 11c e uma cavidade 11 d, e um anel interno 12 tendo duas bordas dianteiras radiais 12a, 12b, uma superfície cilíndrica externa 12c e uma cavidade 12d.
[0029] O mancai de elemento rolante 10 tem uma única fila de elementos rolantes 13, neste caso esferas, arranjados entre as pistas toroidais formadas na cavidade 11 d do anel externo 11 e na superfície cilíndrica externa 12c do anel interno 12.
[0030] Os anéis 11, 12 do mancai de elemento rolante 10 podem estar em rotação relativa sobre o eixo central X1.
[0031] Na concretização de exemplo ilustrada, os anéis externos 7, 11 e anéis internos 8, 12 são sólidos, isto é, ditos anéis são formados usinando tubos, barras, pedaços forjados e/ou pedaços laminados com remoção de material (torneamento, esmerilhamento).
[0032] Os elementos rolantes 9, 13 podem ser assentados em uma gaiola (não mostrada) que mantém o espaçamento circunferencial dos elementos rolantes.
[0033] Os mancais de elemento rolante 6, 10 podem cada um ter um ou dois meios de vedação anulares (não mostrados) em cada lado da fila única de elementos rolantes.
[0034] De acordo com a invenção, os mancais de elemento rolante 6, 10 com uma fila única de elementos rolantes 9, 13 respectivamente são axialmente adjacentes.
[0035] Os anéis externos 7, 11 e anéis internos 8, 12 dos dois mancais de elemento rolante 6, 10 são respectivamente axialmente adjacentes, tal que as bordas dianteiras radiais 7b, 11a dos anéis externos 7, 11 e as bordas dianteiras radiais 8b, 12a dos anéis internos 8, 12 limitem axialmente.
[0036] Ambos os mancais de elemento rolante 6, 10 estão assentados radialmente dentro da polia 2. Mais especificamente, as superfícies cilíndricas externas 7c, 11c dos anéis externos 7, 11 dos mancais de elemento rolante 6, 10 respectivamente estão em contato com a cavidade 3a da porção axial interna 3 da polia 2.
[0037] A porção axial interna 3 da polia 2 tem dois ombros 3b, 3c orientados radialmente para o interior do dispositivo de polia 1, ditos ombros 3b, 3c estando posicionados axialmente em ambos os lados da montagem formada pelos mancais de elemento rolante 6, 10 do dispositivo de polia 1. O ombro 3b limita axialmente contra a borda dianteira radial 11b do anel externo 11 do mancai de elemento rolante 10 e o ombro 3c limita axialmente contra a borda dianteira radial 7a do anel externo 7 do mancai de elemento rolante 6. Consequentemente, os anéis externos axialmente adjacentes 7, 11 dos mancais de elemento rolante 6, 10 são retidos axialmente por ditos ombros 3b, 3c da polia 2.
[0038] Os anéis internos axialmente adjacentes 8, 12 dos mancais de elemento rolante 6, 10 têm cavidades adjacentes 8d, 12d nas quais uma luva 14 está assentada.
[0039] A luva 14, tendo o eixo central X1, tem uma porção axial cilíndrica 15 provendo uma superfície cilíndrica externa 15a sobre a qual as cavidades 8d, 12d dos anéis internos 8, 12 dos mancais de elemento rolante 6, 10 são respectivamente providas.
[0040] A porção axial cilíndrica 15 está estendida a uma das extremidades axiais da mesma por um flange anular radial 16 de diâmetro maior. Em um lado, o flange cobre o espaço radial livre entre a cavidade 11 d do anel externo 11 e a superfície cilíndrica externa 12c do anel interno 12 para prevenir o ingresso de contaminantes de fora do dispositivo 1.
[0041] O flange 16 também forma uma superfície de parada axial contra a qual a borda dianteira radial 12b do anel interno 12 do mancai de elemento rolante 10 limita.
[0042] Desde que o anel interno 8 do outro mancai de elemento rolante 6 do dispositivo 1 também limita contra dito anel interno 12 do mancai de elemento rolante 10, o flange 16 pode ser usado como uma referência para ajustar a posição axial dos anéis internos limitantes adjacentes.
[0043] Além disso, o flange 16 pode limitar axialmente contra um elemento de apoio (não mostrado) fora do dispositivo de polia 1 para habilitar a montagem e fixação do dispositivo 1 em dito elemento de apoio. O elemento de apoio pode ser por exemplo um bloco de motor, e braço articulado ou uma manivela do rolo de tensão automático relacionado. Para este propósito, a luva 14 como um todo é provida com um furo passante 15b no qual um parafuso pretendido para conectar rigidamente o dispositivo de polia 1 a dito elemento de apoio pode ser inserido.
[0044] De acordo com a invenção, o dispositivo 1 é montado de acordo com as etapas sucessivas seguintes: [0045] Os dois mancais de elemento rolante 6 e 10, cada um tendo uma fila única de elementos rolantes, são montados com antecedência, ditos mancais de elemento rolante 6, 10 cada um incluindo um anel interno 8, 12 tendo uma cavidade 8d, 12d respectivamente, um anel externo 7, 11 tendo uma superfície cilíndrica externa 7c, 11c respectivamente, e uma fila única de elementos rolantes 9, 13 assentados radialmente entre os anéis internos 8, 12 e anéis externos 7, 11 respectivamente, em que ditos anéis 7 8 e 11, 12 podem estar em rotação relativa sobre um eixo central X1.
[0046] A luva 14 está posicionada coaxialmente com os mancais de elemento rolante 6, 10.
[0047] Os dois mancais de elemento rolante 6, 10, cada um tendo uma fila única de elementos rolantes, são montados sucessivamente na superfície cilíndrica externa 15a da porção axial cilíndrica 15 da luva 14, dita porção axial 15 sendo comum a todos os anéis internos 8, 12 dos mancais de elemento rolante 6, 10 respectivamente. A superfície cilíndrica externa 15a da porção axial 15 interfere com as cavidades 8d, 12d dos anéis internos 8, 12 dos mancais de elemento rolante axialmente adjacentes 6, 10.
[0048] Mais especificamente, a posição dos anéis internos 8, 12 é ajustada na porção cilíndrica 15 para limitar axialmente. Além disso, o anel interno 12 do mancai de elemento rolante 10 também limita axialmente contra o flange 16 se estendendo radialmente da porção axial 15 da luva a fim de formar uma referência de posicionamento e um batente para os anéis internos 8, 12. Consequentemente, os anéis externos 7, 11 se movem mais perto um ao outro até que o mesmo limite axialmente um contra o outro.
[0049] A polia de plástico 2 é então sobremoldada sobre a montagem formada pelos anéis externos 7, 11 dos mancais de elemento rolante 6, 10.
[0050] A polia pode ser feita vantajosamente de plástico, por exemplo poliamida PA66 reforçada com 30% de fibra de vidro.
[0051] De acordo com uma alternativa (não mostrada), o dispositivo 1 pode incluir mais de dois mancais de elemento rolante axialmente adjacentes.
[0052] Preferivelmente, o diâmetro externo do flange 16 da luva 14 não é maior que 90% do diâmetro interno da polia 2, e especificamente do ombro 3b, tal como a deixar um espaço radial livre entre dito flange 16 e dita polia 2 para habilitar um molde ser fechado em cima dos anéis externos 7, 11 dos mancais de elemento rolante 6, 10 durante o processo de sobremoldagem da polia 2.
[0053] A invenção descrita acima usa rolamento de esferas. Outros elementos rolantes, tais como rolos ou agulhas, também podem ser usados.
[0054] As características técnicas das concretizações e variantes providas acima podem ser combinadas.
REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Método para fabricar um dispositivo de polia (1) para um rolo de tensão ou um rolo de um elemento de transmissão incluindo uma polia (2), pelo menos dois mancais de elemento rolante (6, 10) e uma luva (14), dito método caracterizado por compreender as etapas sucessivas seguintes: (a) pelo menos dois mancais de elemento rolante (6, 10), cada um tendo uma fila única de elementos rolantes, são montados com antecedência, cada um dos ditos mancais de elemento rolante (6, 10) compreendendo um anel interno (8, 12) tendo uma cavidade (8d, 12d), um anel externo (7, 11) tendo uma superfície cilíndrica externa (7c, 11c), e uma fila única de elementos rolantes (9, 13) assentados radialmente entre os anéis internos (7, 11) e os anéis externos (8, 12), em que ditos anéis (7, 11; 8, 12) podem estar em rotação relativa em torno de um eixo central (X1), (b) uma luva (14) está posicionada coaxialmente com os mancais de elemento rolante (6, 10), (c) cada um dos pelo menos dois mancais de elemento rolante (6, 10) tendo uma fila única de elementos rolantes, são montados sucessivamente sobre uma superfície cilíndrica externa (15a) da luva (14), os anéis internos (8, 12) dos mancais de elemento rolante (6, 10) suportando axialmente e sucessivamente um contra o outro, dita luva (14) sendo comum a todos os anéis internos (8, 12) dos mancais de elemento rolante (6, 10), e tal que a superfície cilíndrica externa (15a) da luva (14) interfere com as cavidades (8d, 12d) dos anéis internos (8, 12) dos mancais de elemento rolante axialmente adjacentes (6, 10), e (d) uma polia de plástico é formada injetando material sobre as superfícies cilíndricas externas (7c, 11c) dos anéis externos (7, 11) dos mancais de elemento rolante (6, 10).
2. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polia de plástico (2) é provida durante a injeção de material com a porção axial interna (3) tendo dois ombros (3b, 3c) orientados radialmente em direção ao interior do dispositivo de polia (1), ditos ombros (3b, 3c) estando posicionados axialmente em ambos os lados da montagem formada pelos mancais de elemento rolante (6, 10) do dispositivo de polia (1), tal que os anéis externos adjacentes (7, 11) dos mancais de elemento rolante (6, 10) sejam retidos axialmente por ditos ombros (3b, 3c).
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a polia de plástico (2) é provida durante a injeção de material com uma porção axial interna (3) estendida a uma extremidade axial (3d) através de meio de fixação (3c) projetado para cooperar com uma cobertura (18).
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a luva (14) é provida com uma porção tubular (15) incluindo a superfície cilíndrica externa (15a) na qual os mancais de elemento rolante (6, 10) são montados, dita porção tubular (15a) estando estendida a uma extremidade axial por um flange radial anular (16) de diâmetro maior.
5. Método de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o diâmetro externo do flange (16) da luva (14) não é maior que 90% do diâmetro interno da polia (2) tal como a deixar um espaço radial livre entre dito flange (16) e dita polia (2) para habilitar um molde ser fechado acima dos anéis externos (7, 11) dos mancais de elemento rolante (6, 10) durante o processo de sobremoldagem da polia (2).
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a luva (14) é provida com uma cavidade (15a) projetada para reter um parafuso ou um eixo.
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