BR112012003553B1

BR112012003553B1 - Desacoplador isolador

Info

Publication number: BR112012003553B1
Application number: BR112012003553-3A
Authority: BR
Inventors: Alexander Serkh; Imtiaz Ali; Peter Ward
Original assignee: The Gates Corporation
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2020-09-29
Also published as: KR101387133B1; EP2478240A1; US9068608B2; EP2478240B1; KR20120061937A; JP5499172B2; RU2489618C1; WO2011035080A1; JP2013504028A; BR112012003553A2; US20110065537A1; CN102498307B; CN102498307A

Abstract

desacoplador isolador trata-se de um desacoplador isolador compreendendo uma polia (3), um eixo mecânico (11), uma bucha (2) engatada de forma corrediça com a polia (3) e engatada de forma corrediça com eixo mecânico (11), a polia assentada no eixo mecânico (11) por um mancal (8), uma embreagem unidirecional (7) fixa ao eixo mecânico (11) e engatada à bucha (2), por meio do que a bucha (2) gira sincronizadamente com a embreagem unidirecional (7), uma mola de torção (4) engatada entre a polia (3) e a embreagem unifirecional (7) para acoplar de forma resiliente a polia (3) ao eixo mecânico (11), e a polia (3) diretamente acoplável de forma não resiliente ao eixo mecânico (11) em uma condição carregada predeterminada temporária.

Description

Campo de Invenção

[001] A invenção refere-se a um desacoplador isolador, e, mais particularmente, a um desacoplador isolador em que uma mola de torção engatada entre a polia e a embreagem unidirecional para acoplar de forma resiliente a polia ao eixo mecânico, e a polia acoplável diretamente de forma não resiliente ao eixo mecânico em uma condição carregada prede-terminada temporária.

Antecedentes da Invenção

[002] É comum o emprego de sistemas de acionamento de acessórios em serpentina em veículos automotores para o acionamento de acessórios do motor. Um sistema típico de acionamento em serpentina inclui uma polia motriz no eixo de manivelas de um motor de combustão interna do veículo, uma série de polias acionadas para os acessórios e uma cor-reia com múltiplas nervuras engrenada em volta das polias motriz e acionada. Uma vantagem do acionamento em serpentina é que, graças à provisão de um tensionador de correia automático na correia, é possível montar os acessórios de forma fixa.

[003] A polia motriz estabelece uma carga altamente dinâmica sobre a correia. Essa carga dinâmica alta deve-se às características de saída de torque variável dos motores de combustão interna. Sob essa circunstância, o tensionador não é capaz de acomodar todas as características de torque variável e as alterações de carga da correia provocadas pelo torque variável. O resultado pode ser ruído e redução da vida útil da correia devido ao deslizamento instantâneo da correia.

[004] A patente US número 6,083,130 (2000), representante do estado da técnica, revela um sistema de acionamento de correia em serpentina para um veículo automotor compreendendo um conjunto de acionamento incluindo um motor de combustão interna con-tendo um eixo mecânico de saída com uma polia motriz no mesmo capaz de girar em torno de um eixo geométrico da polia motriz. Cada um dentre uma sequência de conjuntos acio-nados tem uma polia movida capaz de girar em torno de um eixo geométrico paralelo ao eixo geométrico da polia motriz e uma correia em serpentina montada em relação de coope- ração com a polia motriz e com as polias movidas em uma sequência que corresponde à sequência dos conjuntos movidos quando relacionado à direção de movimento da correia para fazer as ditas polias movidas girar em resposta à rotação da polia motriz. A sequência de conjuntos acionados inclui um conjunto de alternador incluindo um eixo mecânico de al- ternador montado para rotação em torno de um eixo geométrico do eixo mecânico. Uma estrutura de cubo é carregada fixamente pelo eixo mecânico do alternador para rotação com o mesmo em torno do eixo geométrico do eixo mecânico. Um mecanismo de mola e embreagem unidirecional acopla a polia do alternador à estrutura de cubo. O mecanismo de mola e embreagem unidirecional compreende um membro de mola resiliente formado separada-mente e conectado em série a um membro de embreagem unidirecional. O membro de mola resiliente é construído e configurado para transmitir os movimentos de rotação acionados da polia do alternador pela correia em serpentina para a estrutura de cubo, de modo que o eixo mecânico do alternador seja girado na mesma direção que a polia do alternador enquanto é capaz de movimentos resilientes relativos instantâneos em direções opostas em relação à polia do alternador durante o movimento de rotação acionado da mesma. O membro de em-breagem unidirecional é construído e configurado para permitir que a estrutura de cubo, e, portanto, o eixo mecânico do alternador girem a uma velocidade maior do que a velocidade de rotação da polia do alternador quando a velocidade do eixo mecânico de saída do motor é desacelerada a um nível suficiente para estabelecer o torque entre a polia do alternador e a estrutura de cubo em um nível negativo predeterminado.

[005] O que se faz necessário é um desacoplador isolador compreendendo uma mola de torção engatada entre a polia e a embreagem unidirecional para acoplar de forma resiliente a polia ao eixo mecânico, e a polia acoplável diretamente de forma não resiliente ao eixo mecânico em uma condição carregada predeterminada temporária. A presente invenção atende a essa necessidade.

Sumário da Invenção

[006] O aspecto primário da invenção é oferecer um desacoplador isolador compre-endendo uma mola de torção engatada entre a polia e a embreagem unidirecional para aco- piar de forma resiliente a polia ao eixo mecânico, e a polia acoplável diretamente de forma não resiliente ao eixo mecânico em uma condição carregada predeterminada temporária.

[007] Outros aspectos da invenção serão demonstrados ou se tornarão evidentes na descrição seguinte da invenção e nos desenhos em anexo.

[008] A invenção compreende um desacoplador isolador compreendendo uma polia, um eixo mecânico, uma bucha engatada de forma corrediça com a polia e engatada de for-ma corrediça com o eixo mecânico, a polia assentada no eixo mecânico por um rolamento, uma embreagem unidirecional fixa ao eixo mecânico e engatada à bucha, por meio do que a bucha gira sincronizadamente com a embreagem unidirecional, uma mola de torção engatada entre a polia e a embreagem unidirecional para acoplar de forma resiliente a polia ao eixo mecânico, e a polia diretamente acoplável de forma não resiliente ao eixo mecânico em uma condição carregada predeterminada temporária.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] Os desenhos em anexo, os quais são incorporados e formam uma parte do re-latório descritivo, ilustram concretização preferidas da presente invenção, e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

[010] A Figura 1 é uma vista em corte do desacoplador isolador.

[011] A Figura 2 é uma vista explodida do desacoplador isolador.

[012] A Figura 3 é uma vista em perspectiva da bucha.

[013] A Figura 4 é uma vista de extremidade do desacoplador isolador.

[014] A Figura 5 é uma vista em perspectiva da Figura 4.

[015] A Figura 6 é uma vista em perspectiva do retentor de mola.

[016] A Figura 7 é uma vista em perspectiva do suporte da embreagem.

Descrição Detalhada da Concretização Preferida

[017] A Fig. 1 é uma vista em corte do desacoplador isolador. O desacoplador isolador 100 compreende uma polia 3 contendo uma superfície com múltiplas nervuras 31. A polia 3 é montada rotativamente na pista externa 81 de um rolamento de esferas 8. O rolamento 8 também pode compreender uma luva, bucha, agulha ou outra forma adequada de rolamento.

[018] Um retentor de mola 6 é encaixado sob pressão na polia 3. Uma extremidade 41 da mola de torção 4 se engata ao retentor de mola 6. A outra extremidade 42 da mola de torção 4 se engata à bucha de plástico 2. A bucha 2 é disposta entre a polia 3 e o eixo me-cânico 11.

[019] A embreagem unidirecional 7 é uma embreagem de roletes com uma gaiola e uma pista interna e externa. O diâmetro interno da embreagem unidirecional é formado pelo eixo mecânico 11. Um suporte de embreagem 5 é encaixado sob pressão na pista externa da embreagem unidirecional 71.

[020] O suporte de embreagem 5 compreende duas saliências 51 que se estendem radialmente a partir do suporte em uma direção normal a um eixo geométrico de rotação A- A. Cada saliência 51 se engata de maneira cooperativa a um rebaixo 2 na bucha 2, por meio da qual o torque é transmitido. O engate das abas 51 nos rebaixos 22 dessa maneira faz com que o movimento de rotação da bucha 2 seja controlado pela embreagem unidirecional 7, portanto, a bucha 2 gira sincronizadamente com o suporte de embreagem 5 e a embreagem unidirecional 7.

[021] A bucha 2 é travada axialmente no eixo 11 entre a cobertura 1 e a mola 42. A mola 42 pressiona o suporte de embreagem 5, e, desse modo, as saliências 51 para dentro da bucha 2. A outra extremidade da mola 42 é engatada ao retentor de mola 6. O desacoplador isolador é coberto por uma cobertura de extremidade externa 1 para impedir a entrada de resíduos no dispositivo. Uma posição axial da polia em um eixo mecânico de alternador (AS) pode ser ajustada por um espaçador 9. A bucha 2 pode compreender qualquer material plástico de baixa fricção conhecido na técnica.

[022] O torque é transmitido de uma correia (não ilustrada) para a polia 3. A partir da polia 3, o torque é transmitido ao retentor de mola 6, depois para a mola de torção 4, então para a bucha 2 e depois para o suporte de embreagem unidirecional 5 e então para a em-breagem unidirecional 7, seguindo para o eixo mecânico 11 e, no final, para um eixo mecâ-nico de acessório, tal como um eixo mecânico de alternador AS.

[023] Em operação, o torque é transmitido de forma resiliente pela mola 4 sendo car-regada por torção na direção de desbobinamento. Durante as inversões de torque devido à inércia do acessório acionado, o eixo mecânico acionado 11 tenderá a passar da polia 3. Antes que haja um excesso significativo, a mola de torção 4 irá descarregar-se para sua posição neutra (não carregada). Após a mola 4 ser descarregada, o eixo mecânico de aces-sório que é conectado ao eixo mecânico 11 é desconectado do suporte de embreagem 5 pela embreagem unidirecional 7.

[024] A mola de torção 4 não pode ser carregada na direção (de bobinamento) oposta a partir da direção de carga porque cada extremidade 41, 42 da mola 4 se desengataria de seu respectivo engate com a parte 26 e A parte 64.

[025] A mola de torção 4 é ligeiramente pré-carregada ou comprimida entre o retentor de mola 6 e a bucha 2 para gerar uma quantidade predeterminada de amortecimento para limitar o movimento relativo entre os componentes do dispositivo.

[026] A embreagem unidirecional 7 é uma embreagem unidirecional de roletes que não tem suporte de rolamento entre as pistas interna e externa. A ausência de suporte de rolamento entre as pistas interna e externa torna o design menor, mais barato e mais leve. Por exemplo, a embreagem unidirecional 7 é disponibilizada pela SBF ou pela NTN Corporation, localizada em 1-3-17, Kyomachibori, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka 550-0003 Japão, usando embreagens do estilo HF ou HFL. Na presente concretização, o fabricante é a Suzhou Bearing Factory (SBF) e o número de peça é HF2016.

[027] Além disso, a bucha 2 tem superfícies de fricção de rolamento interna 24 e ex-terna 21. A superfície de rolamento externa 21 engata-se de forma corrediça à superfície 32 da polia 3. A superfície 21 funciona durante o modo de isolamento, isto é, quando a mola de torção 4 é carregada, a polia 3 com o retentor de mola 6, e, assim, a polia 3, pode se mover em relação à bucha 2.

[028] A superfície de cobertura 16 engata-se por fricção à superfície da bucha 27. O engate por fricção entre a superfície 16 e a superfície 27 fornece uma quantidade predeter-minada de amortecimento, de modo que, durante uma inversão de torque, a mola 4 perma- neça assentada entre a parte 64 e a parte 26. Isso, por sua vez, impede o ruído que poderia de outro modo ser causado pelo movimento relativo da mola no dispositivo entre a bucha 2 e o retentor de mola 6.

[029] Durante o modo de sobregiro (inversão de toque), a superfície do rolamento in-terno 24 da bucha 2 tem um engate deslizante com o eixo mecânico 11, de modo que o eixo mecânico 11 possa “exceder” a bucha 2 e, portanto, a polia 3. Dessa forma, o eixo mecânico 11 e a bucha 2 possuem movimento de rotação relativo. A separação das superfícies de fricção, dessa forma, reduz a carga friccionai, o desgaste e o acúmulo de calor no desaco-plador isolador.

[030] O dispositivo adicionalmente compreende batentes que limitam o desbobina- mento da mola durante a operação carregada para evitar a sobrecarga da mola. Os batentes estão localizados entre o suporte de embreagem 5 e o retentor de mola 6, a saber, as saliências do retentor de mola 61 engatam-se de maneira cooperativa às partes de saliência 52 em uma condição de sobrecarga. Sob condições de torque operacional normal e carre-gamento normal, cada saliência 61 não está em contato com uma saliência 52. No entanto, durante o carregamento excessivo, a mola 4 é desbobinada e cada saliência 61 se engata a uma saliência 52, acoplando assim a polia 3 ao eixo mecânico 11 de forma direta e não resi-liente, de fato contornando a mola 4 e a embreagem unidirecional 7. Por exemplo, tais con-dições de sobrecarga podem estar presentes durante condições de aceleração do motor.

[031] A mola 4 também é pré-carregada por um ângulo pequeno para impedir que a mola 4 deixe sua sede 25 na bucha 2 e o retentor de mola 6. O ângulo de pré-carga é de aproximadamente 5 graus, o que se equipara a um torque de aproximadamente 1 a 2 N-m. Nesta condição “sem carga”, a saliência 61 se apóia em uma saliência 52, vide Fig. 5, cau-sando assim a pré-carga.

[032] A Figura 2 é uma vista explodida do desacoplador isolador. A superfície externa 21 engata-se de forma corrediça a uma superfície interna 32 da polia 3. A extremidade 41 se encontra com a parte de extremidade 64.

[033] Um anel de pressão 10 retém a bucha 2 no eixo mecânico 11. A cobertura 1 é encaixada sob pressão sobre uma borda 33 da polia 3.

[034] A Figura 3 é uma vista em perspectiva da bucha. A superfície interna 24 se en-gata de forma corrediça a uma superfície externa do eixo mecânico 11. Cada rebaixo 22 receber uma saliência 64. Uma espiral da mola 4 se apóia na superfície 25. A extremidade 42 se apóia na parte de extremidade 26.

[035] A Figura 4 é uma vista de extremidade do desacoplador isolador. As saliências 61 no retentor de mola 6 se engatam a partes de recepção cooperativas, ou lacunas, 53 no suporte de embreagem 5. O retentor de mola 6 é rotativamente móvel em relação ao suporte de embreagem 5 para acomodar flutuações de carga normais, assim como inversões de torque.

[036] A Figura 5 é uma vista em perspectiva da Figura 4. A saliência 61 é ilustrada apoiando-se na saliência 52 na condição sem carga devido à ligeira pré-carga da mola. À medida que o isolador é carregado e a mola 4 é desbobinada, a saliência 61 se moverá para longe da saliência 52 à qual ela se engata na condição sem carga. No caso de uma condição de sobrecarga, cada saliência 61, pela rotação relativa do retentor de mola 6 em relação ao suporte de embreagem 5, entrará em contato com a próxima saliência sucessiva 52. Cada saliência 61 se move dentro da saliência 52 entre as saliências 52. A saber, a primeira saliência 61 e a segunda saliência 52 podem ser engatadas cooperativamente, por meio do que uma amplitude rotativa de movimento do membro de retenção de mola 6 em relação ao suporte de embreagem unidirecional 5 é limitada entre uma primeira posição sem carga e a segunda posição sobrecarregada, na qual a polia é capaz de ser acoplada diretamente de forma temporária ao eixo mecânico na condição de sobrecarga máxima pelo contato direto da saliência 61 com a saliência 52.

[037] A Figura 6 é uma vista em perspectiva do retentor de mola. O retentor de mola compreende saliências 61 que se estendem radialmente para dentro. O membro 62 com-preende uma superfície projetante que suporta uma espiral da mola. A parte inclinada 63 suporta uma espiral da mola 4. A extremidade 41 da mola 4 se apóia contra a parte de ex-tremidade 64.

[038] A Figura 7 é uma vista em perspectiva do suporte da embreagem. O suporte de embreagem 5 é encaixado sob pressão em uma pista externa da embreagem unidirecional 7. O suporte de embreagem 5 compreende partes de saliência 52 que se estendem em uma direção axial.

[039] As partes de recepção 53 são dispostas entre as partes de saliência 52 e defi-nidas por estas. O comprimento circunferencial CL de cada parte 53 é maior do que a largura W de cada saliência 61. Isso permite certo movimento rotativo relativo entre o retentor de mola 6 e o suporte de embreagem 5 durante a operação normal e inversões de torque, isto é, a primeira saliência 52 e a segunda saliência 61 são engatadas cooperativamente, por meio do que uma amplitude rotativa de movimento do suporte de embreagem unidirecional 5 em relação ao membro de retenção de mola 6 é limitada. Além disso, essa configuração permite que a mola de torção 4 possa ser temporariamente desengatada de forma rotativa da embreagem unidirecional 7 entre uma primeira posição e uma segunda posição, conforme determinado pelo engate das saliências 53 e 61. Durante o estado estacionário, a operação de aceleração zero de cada saliência 61 está localizada de forma substancialmente central em cada rebaixo 53 entre cada saliência 52.

[040] Embora tenha sido descrita uma forma da invenção aqui, será óbvio aos versa-dos na técnica que poderão ser feitas variações na construção e na relação das peças sem divergir do espírito e do âmbito da invenção aqui descrita.

Claims

1. Desacoplador isolador, CARACTERIZADO por compreender: uma polia (3); um eixo mecânico (11); uma bucha (2) engatada de forma corrediça à polia (3) e engatada de forma corre-diça ao eixo mecânico (11); a polia assentada no eixo (11) mecânico por um rolamento (8); uma embreagem unidirecional (7) fixada ao eixo (11) mecânico e engatada à bucha (2), por meio do que a bucha (2) gira em sincronia com a embreagem unidirecional (7); uma mola de torção (4) engatada entre a polia (3) e a embreagem unidirecional (7) para acoplar de forma resiliente a polia (3) ao eixo mecânico (11); e a polia (3) acoplável diretamente de forma não resiliente ao eixo (11) mecânico em uma condição carregada predeterminada temporária.

2. Desacoplador isolador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pe-lo fato de que a mola de torção (4) é carregada sob torção em uma direção de desbobina- mento.

3. Desacoplador isolador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender: um suporte de embreagem unidirecional (5) engatado operacionalmente entre a bu-cha (2) e a embreagem unidirecional (7), o suporte de embreagem unidirecional (5) tendo uma primeira saliência (51); um membro de retenção de mola (6) que se conecta à polia (3) e se engata à mola de torção (4), o membro de retenção de mola (6) tendo uma segunda saliência (61); a primeira saliência (51) e a segunda saliência (61) engatáveis de forma cooperativa, por meio do que uma amplitude rotativa do movimento do membro de retenção de mola (6) em relação ao suporte de embreagem unidirecional (5) é limitada entre a primeira posição e a segunda posição, em que a polia (3) é capaz de ser acoplada diretamente de forma temporária com o eixo (11) mecânico em uma condição de carregamento máximo.

4. Desacoplador isolador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pe-lo fato de que a condição predeterminada temporária é uma condição de sobrecarga da mola.