BR112016023181B1

BR112016023181B1 - Conjunto de polia

Info

Publication number: BR112016023181B1
Application number: BR112016023181-3A
Authority: BR
Inventors: Anthony Eugene Lannutti
Original assignee: Dayco Ip Holdings, Llc
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2022-11-29
Also published as: JP6397051B2; EP3129671B1; CN106133371B; KR102186657B1; BR112016023181A2; JP2017510769A; WO2015156998A1; US20150285317A1; EP3129671A4; US9291217B2; CN106133371A; KR20160142844A; EP3129671A1

Abstract

CONJUNTO DE POLIA. Um conjunto de polia com um mecanismo de desacoplamento orientado radialmente é descrito. O conjunto de polia inclui um corpo de polia tendo uma perfuração através do mesmo, um cubo, e um mecanismo de embreagem unidirecional. O corpo de polia é rotacionável em uma direção predominante. O cubo define um eixo de rotação. O cubo está disposto no interior do corpo de polia. O mecanismo de embreagem unidirecional rodeia radialmente o cubo. O mecanismo de embreagem unidirecional inclui uma posição engatada e uma posição desengatada. O cubo e o corpo de polia rotacionam em conjunto na direção predominante se o mecanismo de embreagem unidirecional está na posição engatada. O cubo rotaciona livremente em relação ao corpo de polia se o mecanismo de embreagem unidirecional está na posição desengatada.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se genericamente a polias, e mais particularmente a um conjunto de polia com um mecanismo de desacoplamento orientado radialmente.

Antecedentes

[002] Vários conjuntos de acessórios de automóveis, incluindo, por exemplo, uma bomba de água, um alternador/gerador, um ventilador para resfriar o líquido de arrefecimento, uma bomba de direção assistida, e um compressor, podem ser acionados utilizando o motor do veículo. Em particular, uma polia motora acionada por um eixo do motor do veículo a motor aciona uma correia de transmissão contínua, que por sua vez, aciona os conjuntos de acessórios através das polias motoras. A correia de transmissão contínua, as diversas polias, e um conjunto de polia tensora pode ser referido como um sistema de acionamento de acessórios.

[003] Impulsos de torque periódicos iniciados por, por exemplo, queima do motor de combustão, podem criar transições de velocidade significativas. Estas transições de velocidade podem interromper o bom funcionamento dos componentes acionados do sistema de acionamento de acessórios. Além disso, as transições de velocidade acionadas e inertes associadas a inicialização, desligamento e mudança de marchas também podem interromper o funcionamento dos componentes acionados. Essas transições podem resultar em efeitos indesejáveis, tais como, mas não limitado a, salto da correia contínua, desgaste da correia contínua, desgaste do rolamento e ruído.

[004] Desacopladores livres do alternador (OADs) podem ser usados para amortecer variações de torque e transições de velocidade. Um OAD está instalado no alternador do sistema de acionamento de acessórios, como o alternador geralmente tem a maior carga de inércia dos acessórios acionados pela correia de acionamento contínua. O OAD tem capacidade de desengate, e também fornece isolamento de torção para o alternador. Ao desacoplar componentes inerciais maiores do sistema, tais como o alternador, questões como o desgaste da correia contínua, ruído da correia contínua, vida útil do rolamento e o movimento de um braço tensor podem ser aprimoradas.

[005] Embora OADs possam melhorar o ruído, bem como a vida dos diversos componentes do sistema de acionamento de acessórios, várias desvantagens existem atualmente. Por exemplo, OADs podem introduzir custo adicional devido à complexidade das peças e espaço de embalagem em um conjunto de acessórios. Isto torna difícil a utilização de um OAD em algumas aplicações. Além disso, alguns tipos de OADs podem ser especialmente sensíveis à contaminação ou calor. Finalmente, alguns tipos de OADs podem ter problemas com ruído, consistência do torque, baixa histerese, ou elasticidade de mola suave.

[006] Exemplos de polias conhecidas são descritos no documento US 2005/161092.

Descrição Resumida da Invenção

[007] Um conjunto de polia aprimorado é descrito, que utiliza um sistema de desacoplamento interno para permitir o movimento de um modo relativo entre um eixo de entrada de um acessório acionado, tal como, por exemplo, um alternador e uma roldana externa acionada do conjunto de polia. O sistema de polias descrito também pode ser utilizado para permitir o movimento unidirecional relativo entre um eixo de manivela e uma roldana de acionamento externa do conjunto de polia.

[008] Para um conjunto de polia acionado, quando a roldana do conjunto de polia está sendo acionada em uma direção predominante de rotação, um mecanismo de embreagem do conjunto de polia engata e aciona o eixo de entrada acessório. Quando a inversão relativa do toque ocorre como resultado de, por exemplo, transições de velocidade acionadas, o mecanismo de embreagem interna do conjunto de polia descrito desengata o eixo acionado do acessório da roldana acionada externa, permitindo assim que o eixo acionado continue a rotacionar com o impulso no sentido de rotação predominante, mesmo a velocidades maiores do que a roldana acionada da polia.

[009] Para um conjunto de polia acionador, quando o cubo da polia, o qual está acoplado a um eixo de manivela, é rotacionado na direção predominante de rotação, o mecanismo de embreagem do conjunto de polia engata e aciona uma roldana do conjunto de polia. Quando a inversão relativa do toque ocorre como resultado de, por exemplo, transições de velocidade do eixo de manivela, o mecanismo de embreagem interna do conjunto de polia descrito desengata a roldana do conjunto de polia do eixo de manivela, permitindo, desse modo, que a roldana da polia continue a rotacionar com o impulso na direção predominante de rotação, mesmo em velocidades maiores do que o eixo de manivela.

[0010] Em uma forma de realização, o conjunto de polia inclui um corpo de polia tendo um orifício passante, um cubo, e um mecanismo de embreagem unidirecional. O corpo de polia pode rotacionar em uma direção predominante. O cubo define um eixo de rotação. O cubo está disposto no interior do corpo de polia. O mecanismo de embreagem unidirecional rodeia radialmente o cubo. O mecanismo de embreagem unidirecional inclui uma posição engatada e uma posição desengatada. O cubo e o corpo de polia rotacionam em conjunto na direção predominante, se o mecanismo de embreagem unidirecional está na posição engatada. O cubo rotaciona livremente em relação ao corpo da polia se o mecanismo de embreagem unidirecional está na posição desengatada. A posição engatada liga o cubo da polia ao corpo para rotação simultânea na direção predominante. Então, quando o corpo de polia rotaciona em um sentido oposto ao sentido predominante ou sofre uma desaceleração, o mecanismo de embreagem desengata do acionador e permite que o cubo rotacione de forma independente do corpo de polia, ainda, na direção predominante sob o seu próprio impulso. Em outras palavras, o conjunto de polia entra em uma posição livre, onde o mecanismo de embreagem desengata do acionador e permite que o cubo rotacione a velocidades maiores do que o corpo de polia.

[0011] Em uma forma de realização, o conjunto de polia inclui um acionador de embreagem disposto ao redor do cubo. O acionador de embreagem inclui um componente de rampa superior e um componente de rampa inferior. O componente de rampa superior e o componente de rampa inferior expandem-se axialmente em relação um ao outro, se o corpo de polia rotaciona na direção de rotação predominante.

Breve descrição dos Desenhos

[0012] A figura 1 é uma vista esquemática de uma forma de realização de um sistema de acionamento de acessórios.

[0013] A figura 2 é uma vista explodida, em perspectiva de uma forma de realização de um conjunto de polia para uso em um sistema de acionamento de acessórios, tal como ilustrado na figura 1.

[0014] A figura 3 é uma vista lateral em corte transversal do conjunto de polia da figura 2.

[0015] A figura 4 é uma vista ampliada, em corte transversal do mecanismo de embreagem unidirecional mostrado na figura 2, em uma posição engatada.

[0016] A figura 5 é uma vista ampliada, em corte transversal do mecanismo de embreagem unidirecional mostrado na figura 2, em uma posição desengatada.

[0017] A figura 6 é uma vista explodida, em perspectiva de uma forma de realização alternativa de um conjunto de polia para uso em um sistema de acionamento de acessórios, tal como ilustrado na figura 1.

[0018] A figura 7 é uma vista lateral em corte transversal do conjunto de polia da figura 4.

Descrição detalhada

[0019] A descrição detalhada a seguir irá ilustrar os princípios gerais da invenção, exemplos dos mesmos estão adicionalmente ilustrados nos desenhos anexos. Nos desenhos, números de referência iguais indicam elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes.

[0020] Referindo-se agora à figura 1, um sistema de acionamento de acessórios 10, por exemplo, um motor de combustão interna de um veículo, é ilustrado. O sistema de acionamento de acessórios 10 inclui uma correia contínua 30 que é usada para acionar um número de acessórios, que não são ilustrados na figura 1. Em vez disso, os acessórios são representados na figura 1 esquematicamente por uma série de conjuntos de polias. Especificamente, a figura 1 ilustra a correia 30 oclusa em torno de uma polia de montagem de manivela 12, um conjunto de polia de bomba/ventilador de água 14, conjunto de polia de alternador 16, um conjunto de polia de direção assistida 18, um conjunto de polia intermediário 20 e um conjunto de polia tensora 22. Em algumas formas de realização, o conjunto de polia tensora 22 inclui amortecimento, tal como amortecimento assimétrico com um amortecedor de atrito para resistir a elevação do braço tensor da correia 30.

[0021] Os vários acessórios são acionados através da utilização dos conjuntos de polias 14, 16, 18, 20 e 22 que são eles próprios rotacionados pela correia 30. Para fins de descrição, o conjunto de polia de alternador 16 será focado abaixo. Embora o conjunto de polia de alternador 16 seja descrito a seguir, os técnicos especialistas no assunto apreciarão que os outros conjuntos de polias 12, 18, 20, e 22 podem também funcionar de uma forma semelhante à do conjunto de polia do alternador 16.

[0022] Referindo-se agora às figuras 2 e 3, o conjunto de polia do alternador 16 pode ser usado para transferir torque de entrada da correia 30 (mostrada na figura 1) para um eixo de entrada 32 de um acessório (por exemplo, o alternador) quando o conjunto de polia do alternador 16 é rotacionado em um sentido de rotação predominante. O conjunto de polia de alternador 16 também isola o eixo de entrada 32 de inversões relativas do torque. Especificamente, quando a inversão relativa de torque entre o conjunto de polia de alternador 16 e do eixo de entrada 32 ocorre, um sistema de desacoplamento interno do conjunto de polia de alternador 16 atua para desengatar o eixo de entrada 32 da inversão do torque, permitindo assim que o eixo de entrada 32 continue a rotacionar com o impulso na direção de rotação predominante. A inversão de torque pode também ser referida como uma condição livre.

[0023] O conjunto de polia 16 inclui um cubo 40 que é engatável com o eixo de entrada 32, um espaçador 42, um rolamento de rolos 43, um mecanismo de embreagem unidirecional 44, um acionador de embreagem 48, um ou mais os membros de impulsão 50, uma capa 52, um anel de retenção 54, e um plugue 56, que estão todos alojados dentro de um orifício 60 de um corpo de polia 62. O cubo 40 pode ser acoplado ao eixo de entrada 32, de modo a evitar que o cubo 40 rotacione livremente em torno do eixo de entrada 32. O cubo 40 pode ser acoplado ao eixo de entrada 32 usando qualquer método conhecido para permitir a transmissão de torque entre dois elementos de rotação, tais como, por exemplo, uma chave de Woodruff (não ilustrada). O rolamento de rolos 43 pode incluir uma pista interna 64 e uma pista externa 66. Como se vê na figura 3, o rolamento de rolos 43 pode estar localizado entre o cubo 40 e o corpo de polia 62.

[0024] Conforme ilustrado nas figuras 2 e 3, o corpo de polia 62 rodeia o cubo 40, e o orifício da polia 60 é dimensionado de tal modo que o corpo de polia 62 pode rotacionar em torno do cubo 40. O corpo de polia 62 também inclui uma superfície de engate de correia periférica externa 70 que engata a correia 30 (Fig. 1). A superfície de engate da correia 70 pode ser perfilada incluindo nervuras e ranhuras em forma de V para acoplar com nervuras e ranhuras (não ilustradas) correspondentes na correia 30. Embora as figuras 2-3 ilustrem nervuras em forma de V situadas ao longo da superfície da correia de engate 70, outras características, tais como dentes de engrenagem, nervuras e ranhuras planas ou arredondadas podem ser utilizadas, podem também ser utilizadas para engatar a correia 30.

[0025] O rolamento de rolos 43 pode suportar uma porção da força exercida pela correia contínua 30 (mostrada na figura 1) sobre o corpo de polia 62. Um casquilho 68, que é encaixado por pressão dentro de um recesso 69 localizado dentro da capa 52, pode ser utilizado para suportar a força exercida pelo restante da correia contínua 30 que não é suportada pelo rolamento de rolos 43. No entanto, deve notar-se que, se o rolamento de rolos 43 está alinhado com a correia 30, então o rolamento de rolos 43 pode suportar toda a força exercida pela correia contínua 30, e o casquilho 68 pode ser omitido. A pista interna 64 do rolamento de rolos 43 pode ser adjacente e acoplada ao cubo 40. A pista externa 66 do rolamento de rolos 43 pode ser adjacente e acoplada ao corpo de polia 62. O rolamento de rolos 43 pode melhorar a rigidez estrutural global do conjunto de polia 16.

[0026] Referindo-se à figura 2, a capa 52 pode incluir uma superfície externa 80 e uma série de características de engate que se estendem axialmente 82. Na forma de realização como mostrado na figura 2, uma porção da superfície externa 80 da capa 52 pode ser serrilhada, e é ilustrada como superfície serrilhada 84. A superfície serrilhada 84 da capa 52 pode engatar por compressão ou atrito com uma superfície interna 86 do corpo de polia 62, fixando assim a capa 52 ao corpo de polia 62 para rotação com o mesmo. Na forma de realização exemplar, como mostrado na figura 2, as características de engate 82 da capa 52 podem ser uma série de separadores igualmente espaçados que se estendem axialmente que estão localizados em torno de toda a circunferência 88 da capa 52. As características de engate 82 podem ser configuradas para engatar radialmente com um conjunto de características de retenção 90 localizado em um componente de rampa superior 94. O engate da capa 52 com o componente de rampa superior 94 é descrito em maior detalhe abaixo. Embora a figura 2 ilustre as características de engate 82 como uma série de abas igualmente espaçadas que se estendem em torno de toda a circunferência 88 da capa 52, é para ser entendido que outras configurações podem ser usadas também para engatar o componente de rampa superior 94.

[0027] Na forma de realização exemplar, como mostrado na figura 2, o acionador de embreagem 48 pode incluir uma construção de rampa ou uma construção do rolo-rampa que se expande axialmente (isto é, tem pelo menos um componente que é transladável ao longo de um eixo de rotação A-A do conjunto de polia do alternador 16 para um local mais longe de outro componente do mesmo), como resultado do movimento de rotação de pelo menos uma porção do acionador de embreagem 48. A expansão axial é tipicamente um resultado da movimentação de um componente para cima ou ao longo de uma característica inclinada ou da movimentação em resposta ao movimento de um elemento de rolamento para cima ou ao longo de uma característica inclinada. O acionador de embreagem 48 na forma de realização das figuras 2 e 3 inclui o componente de rampa superior 94, um componente de rampa inferior 98, e um elemento de rolo 100 fechado entre os mesmos. Os elementos de rolo 100 podem ser cilindros, esferas, cilindros geralmente cônicos, ou semelhantes. Superior e inferior são aqui utilizados em relação à posição dos componentes do conjunto de polia 16 como ilustrado na figura 3 em relação à orientação da página. Os termos superior e inferior são de igual modo aplicáveis a outros desenhos aqui apresentados. Na forma de realização, como mostrado nas figuras 2-3, o componente de rampa superior 94 aciona o componente de rampa inferior 98. No entanto, é para ser entendido que em outras formas de realização, o componente de rampa inferior 98 pode ser o membro acionador. Por exemplo, na forma de realização, como mostrado nas figuras 6-7, um componente de rampa inferior 398 aciona um componente de rampa superior 394.

[0028] O componente de rampa superior 94 está geralmente localizado adjacente aos membros de impulsão 50. Na forma de realização não limitativa, como mostrado nas figuras 2-3, os membros de impulsão 50 são ilustrados como uma pluralidade de arruelas Belleville. No entanto, é para ser entendido que qualquer tipo de membro de impulsão configurado para exercer uma força em uma direção axial e contra o componente de rampa superior 94 pode ser utilizado, bem como, por exemplo, uma mola de compressão em espiral ou ondulada. Os membros de impulsão 50 podem ser alojados dentro de um recesso 104 definido pela capa 52. As características de engate 82 da capa 52 estendem- se axialmente ao longo do eixo de rotação A-A, e criam uma cerca que contém o componente de rampa superior 94.

[0029] O componente de rampa superior 94 pode incluir uma superfície geralmente lisa superior 110, uma superfície inferior 112 compreendendo uma ou mais primeiras características inclinadas 114, que são embutidas em um corpo 116 do componente de rampa superior 94, e uma superfície interna 118 que define um orifício 120 para receber o cubo 40. O componente de rampa superior 94 também inclui uma superfície periférica externa 130, onde as características de retenção 90 estão localizadas ao longo da superfície circunferencial externa 130. Na forma de realização não limitativa, como mostrado na figura 2, as características de retenção 90 podem ser uma ou mais abas que se projetam em direção ao exterior. Quando o conjunto de polia 16 está montado (como mostrado na figura 3) o componente superior de rampa 94 é acoplado à capa 52 através do engate das características de retenção 90 do componente de rampa superior 94 com as características de engate 82 da capa 52. Especificamente, cada aba que projeta axialmente do componente de rampa superior 94 pode ser radialmente acoplada entre duas das abas que se estendem axialmente localizadas na capa 52. Por conseguinte, o componente de rampa superior 94 é fixado à capa 52 e ao corpo de polia 62 para rotação com os mesmos. No entanto, o componente de rampa superior 94 pode transladar axialmente com respeito ao eixo A-A. O conjunto de polia 16 é construído de tal forma que quando o componente de rampa superior 94 translada em relação ao corpo de polia 62, as características de retenção 90 do componente de rampa superior 94 e as características de engate 82 da capa 52 fornecem contato por atrito entre os mesmos. As pressões de contato inferior podem ser desejáveis para a ativação suave da rampa lisa, e histerese da mola inferior.

[0030] Com referência à figura 2, as primeiras características inclinadas 114 do componente de rampa superior 94 definem um canal dentro do qual um dos elementos de rolo 100 pode ser encaixado. O canal tem uma primeira extremidade 140 que é pouco profunda em relação a uma segunda extremidade 142 (ou seja, a segunda extremidade 142 é um recesso mais profundo no corpo 116 do componente de rampa superior 94). Para o deslocamento angular suave do componente de rampa superior 94 (e a rotação do elemento de rolo 100) o canal afunila de forma suave e gradual a partir da primeira extremidade 140 em direção a segunda extremidade 142.

[0031] O componente de rampa inferior 98 está localizado entre o componente de rampa superior 94 e um rolamento de impulso 102. O componente de rampa inferior 98 tem uma superfície superior 150 que compreende uma ou mais segundas características inclinadas 152 como um recesso em um corpo 154 do componente de rampa inferior 98, uma superfície inferior geralmente lisa 156, uma superfície interna 158 que define um orifício 161, e uma superfície circunferencial externa geralmente lisa 162. O orifício 161 do componente de rampa inferior 98 recebe o mecanismo de embreagem unidirecional 44. O rolamento de impulso 102 pode ser encaixado entre a superfície inferior 156 do componente de rampa inferior 98 e uma superfície interna 164 do corpo de polia 62 (mostrado na figura 3). Em uma forma de realização não limitativa, o rolamento de impulso 102 pode ser um rolamento de impulso do tipo rolos de agulha que inclui uma pluralidade de elementos de rolos genericamente cilíndricos 162. O rolamento de impulso 102 permite a rotação relativa entre o componente de rampa inferior 98 e o corpo de polia 62. Deve notar-se que enquanto que a figura 2 ilustra o acionador de embreagem 48 como tendo uma construção de rampa com elementos de rolo, os técnicos especialistas no assunto apreciarão facilmente que o acionador de embreagem 48 pode incluir qualquer tipo de configuração que permita a expansão axial entre o componente de rampa inferior e o componente de rampa superior se o corpo polia 62 rotaciona na direção de rotação predominante. Por exemplo, em uma forma de realização o acionador de embreagem 62 pode incluir uma unidade de rampa de esfera, de rolamento de condução, ou de parafuso de esferas.

[0032] Com referência à figura 2, as segundas características inclinadas 152 do componente de rampa inferior 98 podem ser igualmente construídas para aqueles no componente de rampa superior 94, exceto se uma orientação de uma primeira extremidade 164 e uma segunda extremidade 166 das segundas características inclinadas 152 possam ser invertidas em relação à orientação da primeira e segunda extremidades 140, 142 das primeiras características inclinadas 114. Os elementos de rolo 100 podem ser recebidos dentro da primeira característica inclinada 114 do componente de rampa superior 94 e da segunda característica inclinada 152 do componente de rampa inferior 98. Assim, como o corpo de polia 62 rotaciona no sentido de rotação predominante, o componente de rampa superior 94 aciona o componente de rampa inferior 98 e o acionador 48 se expande de modo axial. Especificamente, os componentes do componente de rampa superior 94 e do componente da rampa inferior 98 se expandem axialmente separadamente em relação ao outro, que por sua vez faz com que todo o acionador 48 se expanda axialmente. A expansão do acionador 48 na direção axial faz com que os elementos de impulsão 50 se comprimam, aumentando assim o torque do conjunto de polia 16 para o isolamento de vibrações de torção ou excitações. A elasticidade da mola dos membros de impulsão 50 pode ser variada de modo a corresponder às necessidades específicas de um sistema. Além disso, a rampa ou ângulo das primeiras características inclinadas 114 do componente de rampa superior 94 e das segundas características inclinadas 152 do componente de rampa inferior 98 podem ser modificados para se adaptar e/ou melhorar as características de isolamento do conjunto de polia do alternador 16.

[0033] Interposta radialmente entre a superfície externa 160 do cubo 40 e a superfície interna 158 do componente de rampa inferior 98 está o mecanismo de embreagem unidirecional 44. O mecanismo de embreagem unidirecional 44 é um elemento anelar de embreagem que rodeia radialmente do cubo 40. Na forma de realização não limitativa, como mostrado nas FIGS, 2-3, o mecanismo de embreagem unidirecional 44 é ilustrado como um rolamento sprag (do inglês, sprag bearing), e em particular um rolamento de agulhas unidirecional. No entanto, é para ser entendido que qualquer tipo de mecanismo de embreagem unidirecional para o transmitir o torque do corpo de polia 62 para o cubo 40 em apenas uma direção de rotação pode ser utilizado também. Por exemplo, o mecanismo de embreagem unidirecional 44 pode ser uma mola enrolada ou uma lingueta de embreagem. Como pode ser visto nas figuras 2-3, a forma de um mecanismo de engate 44 inclui uma superfície externa 170 que rodeia radialmente e engata com a superfície interna 158 do componente de rampa inferior 98 para a rotação com o mesmo. O mecanismo de embreagem unidirecional 44 também inclui uma pluralidade de rolamentos de rolos unidirecionais ou sprag 172 que entram em contato com a superfície externa 160 do cubo 40.

[0034] O mecanismo de embreagem unidirecional 44 inclui um transmissor de torque ou posição engatada, bem como uma posição desengatada. A posição engatada corresponde ao conjunto de polia 16 rotacionando no sentido de rotação predominante. A figura 4 é uma ilustração de um mecanismo de embreagem unidirecional 44 ativado na posição engatada, em que os sprag 172 estão em engate de cunha com a superfície externa 160 do cubo 40. Especificamente, o mecanismo de embreagem unidirecional 44 pode incluir uma pista externa 180 que inclui uma pluralidade de recessos 182. Cada recesso 180 pode ser dimensionado para alojar um elemento de impulsão 184 e um dos sprag 172. Quando a pista externa 180 da embreagem unidirecional 44 é rotacionada no sentido horário sentido predominante de rotação, os elementos de impulsão 182 são ativados. Quando ativado, cada um dos elementos de impulsão 182 induz um respectivo sprag 172 em uma direção oposta à direção de rotação predominante. Assim, cada sprag 172 está em engate de cunha com a superfície externa 160 do cubo 40, e o cubo 40 pode rotacionar em conjunto com o mecanismo de embreagem unidirecional 44.

[0035] A figura 5 é uma ilustração do mecanismo de embreagem unidirecional 44 na configuração desengatada, onde os sprag 172 podem ser retirados do engate de cunha com a superfície externa 160 do cubo 40. Especificamente, quando a pista externa 180 da embreagem unidirecional 44 é rotacionado no sentido anti-horário que é oposto à direção de rotação predominante, os elementos de impulsão 184 retraem, e cada sprag 172 é libertado da superfície externa 160 do cubo 40. Assim, os sprag 172 podem deslizar ou se movimentar livremente em relação à superfície externa 160 do cubo 40, e o cubo 40 pode rotacionar livremente em relação ao mecanismo de embreagem unidirecional 44.

[0036] Com referência em geral às figuras 1-5, o conjunto de polia de alternador 16 pode transferir torque de entrada da correia 30 (mostrada na figura 1) para o eixo de entrada 32 de um acessório, tal como o alternador, quando rotacionado em uma direção de rotação predominante. Especificamente, como o corpo de polia 62 é rotacionado na direção de rotação predominante, o mecanismo de embreagem unidirecional 44 está na posição engatada, e o mecanismo de embreagem unidirecional 44 pode transferir torque entre o corpo de polia 62 e o cubo 40. Assim, o conjunto de polia de alternador 16 pode transferir torque de entrada da correia 30 para o eixo de entrada 32.

[0037] O conjunto de polia de alternador 16 também isola o eixo de entrada 32 de inversões relativas de torque. Especificamente, se o corpo de polia 62 é rotacionado em um segundo sentido de rotação que é oposto à direção de rotação predominante, então o mecanismo de embreagem unidirecional 44 está na posição desengatada (mostrada na figura 5). Assim, os sprag 172 do mecanismo de embreagem unidirecional 44 podem se mover livremente com relação à superfície externa 160 do cubo 40 e o eixo de entrada 32 desengata do conjunto de polia 16, e em particular do corpo da polia 62. Portanto, durante uma condição de ultrapassagem, o eixo de entrada 32 pode continuar a rotacionar com o impulso na direção predominante, enquanto o corpo da polia 62 pode experimentar uma inversão relativa de torque ou súbita desaceleração. Nesta condição, o corpo de polia 62 pode continuar a rotacionar no sentido de rotação predominante, mas com velocidade angular inferior quando em comparação com a velocidade em que o corpo de polia 62 tinha previamente acionado o eixo de entrada 32. Assim, o corpo de polia 62 é desacoplado do cubo 40, e o cubo 40 e o corpo de polia 62 podem rotacionar um em relação ao outro, de tal modo que o eixo de entrada 32 rotacione independentemente do corpo de polia 62.

[0038] Nas formas de realização, como mostrado nas figuras 2-3, o mecanismo de embreagem unidirecional 44 é interposto radialmente entre a superfície externa 160 do cubo 40 e a superfície interna 158 do componente de rampa inferior 98. No entanto, é para ser entendido que o mecanismo de embreagem unidirecional 44 pode também estar radialmente interposto entre o corpo de polia 62 e o componente de rampa inferior 98. Especificamente, as figuras 6-7 ilustram uma forma de realização alternativa de um conjunto de polia 316, onde um mecanismo de embreagem unidirecional 344 está interposto entre um corpo de polia 362 e um componente de rampa inferior 398. O conjunto de polia 316 inclui um cubo 340 que pode ser engatado com um eixo de entrada 332, um espaçador 342, um rolamento de rolos 343, o mecanismo de embreagem unidirecional 344, um acionador de embreagem 348, um ou mais membros de impulsão 350, uma capa 352, um anel de retenção 354 e um plugue 356, que estão todos alojados dentro um orifício 360 do corpo de polia 362. O cubo 340 pode ser acoplado ao eixo de entrada 332 para evitar que o cubo 340 rotacione livremente em torno do eixo de entrada 332. O rolamento de rolos 343 pode incluir uma pista interior 364 e uma pista exterior 366. Como pode ser visto na figura 7, o rolamento de rolos 343 pode ser localizado entre o cubo 340 e o corpo de polia 362.

[0039] Tal como ilustrado nas figuras 6 e 7, o corpo de polia 362 inclui uma superfície de engate de correia periférica externa 370 que engata a correia 30 (FIG. 1). O rolamento de rolos 343 pode suportar uma porção da força exercida pela correia contínua 30 (mostrado na figura 1) sobre o corpo da polia 362. O casquilho 368, que é encaixado por pressão dentro de um recesso 369 localizado no interior da capa 352, pode ser utilizado para suportar a força exercida pelo restante da correia contínua 30 que não é suportado pelo rolamento de rolos 343. No entanto, deve notar-se que, se o rolamento de rolos 343 está alinhado com a correia 30, então o rolamento de rolos 343 pode suportar o toda a força exercida pela correia contínua 30, e o casquilho 368 pode ser omitido.

[0040] A capa 352 pode incluir uma superfície externa 380. Uma parte ou toda a superfície externa 380 da capa 352 pode ser serrilhada a fim de engatar por atrito ou compressão com uma superfície interior 386 do corpo de polia 362, fixando desse modo a capa 352 ao corpo de polia 362 para rotação com o mesmo. A capa 352 também pode definir um recesso 404 que recebe uma parte dos membros de impulsão 350.

[0041] Semelhante à forma de realização tal como descrito acima e ilustrado nas figuras 2-3, o acionador de embreagem 348 pode incluir uma construção de rampa, que se expande axialmente como resultado do movimento de rotação de pelo menos uma porção do acionador de embreagem 348 conforme o corpo de polia 362 rotaciona na direção de rotação predominante. O acionador de embreagem 348 inclui o componente de rampa superior 394, um componente de rampa inferior 398, e um elemento de rolo 400 fechado entre os mesmos. O componente de rampa superior 394 está geralmente localizado adjacente aos membros de impulsão 350. O componente de rampa inferior 398 está localizado entre o componente de rampa superior 398 e um rolamento de impulso 402. Na forma de realização, como mostrado nas figuras 6-7, o componente de rampa inferior 398 pode ser em forma geral de taça e inclui uma parede externa 406. O componente de rampa inferior 398 pode ser dimensionado para receber pelo menos uma porção do componente de rampa inferior 394 no seu interior.

[0042] O componente de rampa superior 394 pode incluir uma superfície geralmente lisa superior 410, uma superfície inferior 412 que compreende uma ou mais primeiras características inclinadas 414 que são embutidas em um corpo 416 do componente de rampa superior 394, e uma superfície interior 418 que define um orifício 420 para receber o cubo 340. O orifício 420 do componente de rampa superior 394 pode incluir uma pluralidade de características de acoplamento 396 que são configuradas para engatar com uma série de ranhuras 398 que se estendem axialmente localizadas no cubo 340. Assim, o componente de rampa superior 394 pode deslizar na direção axial ao longo do cubo 340. No entanto, o cubo 340 e o componente de rampa superior 394 rotacionam junto em conjunto um com o outro.

[0043] As primeiras características inclinadas 414 do componente de rampa superior 394 definem um canal dentro do qual um dos elementos de rolo 400 está localizado. O canal tem uma primeira extremidade 440 que é de pouca profundidade em relação a uma segunda extremidade 442 (ou seja, a segunda extremidade 442 é um recesso mais profundo no corpo 16 do componente de rampa superior 394),

[0044] O componente de rampa inferior 398 tem uma superfície superior 450. A parede exterior 406 do componente de rampa inferior 398 rodeia a superfície superior 450. A superfície superior 450 pode incluir uma ou mais segundas características inclinadas 452 como um recesso em um corpo 454 do componente de rampa inferior 398, uma superfície geralmente lisa inferior 456, e uma superfície interna 458 que define um orifício 460. O orifício 460 do componente de rampa inferior 398 recebe o cubo 340. O rolamento de impulso 402 pode ser encaixado entre a superfície inferior 456 do componente de rampa inferior 398 e uma superfície interna 464 do corpo da polia 362 (mostrada na figura 7). Em uma forma de realização do rolamento de impulso 402, pode ser um rolamento de impulso do tipo de rolos que inclui uma pluralidade de elementos de rolos genericamente cilíndricos 462.

[0045] Com referência à figura 6, as segundas características inclinadas 452 do componente de rampa inferior 398 podem ser similarmente construídas para aqueles no componente de rampa superior 394, exceto se uma orientação de uma primeira extremidade 464 e uma segunda extremidade 466 das segundas características inclinadas 452 possam ser invertidas em relação à orientação da primeira e segunda extremidades 440, 442 das primeiras características inclinadas 414. Os membros de impulsão 350 podem comprimir conforme os componentes se expandem, em particular, conforme o componente de rampa superior 394 e o componente de rampa inferior 398 se expandem axialmente separadamente em relação ao outro. A compressão dos elementos de impulsão 350 aumenta o torque do conjunto de polia 316 para isolamento.

[0046] Interposto entre a superfície interna 386 do corpo da polia 362 e a superfície externa 468 do componente de rampa inferior 398 está o mecanismo de embreagem unidirecional 344. Semelhante à forma de realização conforme mostrado nas figuras 2-3, o mecanismo de embreagem unidirecional 344 é ilustrado como um rolamento sprag [sprag bearing], e em particular um rolamento de agulhas unidirecional. No entanto, é para ser entendido que qualquer tipo de mecanismo de embreagem unidirecional para transmissão de torque do corpo de polia 362 para o cubo 340 em apenas uma direção de rotação pode ser também utilizado. O mecanismo de embreagem unidirecional 344 inclui uma superfície externa 470 que é engatada com a superfície interior 386 do corpo de polia 362 para rotação com o mesmo. O mecanismo de embreagem unidirecional 344 também inclui uma pluralidade de rolamentos de rolos unidirecionais ou sprag 472 que entram em contato com a superfície externa 468 do componente de rampa inferior 398.

[0047] Semelhante à forma de realização conforme mostrado nas figuras 2-5, o mecanismo de embreagem unidirecional 344 inclui uma configuração engatada, bem como uma configuração desengatada. Quando o mecanismo de embreagem unidirecional 344 está na configuração engatada, o corpo de polia 362 rotaciona na direção de rotação predominante, e os sprag 472 do mecanismo de embreagem unidirecional 344 estão em engate de cunha com a superfície externa 468 do componente de rampa inferior 398. O componente de rampa inferior 398 atua para acionar o componente de rampa superior 394. Como discutido acima, o cubo 340 e o componente de rampa superior 394 são acoplados um ao outro e rotacionam em conjunto. Assim, como o corpo da polia 362 rotaciona no sentido de rotação predominante, o componente de rampa inferior 398 aciona o componente de rampa superior 394, e o componente de rampa superior 394 aciona o cubo 340. Portanto, o cubo 340 rotaciona com o corpo da polia 362.

[0048] Quando o mecanismo de embreagem unidirecional 344 está na configuração desengatada, os sprag 472 podem deslizar ou se movimentar livremente contra a superfície externa 468 do componente de rampa inferior 398. Assim, o cubo 340 pode rotacionar livremente em relação ao mecanismo de embreagem unidirecional 344. Semelhante à forma de realização conforme mostrado nas figuras 2-5, o conjunto de polia do alternador 316 pode transferir torque de entrada da correia 30 (mostrada na figura 1) para o eixo de entrada 332 de um acessório, tal como o alternador, quando rotacionado em uma direção de rotação predominante. O conjunto de polia do alternador 316 também isola o eixo de entrada 332 de inversões relativas de torque. Especificamente, se o corpo de polia 362 é rotacionado em um segundo sentido de rotação, que é oposto à direção de rotação predominante, então o mecanismo de embreagem unidirecional 344 está na posição desengatada. Assim, os sprag 472 do mecanismo de embreagem unidirecional 344 podem se mover livremente em relação à superfície externa 468 do componente de rampa inferior 398. Portanto, durante uma condição de ultrapassagem, o eixo de entrada 332 pode continuar a rotacionar com o impulso na direção predominante, enquanto o corpo de polia 362 pode sofrer uma inversão relativa de torque ou súbita desaceleração.

[0049] Com referência em geral às figuras 1-7, os conjuntos de polias descritos 16, 316 utilizam um mecanismo de desengate orientado radialmente (ou seja, o mecanismo de embreagem unidirecional 44, 344) para permitir movimento relativo unidirecional entre o eixo de entrada e o a roldana externa acionada do conjunto de polia. A quantidade de espaço de embalagem disponível no compartimento do motor de muitos veículos pode ser limitada. Esse problema pode ser ainda mais agravado pela utilização de componentes relativamente grandes sob o capô, como o alternador. Os conjuntos de polias descritos podem ter uma altura reduzida quando em comparação com alguns outros tipos de conjuntos de polias que utilizam uma embreagem de atrito. Assim, os conjuntos de polias descritos podem ser particularmente vantajosos em aplicações onde o espaço de embalagem no compartimento do motor de um veículo é extremamente limitado. Em adição a uma quantidade reduzida de espaço de embalagem, os conjuntos de polias descritos podem gerar uma quantidade reduzida de ruído, calor, torque de ultrapassagem mais consistente e, menor número de picos de torque quando comparado a outros tipos de conjuntos de polias que podem utilizar embreagens de atrito.

[0050] As formas de realização da presente invenção representadas nos desenhos e descritas acima são exemplares de numerosas formas de realização que podem ser feitas dentro do escopo das reivindicações anexas. Considera-se que numerosas outras configurações do tensor podem ser criadas se beneficiando da abordagem descrita. Em suma, é intenção do requerente que o escopo da patente emitida a partir daqui será limitado apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Conjunto de polia (16; 316), caracterizado por compreender: - um corpo de polia (62; 362) tendo um orifício passante (60; 360) e definindo uma superfície interna, o corpo de polia rotativo em uma direção predominante; - um cubo (40; 340) que define um eixo de rotação (A) e apresentando uma superfície externa (160), sendo que o cubo é disposto no interior do corpo de polia (62; 362); e - um mecanismo de embreagem unidirecional (44; 344) radialmente em torno do cubo (40; 340), o mecanismo de embreagem unidirecional (44; 344) incluindo uma posição engatada e uma posição desengatada, sendo que o cubo (40; 340) e o corpo de polia (62; 362) rotacionam em conjunto na direção predominante se o mecanismo de embreagem unidirecional (44; 344) estiver na posição engatada, e em que o cubo (40; 340) rotaciona livremente em relação ao corpo de polia se o mecanismo de embreagem unidirecional (44; 344) estiver na posição desengatada; - um acionador de embreagem (48; 348) apresentando um componente de rampa superior (94; 394) e um componente de rampa inferior (98; 398) e operacionalmente acoplado para a expansão axial quando o corpo (62; 362) rotacionar na direção predominante; - sendo que o mecanismo de embreagem unidirecional (44) é interposto entre uma superfície externa (16) do cubo (40) e o acionador de embreagem (48) com o mecanismo de embreagem unidirecional (44) assentado em um orifício (161) de um componente de rampa inferior (98), ou o mecanismo de embreagem unidirecional (44) ser interposto entre a superfície interna do corpo de polia (362) e o acionador de embreagem (384) com o cubo (340) assentado em um orifício (460) do componente de rampa inferior (398).

2. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o componente de rampa superior (94) acionar o componente de rampa inferior (98).

3. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o componente de rampa inferior (398) acionar o componente de rampa superior (394).

4. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreende pelo menos um elemento de impulsão (50; 350) para exercer uma força em uma direção axial contra o componente de rampa superior (94; 394).

5. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cubo (40; 340) e o componente de rampa superior (94; 394) serem acoplados um ao outro.

6. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender pelo menos um elemento de rolo (100; 400) disposto entre o componente de rampa superior (94; 394) e o componente de rampa inferior (98; 398).

7. Conjunto de polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o mecanismo de embreagem unidirecional (44; 344) ser um dentre um rolamento sprag, uma mola enrolada e uma lingueta de embreagem.