BR112017012463B1 - Isolador amortecedor e sistema de acionamento de acessórios por correia frontal - Google Patents

Abstract

ISOLADOR AMORTECEDOR E SISTEMA DE ACIONAMENTO DE ACESSÓRIOS POR CORREIA FRONTAL. São descritos isoladores amortecedores que apresentam um cubo que define um orifício para receber um eixo, um corpo de polia encaixado ao cubo para definir coletivamente uma pista magnética que é concêntrica em torno do orifício, um conjunto amortecedor operacionalmente disposto entre o cubo e uma porção de engate da correia do corpo de polia, um primeiro ímã posicionado no interior da pista magnética e conectado ao cubo para rotacionar com o mesmo e um segundo ímã posicionado no interior da pista magnética e conectado ao corpo de polia para rotacionar com o mesmo. O primeiro ímã e o segundo ímã são posicionados com polaridades similares, frontais entre si. Também é descrito um sistema de acionamento de acessórios por correia frontal apresentando um dos isoladores amortecedores.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a amortecedores de vibrações torcionais para motores de veículos e, mais especifica mente, amortecedores de vibrações torcionais, desacopladores ou polias que possuem uma mola isolante magnética.

Antecedentes Da Invenção

[0002] Originalmente, um virabrequim movimenta o sistema de acionamento de acessórios por correia frontal (FEAD) de motores. O virabrequim era rotacionado pela ignição dos pistões, que exerciam força de torção rítmica ao virabrequim, em vez de contínua. Essa aplicação e liberação constante de força de torção causava variações, que tensionavam o virabrequim ao ponto de falha. Em outras palavras, o virabrequim é como uma barra de torção plana, a qual possui massa e taxa de torção elástica, que faz com que o virabrequim possua sua própria frequência ressonante torcional. Os picos e vales de torque somados à carga inercial da aceleração dos componentes recíprocos causam a deflexão (em rotação) do próprio virabrequim para frente e para trás durante a sua operação. Quando esses pulsos são próximos da frequência de ressonância do virabrequim, o virabrequim vibra de forma descontrolada e eventualmente quebra-se. Consequentemente, um amortecedor de vibrações torcionais (às vezes denominado amortecedor de virabrequim) é montado no virabrequim para solucionar este problema por meio da neutralização do torque no virabrequim, opondo-se à amplitude do torque torcional aplicada ao virabrequim pelos impulsos periódicos da explosão e para transferir o movimento de rotação para o sistema FEAD, tipicamente por meio do acionamento de uma correia contínua de transmissão de energia.

[0003] Apesar dos amortecedores de vibrações de torção existentes terem sido eficazes para estender a vida útil do virabrequim e acionar o sistema FEAD, alterações na operação dos motores dos veículos, tais como a introdução de sistemas start/stop para reduzir o consumo de combustível, agregam complexidades ao sistema que os amortecedores de vibrações torcionais existentes não são projetados para lidar. O sistema start/stop, por exemplo, introduz forças de impacto devido às partidas da correia que introduzem deslizamentos potenciais na interface entre o elastômero e o metal em amortecedores de vibrações torcionais tradicionais. Outra preocupação é a manutenção do bom balanceamento radial e axial entre os componentes metálicos.

[0004] Alguns amortecedores de vibrações torcionais também incluem um sistema isolante. Alguns desses sistemas isolantes utilizam uma mola de borracha elastomérica, a qual fornece taxa elástica altamente não linear. Esses sistemas isolantes com base em elastômeros, entretanto, tendem a falhar após uso prolongado e, portanto, apresentam vida de fadiga finita. Isoladores com molas elastoméricas também apresentam dependência da frequência vs. alta temperatura, o que significa que o desempenho das molas elastoméricas pode variar, dependendo da temperatura. O material da mola elastomérica tende a ser "mais mole" sob temperaturas mais baixas que em temperaturas mais altas, o que altera os atributos elastoméricos do material. Consequentemente, molas elastoméricas são tipicamente projetadas para operar dentro de uma faixa de temperatura nominal e, em alguns casos, podem não funcionar adequadamente quando utilizadas sob condições de temperatura que variam da faixa de temperatura nominal.

[0005] Outros sistemas isoladores utilizam molas mecânicas, que fornecem grande ângulo de liberdade para a partida e parada do veículo. Esses sistemas tendem, entretanto, a produzir ruídos audíveis indesejáveis à medida que a mola metálica fricciona o seu suporte. Para reduzir o ruído, é comum revestir a cavidade da mola com graxa. Esses isoladores baseados em molas mecânicos tendem a ser pesados devido ao peso das molas, a disposição da sede etc. Esses sistemas podem também ser caros em termos tanto de custos de material quanto de fabricação (a mola frequentemente é nitrada, por exemplo, para resistência ao desgaste contra a cavidade da mola).

[0006] Exemplos de isoladores amortecedores são descritos nos documentos DE 10114079, JP 2014-084996, DE 102008028471, JP 2012-104614, e US 2004/231629.

[0007] Consequentemente, são necessários projetos aprimorados de amortecedores de vibrações torcionais que apresentem isoladores, que também podem ser denominados como isoladores, desacopladores ou polias, que apresentam operação relativamente silenciosa, construção leve e compacta e não são caros, fornecendo ainda ângulo de liberdade relativamente grande para funcionalidade elástica não linear e de partida/parada do veículo.

Descrição Resumida da Invenção

[0008] Os isoladores amortecedores descritos na presente descrição superam as limitações e os problemas comentados na seção sobre os fundamentos acima. Os isoladores amortecedores o fazem por meio da inclusão de uma pluralidade de ímãs com polaridades similares frontais entre si, para fornecer funcionalidade isoladora, em vez de uma mola mecânica ou elastomérica. As forças de repulsão entre a pluralidade de ímãs permitem um montante ou grau particular de rotação do cubo em relação à polia ou vice- versa.

[0009] Em um aspecto, são descritos isoladores amortecedores. São descritos isoladores amortecedores que apresentam um cubo que define um orifício para definir um eixo, um corpo de polia encaixado ao cubo para definir coletivamente uma pista magnética que é concêntrica em torno do orifício, um conjunto amortecedor disposto operacionalmente entre o cubo e uma porção de engate de correia do corpo de polia, um primeiro ímã posicionado no interior da pista magnética e conectado ao corpo da polia para a rotação com o mesmo e, um segundo ímã posicionado no interior da pista magnética e conectado ao corpo da polia para rotação com a mesma. O primeiro ímã e o segundo ímã são posicionados com polaridades similares frontais entre si.

[0010] O conjunto amortecedor apresenta um elemento amortecedor elastomérico radialmente para fora e concêntrico em torno do cubo e um elemento inercial assentado contra o elemento amortecedor elastomérico, desse modo acoplando operacionalmente o elemento inercial ao cubo para rotação com o mesmo.

[0011] O cubo apresenta um primeiro bolso no qual o primeiro ímã é assentado e, o corpo de polia apresenta um segundo bolso no qual o segundo ímã é assentado. O primeiro bolso pode ser definido por um par de primeiras partições no interior da pista magnética e, o segundo bolso pode ser definido por um par de segundas partições no interior da pista magnética. Tanto o primeiro ímã quanto o segundo ímã são conectados ao seu respectivo cubo ou corpo da polia por um fixador, que pode compreender um material ferromagnético, enquanto que o cubo e o corpo de polia são feitos de material não ferromagnético. Além disso, o cubo e o corpo de polia, coletiva mente, definem um primeiro espaço de folga entre o primeiro ímã e o corpo de polia e um segundo espaço de folga entre o segundo ímã e o cubo ao longo da respectiva linha de deslocamento de cada um dentre os mesmos no interior da pista magnética.

[0012] Um ou mais suportes deslizantes são presentes em todos ou qualquer um dentre os isoladores amortecedores para manter os detritos fora da pista magnética. Cada suporte deslizante é disposto entre superfícies radialmente frontais de engate do cubo e do corpo de polia que são rotativos um em relação ao outro.

[0013] O isolador amortecedor pode incluir uma pluralidade de primeiros ímãs e uma pluralidade de segundos ímãs, que são posicionadas de forma alternada entre si no interior da pista magnética e podem ser espaçados regularmente entre si no interior da pista magnética.

[0014] Em ainda outro aspecto, qualquer um dos isoladores amortecedores é incorporado a um sistema de acionamento de acessórios por correia frontal de um veículo, por exemplo, no virabrequim na forma de amortecedor de vibrações torcionais ou em um eixo de motriz.

[0015] Outros aspectos da presente invenção serão prontamente evidentes em vista das descrições e dos exemplos aqui apresentados.

Breve Descrição das Figuras

[0016] Muitos aspectos da presente invenção podem ser melhor compreendidos com referência aos desenhos a seguir. Os componentes nas figuras não se encontram necessariamente em escala, com a ênfase sendo dada à ilustração clara dos princípios da presente invenção. Além disso, nos desenhos, números de referência similares designam partes correspondentes ao longo de todas as diversas vistas.

[0017] A figura 1 é uma vista em perspectiva de componentes em um acionador de acessório frontal.

[0018] A figura 2 é uma vista explodida em perspectiva, em corte parcial, de um amortecedor de vibrações torcionais que apresenta um sistema isolador de mola magnética.

[0019] A figura 3 é uma vista montada do amortecedor de vibrações torcionais da figura 2.

[0020] A figura 4 é uma vista esquemática superior que indica as relativas polaridades dos ímãs do sistema isolador elástico do amortecedor de vibrações torcionais da figura 2.

[0021] A figura 5 é uma vista inferior parcial do cubo do amortecedor de vibrações torcionais da figura 2.

[0022] A figura 6 é uma vista superior parcial de um corpo da polia do amortecedor de vibrações torcionais da figura 2.

Descrição Detalhada da Invenção

[0023] Faz-se agora referência detalhada da descrição das formas de realização ilustradas nos desenhos. Apesar de diversas formas de realização serem descritas com relação a esses desenhos, não há intenção de limitar a presente invenção à(s) forma(s) de realização descrita(s) na presente descrição. Ao contrário, a intenção é de cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes.

[0024] Com referência agora à figura 1, é ilustrado um exemplo de uma forma de realização de sistema FEAD, meramente por propósitos ilustrativos, que inclui um alojamento integrado 15, que apresenta uma superfície frontal 30 e uma superfície traseira 27. A superfície traseira 27 do alojamento integrado 15 é preferencialmente montada em um motor. O sistema FEAD 18 pode ser utilizado com qualquer motor, incluindo motores de veículos, marinhos e estacionários. A forma e a configuração do alojamento integrado 15 dependem do motor de veículo ao qual deve ser montado. Consequentemente, o alojamento integrado 15 e, mais especificamente, o sistema FEAD 18 podem variar em conjunto com o local dos acessórios de acionamento do motor 9 e ainda atingir os objetivos da presente invenção. Deve ser compreendido que o local e a quantidade de acessórios de acionamento do motor 9 podem variar. Na figura 1, o alojamento integrado 15 apresenta uma pluralidade de acessórios de acionamento do motor 9, tais como alternador 12, polias, ventilador etc., acionados por ao menos uma correia contínua de transmissão 6, correia plana, correia arredondada, correia em V, correia multi-sulcada, correia dotada de caneluras etc., ou uma combinação das correias mencionadas acima, sendo de face simples ou dupla, e um tensionador de correia 21. O virabrequim aciona o amortecedor de vibrações torcionais 3, que é conectado na extremidade motora 10 do virabrequim 8, de forma a acionar a correia contínua de transmissão 6 que, por sua vez, aciona o restante dos acessórios de acionamento do motor 9.

[0025] O aprimoramento do sistema FEAD 18 na presente descrição é um isolador amortecedor, designado em geral pela referência 100 nas figuras 2 e 3, que utiliza ímãs como isoladores. Apesar de ilustrado e descrito no contexto do sistema FEAD 18, os especialistas irão reconhecer que o isolador amortecedor 100 também é apropriado para qualquer dentre uma variedade de contextos análogos em uma variedade de veículos ou dispositivos mecânicos. O isolador amortecedor 100 conforme visto na figura 2 inclui, de cima para baixo, com relação à orientação do desenho na página, um elemento inercial 118, um membro amortecedor elastomérico 120, um cubo 102, o primeiro e o segundo ímãs do cubo 123, um primeiro suporte deslizante 114, o primeiro e o segundo ímãs do corpo de polia 125, um corpo de polia 116 e o segundo suporte deslizante 124. O cubo 102 é passível de ser montado em um virabrequim, por meio da recepção do virabrequim através de seu orifício central 103.

[0026] Com referência às figuras 2, 3 e 5, o cubo 102 apresenta uma flange 101 que define o orifício central 103. A flange 101 apresenta uma superfície radial interna 104 que define o orifício central 103 e uma superfície radial externa oposta 150. Além disso, o cubo 102 apresenta uma superfície radial mais externa 106 definida por uma segunda flange 152 que é radialmente espaçada para fora a partir da flange 101 por uma placa 105 a fim de definir um receptáculo anular 108 entre os mesmo. A segunda flange 152 também apresenta uma superfície radial interna 154. A placa 105 inclui uma porção axialmente curva e radialmente arqueada 113 que define um primeiro sulco arqueado 107 que é radialmente concêntrico em torno do orifício central 103 e da primeira flange 101. Em uma forma de realização, o sulco 107 apresenta uma seção transversal geralmente semicircular. A porção curva 113 e o correspondente sulco 107 podem formar um anel completo, ou um anel incompleto. A porção curva 113 pode ser uma face contornada da placa 105, conforme ilustrado, ou pode ser formada entre costelas contornadas (não ilustradas) que se estendem a partir da placa 105 (quer integrais com, ou anexadas, a placa 105). Conforme ilustrado na figura 3, a flange 101 do cubo 102 que define o orifício central 103 pode estender-se axialmente em apenas uma direção a partir da placa 105. Neste ponto, a placa 105 define uma face frontal FF do isolador amortecedor 100, que receberá a vedação da extremidade motora 10 (figura 1) que fixa o isolador amortecedor 100 a um eixo, tal como um virabrequim, para a rotação com o mesmo.

[0027] O cubo 102 pode ser fundido, torneado, moldado, forjado ou usinado utilizando métodos conhecidos ou desenvolvidos posteriormente. Materiais apropriados para o cubo incluem alumínio, plástico e outros materiais não ferromagnéticos apropriados, ou uma combinação dos mesmos, incluindo materiais compostos.

[0028] Com referência agora às figuras 2, 3 e 6, o corpo da polia 116 inclui uma porção de engate de correia 136 e uma proteção de face 138 posicionada radialmente para dentro a partir da superfície de engate da correia e conectado à mesma por uma pluralidade de travas 139 ou uma placa que pode ser sólida ou incluir uma pluralidade de lacunas 156 para reduzir o custo e o peso do material. A proteção de face 138 termina em sua parte radial mais interna em uma luva 122 que define um orifício central 147 no corpo da polia 116. A proteção de face 138 define uma face traseira BF do isolador amortecedor 100 e inclui uma parte radialmente arqueada e axialmente curva 115 oposta à face traseira BF. Consequentemente, a porção radialmente arqueada e axialmente curva 115 frontal ao cubo 102, em particular, é de frente para a porção radialmente arqueada e axialmente curva 113 do cubo 102. A porção radialmente arqueada e axialmente curva 115 define um segundo sulco arqueado 111 na proteção de face 138 que é radialmente concêntrica em torno da luva 122. Em uma forma de realização, o segundo sulco 111 apresenta seção transversal em geral semicircular. A porção radialmente arqueada e axialmente curva 115 e o correspondente segundo sulco 111 podem formar um anel completo, ou um anel incompleto. A porção radialmente arqueada e axialmente curva 115 pode ser definida por uma ou mais costelas arqueadas curvilíneas 149 (integrais ou fixadas) que se estendem axialmente a partir da proteção de face 138, para além da face traseira BF ou, alternativa mente, a porção curva 115 pode ser definida por uma porção curvilínea da própria proteção de face 138, tal como um sulco em recesso no mesmo, ou uma combinação de ambos. Na forma de realização ilustrada, por exemplo, o lado radialmente externo do segundo sulco 111 é definido por uma face interna côncava da costela integralmente fixada 149 para formar a metade do sulco 111 e, a borda radialmente interna do segundo sulco 111 é definida por um segmento curvo 117 da própria proteção de face 138, afastada da luva 122 pela largura de um aro 121 na proteção de face 138.

[0029] Materiais apropriados para o corpo da polia 116 incluem alumínio, plástico e outros materiais não magnéticos apropriados, ou combinações dos mesmos, incluindo materiais compostos. A porção de engate de correia 136 é uma superfície anular externa que é radialmente para fora em relação ao eixo central de rotação A do isolador amortecedor 100 e inclui uma superfície de engate externa da correia, que pode ser plana, contornada para receber uma correia arredondada ou, apresentar sulcos em V para o engate com as caneluras V de uma correia dotada de caneluras em V, ou apresentar qualquer outra canelura contornada necessária para engatar com uma correia contínua.

[0030] Com referência agora à figura 3, quando o isolador amortecedor 100 for montado, as porções radialmente arqueadas e axialmente curvas 113, 115 do cubo 102 e do corpo da polia 116 são alinhadas e engatadas entre si para definir as primeira e segunda porções de uma pista magnética 109 concêntrica em torno do centro. Em uma forma realização, cada uma das porções radialmente arqueadas e axialmente curvas 113, 115 forma anéis completos radialmente concêntricos em torno do cubo 102 e, a pista magnética 109 define, portanto, uma cavidade fechada, em geral toroidal. Em uma forma de realização alternativa, a pista magnética 109 não forma um anel completo, mas um segmento tubular arqueado.

[0031] Um ou mais ímãs do cubo 123 e um ou mais ímãs da polia 125 são posicionados no interior da pista magnética 109. Os ímãs 123 e 125 podem ser ímãs de terras raras e, mais especifica mente, podem ser ímãs de neodímio. Os ímãs do cubo 123 são fixados na porção curva 113 da porção lateral do cubo da pista magnética 109 e, os ímãs da polia 125 são fixados na porção lateral da polia da pista magnética 109. É mantido um espaço de folga 137 entre os ímãs da polia 125 e a porção curva 113 na porção lateral do cubo da pista magnética 109 e, um espaço de folga 141 é mantido entre os ímãs do cubo 123 e a porção curva 115 da porção lateral da polia da pista magnética 109.

[0032] Com referência adicionalmente às figuras 5 e 6, em uma forma de realização, a parte curva 113 do cubo 102 apresenta orifícios 113 formados na mesma e a porção curva 115 do corpo da polia 116 apresenta os orifícios 135 formados na mesma. Parafusos sem cabeça 131 que incluem ou são formados com um material ferromagnético, tal como aço, são recebidos nos orifícios 133, 135 para reter os ímãs 123, 125 em suas respectivas posições fixas na pista magnética por meio de atração magnética. Alternativa mente, podem ser utilizados fixadores mecânicos para fixar mecanicamente os ímãs 123, 125 às poções curvas apropriadas 113,115.

[0033] Ambas as porções radialmente arqueadas e axialmente curvas 113, 115 do cubo 102 e do corpo da polia 116 podem incluir ainda sedes ou bolsos 127 para receber e posicionar adequadamente os ímãs 123, 125 para evitar seu livre movimento no interior da passagem tubular da pista magnética 109 e/ou evitar a sua manobra para alterar a orientação polar. Em uma forma de realização, cada bolso 127 é definido por um par de partições 129 (uma posicionada em cada lado do respectivo ímã 123, 125) que se estendem axialmente a partir do interior das porções curvas 113, 115 para, ao menos parcialmente, interceptar transversalmente, a pista magnética 109.

[0034] Consequentemente, os ímãs 123, 125 não se movem livremente no interior da pista magnética 109. Ao contrário, os ímãs do cubo 123 são conectados ao cubo 102 para rotacionar com o mesmo e os ímãs da polia 125 são conectados ao corpo da polia 116 para rotacionar com o mesmo. Quando o cubo 102 rotaciona em relação ao corpo da polia 116, os ímãs do cubo 123 movem-se apenas no interior da porção do segundo sulco 111 da pista magnética 109, em relação à porção curva 115 e, não se movem em relação à porção curva 113. De forma similar, os ímãs da polia 125 movem-se apenas no interior da porção do primeiro sulco 107 da pista magnética 109, em relação à porção curva 113 e, não se movem em relação à porção curva 115. Os espaços de folga 137,141 garantem que cada ímã 123, 125 não se atrite com a porção curva 113, 115 oposta à porção curva 113,115 à qual aquele ímã é conectado. Portanto, não é necessário lubrificar o interior da pista magnética 109, devido a não haver contato físico entre os componentes nos lados opostos da pista magnética 109.

[0035] Com referência agora às figuras 3 e 4, em uma forma de realização, o isolador amortecedor 100 inclui um total de quatro ímãs (dois ímãs do cubo 123 e dois ímãs da polia 125) em posições eqüidistantes a 90 graus um do outro. Os dois ímãs do cubo 123 são posicionados a 180 graus um do outro e os dois ímãs da polia 125 são posicionados a 180 graus um do outro. Os ímãs do cubo 123 e os ímãs da polia 125 são espaçados de forma uniforme, portanto, em padrão alternado no interior da pista magnética 109. Os ímãs 123, 125 são orientados de tal forma que cada face de cada ímã 123, 125 apresente a mesma polaridade (norte ou sul) da face de ímãs vizinhos 123, 125 (vide, por exemplo, a figura 4). Apenas a polaridade relativa (idêntica vs. diferente), não a polaridade real (norte vs. sul), é relevante neste particular. Os especialistas na arte apreciarão que são possíveis outras disposições de ímãs 123, 125, em termos de quantidade e intensidade magnética dos ímãs utilizados, espaçamento dos ímãs e orientações polares dos ímãs, para permitir diferentes funcionalidades elásticas e movimentos angulares entre o cubo 102 e o corpo da polia 116, conforme desejado para a aplicação específica. Em uma forma de realização alternativa, por exemplo, o isolador amortecedor inclui três ímãs do cubo 123 posicionados a 120 graus um do outro e três ímãs das polias 125 posicionados a 120 graus um do outro, em que cada ímã do cubo 123 é afastado 60 graus de cada um dentre dois ímãs da polia 125 vizinhos.

[0036] Em outra forma de realização, o isolador amortecedor inclui apenas um ímã do cubo 123 e/ou um ímã da polia 125 (ou seja, dois ou três ímãs no total). Com referência, por exemplo, à figura 4, um dos ímãs do cubo 123 poderá ser omitido e dois ímãs da polia 125 poderão ser retidos. Alternativamente, um dentre os ímãs do cubo 123 e os ímãs da polia 125 poderá ser omitido (por exemplo, para facilitar o espaçamento dos ímãs e facilitar uma rotação maior do que cerca de 90 graus). Em tais formas de realização e também em formas de realização que incorporam quantidades ímpares de ímãs do cubo e da polia 123, 125, podem ser incluídas barreiras estruturais adicionais (não exibidas), similares às partições 129, no interior da pista magnética 109 para uma maior restrição da rotação indesejada e/ou garantir o posicionamento apropriado entre o cubo 102 e o corpo da polia 116 em estado de repouso. A pista magnética 109 pode apresentar um comprimento arqueado que é limitado ao mínimo necessário para possibilitar os parâmetros de rotação desejados.

[0037] Consequentemente, os ímãs 123, 125 e a pista magnética 109 definem um conjunto isolador 143 do isolador amortecedor 100. Quando o cubo 102 e o corpo da polia 116 rotacionam entre si, os ímãs vizinhos aproximam-se e geram força de repulsão progressivamente mais forte (não linear) à medida que os ímãs se aproximam cada vez mais. Os ímãs 123, 125 servem, portanto, como uma mola magnética para opor-se ao movimento angular entre o cubo 102 e o corpo da polia 116, de forma a amortecer a rotação do cubo 102 e do corpo de polia 116 entre si de forma análoga a uma mola mecânica ou elastomérica convencional, mas sem muitas das desvantagens associadas a esses projetos de isoladores tradicionais. Caso as forças torcionais que agem sobre os ímãs 123, 125 sejam suficientemente fortes para superar a força magnética de repulsão entre os ímãs vizinhos 123, 125, as partições 129 das sedes 127 dos ímãs servem como segurança mecânica para evitar a rotação excessiva do cubo 102 em relação ao corpo de polia 116 além de um montante máximo de rotação previamente determinado (na forma de realização ilustrada, cerca de 90 graus).

[0038] Novamente com referência às figuras 2 e 3, o primeiro suporte deslizante 114 e o segundo suporte deslizante 124 são posicionados sobre cada lado da pista magnética (radialmente) para definir um sistema de sustentação que facilite o movimento angular suave entre o cubo 102 e o corpo de polia 116. Este sistema de suporte também serve de vedação para a pista magnética 109, a fim de evitar a contaminação e entrada de detritos na pista magnética 109 e a eventual interferência com a operação suave do conjunto isolador 143. O primeiro suporte deslizante 114 é posicionado no interior do receptáculo anular 108 do cubo 102, entre uma borda radialmente externa 145 da costela arqueada 149 do corpo da polia 116 e a superfície radial interna 154 da segunda flange 152 do cubo 102. O primeiro suporte deslizante 114 pode ser um anel de aço cilíndrico que é encaixado sob pressão entre o cubo 102 e o corpo da polia 116. O primeiro suporte deslizante 114 pode ser formado com uma liga de metal não magnético, ou outro material, ou um composto tal como composto de nylon.

[0039] O segundo suporte deslizante 124 é posicionado no interior do receptáculo anular 108 do cubo 102, entre a luva 122 do corpo da polia 116 e a superfície radial externa 150 da primeira flange 101 do cubo 102. O segundo suporte deslizante 124 pode ser um anel de aço cilíndrico que é encaixado sob pressão entre o cubo 102 e o corpo da polia 116 e, pode incluir uma flange que se estende radialmente para fora 146 e que recebe uma borda inferior 148 da luva 122 para prover uma funcionalidade de vedação aprimorada. O segundo suporte deslizante 124 pode alternativa mente ser formado de uma liga de metal não magnético, ou outro material, ou um composto tal como composto de nylon.

[0040] O isolador amortecedor 100 inclui o elemento amortecedor elastomérico 120 disposto entre a superfície radial mais externa 106 da segunda flange 152 do cubo 102 e o elemento inercial 118. O elemento inercial 118 é assentado contra o elemento amortecedor elastomérico 120, de forma a acoplar operacionalmente o elemento inercial 118 ao cubo 102 para rotacionar com o mesmo. O elemento inercial 118 pode ser produzido com qualquer material que apresente inércia suficiente, normalmente ferro fundido, aço ou material denso similar. Conforme ilustrado na figura 3, o elemento inercial 118 é concêntrico e radialmente espaçado para fora do cubo 102, de forma que a superfície radial mais externa 106 da segunda flange 152 do cubo 102 faceie uma superfície interna 119 do elemento inercial 118 e defina um espaço entre as mesmas. O elemento amortecedor elastomérico 120 pode ser encaixado sob pressão ou injetado nesse espaço, de forma a acoplar de forma não rígida o cubo 102 e o membro inercial 118.

[0041] O elemento amortecedor elastomérico 120 pode ser qualquer elastômero apropriado para absorver e/ou amortecer as vibrações torcionais geradas por um eixo rotativo sobre o qual é montado o isolador amortecedor 100. Os elementos elastoméricos podem apresentar um módulo de tensão geralmente baixo e uma deformação de elevado rendimento. O elastômero é preferencialmente apropriado para aplicações de motores automotivos, ou seja, adequado para suportar as temperaturas experimentadas no motor e as temperaturas e condições de estrada. O elemento amortecedor elastomérico 120 pode, entretanto, ser conforme descrito na patente Norte Americana n° 7.658.127, que é incorporada aqui em sua totalidade, como referência. Em uma forma realização, os elementos elastoméricos podem ser produzidos de, ou incluir, um ou mais dentre borracha de estireno e butadieno, borracha natural, borracha de nitrila e butadieno, borracha de etileno propileno dieno (EPDM), elastômero acrílico de etileno, borracha de nitrilo butadieno hidrogenado e borracha de policloropreno. Um exemplo de elastômero acrílico de etileno é o elastômero acrílico de etileno VAMAC® da E. I. du Pont de Nemours & Company. O elemento elastomérico pode ser um material composto que inclui opcionalmente uma pluralidade de fibras dispersas no mesmo. As fibras podem ser fibra de aramida contínua ou fragmentada (picada), como a fibra vendida com o nome fibra TECHNORA®. Em uma realização, o elemento amortecedor elastomérico 120 pode ser fixado à superfície radial mais externa 106 utilizando um adesivo convencional conhecido para uso em sistemas de amortecimento de vibrações. Alguns exemplos de adesivos apropriados incluem adesivos de colagem de borracha vendidos pela Lord Corporation, Henkel AG & Co. ou pela Morton International Incorporated Adhesives & Specialty Company.

[0042] Uma vez montado, conforme ilustrado na figura 3, o elemento amortecedor elastomérico 120 e o elemento inercial 118 são dispostos entre a superfície radial mais externa 106 da segunda flange 152 do cubo 102 e a porção de engate da correia 136 do corpo da polia 116. O conjunto isolador 143 é disposto radialmente para dentro do elemento amortecedor elastomérico 120, em que a porção radialmente arqueada e axialmente curva 113 do cubo 102 e a porção radialmente arqueada e axialmente curva 115 do corpo da polia 116 definem as porções da pista magnética 109 que recebe os ímãs 123, 125 e, os suportes deslizantes 114, 124 são posicionados no interior do receptáculo anular 108 do cubo 102 para possibilitar a rotação do cubo 102 com relação ao corpo da polia 116. A porção de engate da correia 136 é radialmente concêntrica em torno do cubo 102 e o orifício central 147 do corpo da polia 116 é assentado em torno da superfície radial interna 104 da primeira flange 101 do cubo 102 e, mais particularmente, é assentada em torno do segundo suporte deslizante 124 encaixado sob pressão na superfície radial interna 104 do cubo 102.

[0043] O isolador amortecedor aqui descrito fornece um sistema isolante com um grande ângulo de liberdade para a partida e parada o motor, fornecendo ao mesmo tempo uma mola magnética que se torna cada vez mais rígida à medida que a torque FEAD entra em ação,devido à força de repulsão gerada pela proximidade dos ímãs no interior da pista magnética orientados com polaridade similar um contra o outro. Quando os ímãs do cubo 123 aproximam-se dos ímãs da polia 125, há uma força de repulsão que aumenta proporcionalmente (não linearmente) e é inversamente proporcional à relativa distância angular entre os ímãs 123, 125. Consequentemente, o conjunto isolador do isolador amortecedor descrito fornece um grande ângulo de liberdade, como uma mola mecânica, mas com menos ruído, construção mais leve e menores custos de materiais. O conjunto isolador descrito também fornece taxa elástica não linear, como uma mola elastomérica, mas com vida útil muito maior e características de frequência vs. temperatura muito melhores que os isoladores com mola elastomérica. O isolador amortecedor descrito também pode ser menor (em tamanho) que os projetos baseados em molas mecânicas ou elastoméricas, pois pode ser encapsulado de modo mais compacto.

[0044] Apesar da presente invenção ser ilustrada e descrita com relação a determinadas formas de realização, é óbvio que ocorrerão modificações para os especialistas na arte mediante a leitura e compreensão do relatório descritivo e a presente invenção inclui todas essas modificações.

Claims (16)

1. Isolador Amortecedor (100), compreendendo: um cubo (102) que define um orifício (103) através do mesmo para receber um eixo; um primeiro suporte deslizante (114) e um segundo suporte deslizante (124) posicionados contra a oposição da superfície radialmente frontais do cubo (102); corpo de polia (116) encaixado ao cubo (102) em acoplamento rotativo operacionalmente em relação a ele contra o primeiro e o segundo suporte deslizantes (114, 124), sendo que corpo de polia (116) e o cubo (102) coletivamente define a pista magnética (109) vedada que é concêntrica em torno do orifício (103) do cubo (102); caracterizado por o primeiro suporte deslizante (114) e o segundo suporte deslizante (124) estarem respectivamente dispostos entre a primeira das superfícies radialmente frontais de engate do cubo (102) e o corpo de polia (116) as quais são rotativos um em relação ao outro, e primeiro suporte deslizante (114) e o segundo suporte deslizante (124) estando posicionados e ambos os lados, na direção radial, da pista magnética (109) de modo a definir um sistema de polia para permitir uma leve movimentação angular entre o cubo (102) e o corpo da polia (116), assim vedando a pista magnética de modo a evitar que contaminantes e particulados penetrem na pista magnética; um elemento inercial (118, 120) disposto operativamente entre o cubo (102) e a porção do engate da correia (136) do corpo da polia (116); e um conjunto isolador (143) compreendendo: - um primeiro ímã (123) posicionado no interior da pista magnética (109) e conectado ao cubo (102) para a rotação com o mesmo; e - um segundo ímã (125) posicionado no interior da pista magnética (109) e conectado ao corpo de polia (116) para rotação com o mesmo; sendo que o primeiro ímã (123) e o segundo ímã (125) estão posicionados com polaridades iguais, frontais entre si.

2. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o conjunto amortecedor (143) compreender: - um elemento amortecedor elastomérico (120) radialmente para fora e concêntrico em torno do cubo (102); e - um elemento inercial (118) assentado contra o elemento amortecedor elastomérico (120), de forma a acoplar operacionalmente o elemento inercial ao cubo (102) para a rotação com o mesmo.

3. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, compreendendo uma pluralidade de primeiros ímãs (123) e uma pluralidade de segundos ímãs (125), caracterizado por a pluralidade de primeiros ímãs (123) ser posicionada de forma alternada em relação à pluralidade de segundos ímãs (125) no interior da pista magnética (109).

4. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro ímã (123) ser espaçado regularmente do segundo ímã (125) na pista magnética (109).

5. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro ímã (123) ser conectado ao cubo (102) por um primeiro fixador (131), e o segundo ímã (125) ser conectado ao corpo de polia (116) por um segundo fixador (131).

6. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por pelo menos um dentre o primeiro fixador e o segundo fixador (131) compreender um material ferromagnético.

7. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cubo (102) e o corpo de polia (116), coletivamente, definirem um primeiro espaço de folga (141) entre o primeiro ímã (123) e o corpo de polia (116) e um segundo espaço de folga (137) entre o segundo ímã (125) e o cubo (102) ao longo da respectiva linha de deslocamento de cada um no interior da pista magnética (109).

8. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dentre o cubo (102) e o corpo de polia (116) serem formados de um material não ferromagnético.

9. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cubo (102) compreender ainda um primeiro bolso (127) no qual o primeiro ímã (123) é assentado e, o corpo de polia (116) compreender ainda um segundo bolso (127) no qual o segundo ímã (125) é assentado, e o primeiro bolso (127) é definido por um par de primeiras partições (129) no interior da pista magnética (109) e, o segundo bolso (127) é definido por um par de segundas partições (129) no interior da pista magnética (109).

10. Isolador Amortecedor (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o primeiro ímã (123) ser espaçado regularmente do segundo ímã (125) na pista magnética (109).

11. Sistema de acionamento (18) de acessórios por correia frontal caracterizado por compreender um isolador amortecedor conforme definido na reivindicação 1, montado em um virabrequim (8) para a rotação com o mesmo.

12. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o isolador amortecedor (100) compreender uma pluralidade de primeiros ímãs (123) e uma pluralidade de segundos ímãs (125), sendo que a pluralidade de primeiros ímãs (123) é posicionada de forma alternada em relação à pluralidade de segundos ímãs (125) no interior da pista magnética (109).

13. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o primeiro ímã (123) ser conectado ao cubo (102) por um primeiro fixador (131) e o segundo ímã (125) ser conectado ao corpo de polia (116) por um segundo fixador (131).

14. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o cubo (102) e o corpo de polia (116), coletivamente, definirem um primeiro espaço de folga (141) entre o primeiro ímã (123) e o corpo de polia (116) e um segundo espaço de folga (137) entre o segundo ímã (125) e o cubo (102) ao longo da respectiva linha de deslocamento de cada um no interior da pista magnética (109).

15. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a pista magnética (109) definir uma cavidade toroidal ou um seguimento tubular arqueado.

16. Sistema de acionamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por cada um dentre os primeiro e segundo imãs (123, 125) apresentar faces opostas com polaridades distintas e cada qual estando orientado no interior da pista magnética (109) de tal forma que cada imã apresente a mesma polaridade da face de ímã(s) vizinho(s).

Images