BR112017020129B1

BR112017020129B1 - Desacoplador isolador e sistema de transmissão de correia

Info

Publication number: BR112017020129B1
Application number: BR112017020129-1A
Authority: BR
Inventors: Alexander Serkh
Original assignee: Gates Corporation
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2023-03-07
Also published as: US9291253B1; RU2017134750A; AU2016235881A1; WO2016153817A1; CA2980307A1; CN107532653B; BR112017020129A2; AU2016235881B2; EP3274605B1; EP3274605A1; RU2017134750A3; JP2018510304A; MX2017012032A; JP6469250B2; KR20170129890A; CN107532653A; CA2980307C

Abstract

Tem-se um desacoplador isolador compreendendo de um eixo mecânico, uma polia articulada junto ao eixo mecânico incorporando uma superfície de mancal de correia, com a superfície de mancal de correia tendo um diâmetro ao longo das esferas não superior a 2A, uma embreagem unidirecional instalada junto ao eixo mecânico, um distribuidor de embreagem instalado junto à embreagem unidirecional, uma mola de torção engatada entre o distribuidor de embreagem e a polia, a mola de torção capacitada a carregamento na direção sem enrolamento, a mola de torção apresentando um diâmetro não inferior a 2B, e o diâmetro da mola de torção 2B sendo maior do que o diâmetro ao longo das esferas da superfície de mancal de correia 2A.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção se refere a um desacoplador isolador, e, mais em particular, a um desacoplador isolador incorporando uma mola de torção contendo um diâmetro maior do que um diâmetro de uma superfície de mancal de correia.

Fundamentos da Invenção

[002] Esta invenção se refere a dispositivos de sintonização de alternador, particularmente a desacopladores isoladores utilizando uma mola de torção para o isolamento. A função e utilidade dos dispositivos de sintonização de desacoplador isolador já é algo do conhecimento habitual. Um dispositivo típico consiste de múltiplos componentes incluindo uma mola de isolamento, embreagem unidirecional, mancais, uma polia e outras partes auxiliares. A necessidade pela presença de cada um desses componentes requer, tipicamente, que o diâmetro global do dispositivo venha a exceder aquele desejado pela indústria. A diminuição dos tamanhos dos motores dos veículos e os requisitos sempre crescentes quanto a eficiência de combustível indicam que os diâmetros do desacoplador isolador podem compreender de um fator limitante ao desenvolvimento do motor.

[003] Uma relação delimitando o tamanho consiste naquela entre a polia e uma mola de torção. Nos dispositivos do estado anterior da técnica, a mola de torção vem a se apresentar, tipicamente, em uma “pilha” radial disposta entre o eixo mecânico e a polia. Esta disposição tende a aumentar o diâmetro da polia dependendo da taxa molar da mola de torção.

[004] O documento US 6083130 é representativo do estado da técnica, descrevendo um sistema de transmissão de correia em forma de serpentina para um veículo automobilístico consistindo de um conjunto de transmissão incluindo um motor de combustão interna incorporando um eixo mecânico de saída contendo uma polia de transmissão junto ao mesmo, sendo rotacional em torno de um eixo de polia de transmissão. Tem-se uma sequência de conjuntos de transmissão, aonde cada um dos quais incorpora uma polia acionada para girar em torno de um eixo paralelo com o eixo da polia acionada e uma correia em serpentina instalada em relação de cooperação com a polia de transmissão e com as polias acionadas em uma sequência correspondendo com a sequência dos conjuntos acionados quando relacionados com a direção de movimentação da correia levando com que as referidas polias acionadas venham a rotacionar em resposta a rotação da polia de transmissão. A sequência dos conjuntos acionados inclui um conjunto de alternador incorporando um eixo mecânico de alternador instalado para rotacionar em torno de um eixo geométrico do eixo mecânico. Uma estrutura de cubo de roda é distribuída fixamente pelo eixo mecânico do alternador para rotação com o mesmo em torno do eixo geométrico do eixo mecânico. Um mecanismo de mola e de embreagem unidirecional acopla a polia do alternador com a estrutura do cubo de roda. Um mecanismo de mola e de embreagem unidirecional compreende de um membro de mola resiliente formado separadamente e conectado em série com um membro de embreagem unidirecional. O membro de mola resiliente é construído e posicionado para transmitir os movimentos rotacionais acionados da polia de alternador através da correia de serpentina junto à estrutura de cubo de roda, de modo que o eixo mecânico de alternador seja girado na mesma direção da polia de alternador, enquanto vindo a encontrar condições quanto a movimentações instantâneas resilientes relativas nas direções opostas com respeito a polia de alternador durante a movimentação rotacional acionada da mesma. O membro de embreagem unidirecional é construído e disposto para possibilitar a que a estrutura do cubo de roda e portanto, o eixo mecânico do alternador, girem a uma velocidade excedendo a velocidade rotacional da polia do alternador quando a velocidade do eixo mecânico da saída do motor vem a ser desacelerada em um quantidade suficiente para estabelecer o torque entre a polia de alternador e a estrutura de cubo de roda junto a um nível negativo pré-determinado.

[005] US 2013 0062155 A1 revela um desacoplador isolador compreendendo um aro firmemente fixado a um primeiro elemento de transmissão de energia, e uma mola de torção instalada em um receptáculo firmemente fixado a um segundo elemento de transmissão de energia, um dos elementos de transmissão de energia sendo acionado e o outro dos elementos de transmissão de energia sendo acionado.

[006] O que se faz necessário um desacoplador isolador apresentando uma mola de torção contendo um diâmetro maior do que o diâmetro de uma superfície de mancal de correia. A presente invenção atende a esta necessidade.

Sumário da Invenção

[007] O aspecto primário da invenção consiste em um desacoplador isolador apresentando uma mola de torção contendo um diâmetro maior do que o diâmetro de uma superfície de mancal de correia.

[008] Outros aspectos da invenção virão a serem destacados ou tornados óbvios por meio da parte descritiva vinda a seguir quanto a invenção e os desenhos de acompanhamento.

[009] A invenção compreende um desacoplador isolador conforme definido nas reivindicações.

Breve Descrição dos Desenhos

[0010] Os desenhos de acompanhamento, os quais são incorporados e formam uma parte do relatório descritivo, ilustram as modalidades de preferência da presente invenção, e em conjunto com a parte descritiva, servem para explicação dos princípios da invenção.

[010] A Figura 1 consiste de uma visualização em perspectiva da seção transversal.

[011] A Figura 2 consiste de uma visualização da seção transversal.

[012] A Figura 3 consiste de uma vista ampliada.

[013] A Figura 4 consiste de um diagrama de um sistema de transmissão de correia de motor.

[014] A Figura 5 consiste de uma visualização parcial da seção transversal da mola.

[015] A Figura 6 consiste de uma visualização ampliada parcial do conjunto de mola.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida

[016] A Figura 1 consiste de uma visualização em perspectiva da seção transversal. O dispositivo inventivo de desacoplador isolador 14 compreende de uma polia 4, mancal 2 e mancal 5, mola de torção 3, embreagem unidirecional 7, eixo mecânico 1, bucha de empuxo 6, distribuidor de embreagem 9, retentor de mola 8 e um tubo anticongelante 10.

[017] A polia 4 é articulada junto ao eixo mecânico 1 no mancal 2. O retentor de mola 8 é articulado junto ao eixo mecânico 1 no mancal 5. O retentor de mola 8 é pressionado para se ajustar na polia 4, desso modo, a polia 4 é articulada junto ao eixo mecânico 1 no mancal 2 e no mancal 5. A mola de torção 3 é contida integralmente no interior da porção de polia 42. A porção 42 se apresenta côncava em direção ao eixo mecânico 1. A porção 42 é adjacente em sentido axial a superfície de mancal de correia 41. Uma correia 30 engata a superfície de mancal de correia 41.

[018] O distribuidor de embreagem 9 vem a ser instalado junto à embreagem unidirecional 7. A embreagem unidirecional 7 vem a ser instalada junto ao eixo mecânico 1. A bucha de empuxo 6 é posicionada entre a polia 4 e o distribuidor de embreagem 9. A embreagem unidirecional 7 se localiza em sentido axial o distribuidor de embreagem 9 junto ao eixo mecânico 1. A polia 4 vem a estar localizada em sentido axial entre o mancal 2 e a bucha de empuxo 6.

[019] A mola 3 vem a ser engatada entre o distribuidor de embreagem 9 e o retentor de mola 8. A extremidade 31 engata o distribuidor de embreagem 9 e a extremidade 32 engata o retentor de mola 8.

[020] Um alternador de alimentação direta contém significativa inércia. Em uma condição de funcionamento excessivo ou durante uma redução na velocidade do motor, devido a inércia, o eixo mecânico do alternador 120 irá tentar girar mais rapidamente do que a transmissão sendo efetuada pela correia, acionando de fato o motor através do eixo de manivela. Isto não é algo desejável. Para se evitar este problema, a embreagem unidirecional 7 irá vir a se desengatar temporariamente, possibilitando desse modo a que o eixo mecânico do alternador 120 gire descendentemente dentro do limite de sua própria taxa. Uma vez que a velocidade rotacional do eixo mecânico 120 diminua até a velocidade referente a da entrada da correia, a embreagem unidirecional 7 irá se engatar de novo.

[021] Em funcionamento, o torque é transmitido a partir da polia 4 para o retentor de mola 8 através da mola de torção 3 até ao distribuidor de embreagem 9 e para a embreagem unidirecional 7 e ao eixo mecânico 1. A embreagem unidirecional 7 neste dispositivo pode ser de qualquer tipo conhecido, por exemplo, um tipo de cilindro ou em estilo Sprague.

[022] A Figura 2 consiste de uma vista em seção transversal. Um aspecto inventivo deste dispositivo está relacionado com a localização da mola de torção 3 com a polia 4. Devido as restrições do comprimento axial junto ao dispositivo, uma mola 3 é disposta, tipicamente, entre o eixo mecânico 1 e a superfície de mancal de correia 41. No dispositivo inventivo, a mola 3 não é disposta entre a superfície de mancal de correia 41 e o eixo mecânico 1, dando condições desse modo a um empacotamento melhorado dos componentes e um diâmetro menor ao longo das esferas para a superfície de mancal de correia 41. Ao invés disso, a mola 3 é adjacente em sentido axial junto à superfície de mancal de correia. A mola 3 e a superfície de mancal de correia 41 não se apresentam sobrepostas em sentido axial.

[023] Tem-se já o conhecimento na técnica que os diâmetros das polias são aferidos empregando-se o método referido como “diâmetro ao longo das esferas”. Isto pode ser igualmente referido como o raio ao longo das esferas neste relatório descritivo. Para uma descrição consulte o parágrafo 4.1 referente ao Padrão de Veículo em Superfície SAE J1459 para polias e correias estriadas em V.

[024] O raio B da mola de torção 3 vem a ser maior do que o raio A ao longo das esferas da superfície de mancal de correira 41 da polia 4. O diâmetro (2 x raio A) da superfície 41 não vem a ser maior do que 2A. No estado relaxado, a mola de torção 3 consiste de um formato cilíndrico, portanto, o diâmetro da mola de torção 3 vem a ser constante em uma direção axial X-X. A totalidade do formato cilíndrico da mola de torção 3 compreende de um diâmetro interno (ID) não inferior a 2B. A totalidade da mola de torção 3 se faz localizada radialmente em sentido externo da superfície de mancal de correia 41 de polia desde que: B > A. Isto dá condições a que o diâmetro ao longo das esferas da superfície de mancal de correia 2A seja tão pequeno quanto possa ser requerido via uma aplicação do usuário. Também é viabilizado maior controle quanto ao modelo e as características operacionais do dispositivo, uma vez que a mola 3 apresenta um diâmetro uniforme 2B ao longo de todo o seu comprimento, ao invés de vir a se espiralar radialmente em sentido externo a partir do eixo mecânico. Tem-se ainda que o diâmetro global D do dispositivo inventivo vem a ser tipicamente inferior a um diâmetro global comparado a um dispositivo utilizando uma mola que vem a se espiralar radialmente em sentido externo a partir de um cubo de roda. Para um exemplo do estado anterior da técnica, consulte a Fig. 13A do documento US 6083130, o qual descreve uma mola de arame de torção incorporando uma configuração de seção transversal circular envolta em formato espiralado em torno de um cubo de roda anular. Uma extremidade interna em sentido radial da mola é fixada em qualquer maneira convencional junto ao cubo de roda. A porção de extremidade interna em sentido radial da mola de torção é fixada junto a uma placa condutora que se apresenta em sentido radial externo da mola.

[025] Como forma de exemplo o diâmetro ao longo das esferas da superfície de mancal de correia A para a superfície 41 pode ser tão pequeno quanto 45 mm. “A” e “B” são cada um dos quais medidos em relação ao eixo de rotação X-X. Na modalidade alternativa B > A.

[026] Uma característica adicional do dispositivo inventivo compreende da taxa molar da mola de torção 3. Os valores da taxa molar se apresentam, tipicamente, dentro de uma faixa de aproximadamente 0,23 Nm/graus até aproximadamente 0,45 Nm/graus. A mola de torção 3 empregada em uma aplicação de carregamento sem enrolamento pode apresentar as características vindas a seguir: Diâmetro nominal = ID = 51,5 mm = 2B Largura do arame = 4,0 mm Altura do arame = 5,48 mm Comprimento da mola = 16 mm a 26 mm Taxa molar = 0,24 Nm/graus a 0,45 Nm/graus

[027] Esses números são apresentados somente como formas de exemplo e não visam a limitação do âmbito da invenção. O carregamento sem enrolamento se refere ao carregamento da mola de torção 3 na direção sem enrolamento, aonde as bobinas de mola se expandem radialmente uma vez que sejam carregadas quando o dispositivo se encontra em uso transmitindo o torque.

[028]O comprimento de uma extremidade a outra de um dispositivo empregando a mola 3 salientada encontra aplicabilidade para a maioria das aplicações. A mola de torção 3 com deslocamento axial 3 a partir da superfície de mancal de correia 41 leva a que o comprimento axial do dispositivo se estenda em uma direção x2. O espaço axial no interior da porção 42 pode acomodar uma mola de torção contendo uma taxa molar maior, caso seja desejado. Pode vir ainda a acomodar também uma mola de torção apresentando um comprimento global do arame maior na eventualidade de ser necessário um dado diâmetro maior para uma quantidade desejada de bobinas.

[029] A Figura 3 consiste de uma vista ampliada. O tubo anticongelante 10, ajustado por pressão junto ao eixo mecânico 1, é empregado para ejetar os detritos advindos do dispositivo. A superfície 41 acomoda uma correia de múltiplas nervuras.

[030] A Figura 4 consiste de um diagrama de um sistema de transmissão de correia de motor. Nesta disposição de exemplo, uma correia de múltiplas nervuras 30 é encarreirada entre as polias para a bomba direcionando a força 20, para a bomba d'água 22, eixo de manivela do motor 24, alternador 12 e compressor de ar condicionado 18. Um elemento de tensão 28 mantém uma pré-carga junto à correia 30 para evitar o deslizamento da correia. A engrenagem louca 16 rotaciona ainda a correia 30 assegurando o engate apropriado com a polia junto ao dispositivo inventivo 14 e a polia 24. O desacoplador isolador 14 é fixado junto a um eixo mecânico 120 do alternador 12. Os componentes descritos, excluído o dispositivo inventivo 14 específico, compreendem de um sistema de transmissão de acessórios típico, conforme o encontrado na maior parte dos motores de veículos. Os acessórios fazem a transmissão ou consistem de diversos sistemas de veículos e motores conhecidos que incluem o resfriamento, condicionamento do ar, sistemas elétrico, e hidráulico para direcionamento.

[031] O eixo de manivela 24 aciona a correia 30, a qual por sua vez aciona o alternador 12 e os outros acessórios. Cada um dos acessórios vem a ser instalado, tipicamente, junto à parte frontal de um motor de combustão interna do veículo (não mostrado). Em uma condição de funcionamento excessivo ou durante a desaceleração do motor, o dispositivo inventivo 14 irá desengatar o alternador do sistema de transmissão de acessórios.

[032] A Figura 5 consiste de uma vista parcial da seção transversal da mola. A mola 3 compreende de uma extremidade 31 e de uma extremidade 32. A extremidade 31 engata a porção de recepção 91 no distribuidor de embreagem 9. A extremidade 32 engata a porção de recepção 81 no retentor de mola 8. Este procedimento de travamento efetua o engate de cada extremidade da mola junto ao distribuidor de embreagem e ao retentor de mola. O engate de travamento de cada extremidade 31 e 32 possibilita a que a mola 3 seja carregada tanto na direção de enrolamento quanto na direção sem enrolamento.

[033] A Figura 6 consiste de uma vista parcial ampliada do conjunto de mola. A mola 3 se apresenta contida entre o distribuidor de embreagem 9 e o retentor de mola 8.

[034] Muito embora uma forma de invenção haja sido descrita neste relatório, tornar-se-á óbvio para os especialistas na área que podem ser efetuadas variações na construção e reação das partes sem haver o afastamento do espírito e âmbito da invenção descrita de acordo com este relatório.

Claims

1. Desacoplador isolador (14), compreendendo: um eixo mecânico (1); uma polia (4) articulada junto ao eixo mecânico (1) e apresentando uma superfície de mancal de correia (41), a superfície de mancal de correia (41) apresentando um diâmetro ao longo das esferas não maior do que 2A; uma embreagem unidirecional (7) instalada junto ao eixo mecânico (1); um distribuidor de embreagem (9) instalado junto à embreagem unidirecional (7) uma mola de torção (3) engatada entre o distribuidor de embreagem (9) e a polia (4), a mola de torção (3) sendo carregada na direção sem enrolamento; a mola de torção (3) apresentando um diâmetro interno mínimo 2B; e CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro interno mínimo da mola de torção (3) 2B é maior do que o diâmetro ao longo das esferas da superfície de mancal de correia (41) 2A.

2. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ser instalado junto a um dispositivo de alimentação direta (20).

3. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro interno da mola de torção (3) 2B é constante ao longo de um comprimento axial.

4. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a polia (4) compreende ainda de uma porção côncava (42) disposta adjacente a superfície de mancal de correia (41) para o recebimento da mola de torção (3).

5. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de mancal de correia (41) compreende uma superfície de múltiplas nervuras.

6. Sistema de transmissão de correia, compreendendo: o desacoplador isolador (14) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a mola de torção (3) é carregada na direção sem enrolamento; uma carga de alimentação direta (20), em que o desacoplador isolador (14) é instalado na carga de alimentação direta (20); e uma correia (30), em que a carga de alimentação direta (20) é alimentada pela correia (30).

7. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a polia (4) compreende uma porção (42) disposta adjacente a superfície de mancal de correia (41) para o recebimento da mola de torção (3); e o diâmetro interno mínimo da mola de torção 2B é constante.

8. Desacoplador isolador (14), de acordo com a reivindicação 1 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato de que: a mola de torção (3) compreende ainda de uma primeira extremidade (31) para engate de modo travado do distribuidor de embreagem (9) e uma segunda extremidade (32) para engate de modo travado do eixo mecânico (1).