BR112018000790B1

BR112018000790B1 - Tensor com amortecimento secundário

Info

Publication number: BR112018000790B1
Application number: BR112018000790-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Ward; John Harvey; Oliver Stegelmann
Original assignee: Gates Corporation
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2023-03-28
Also published as: CN107835907A; CA2992308A1; JP6532592B2; BR112018000790A2; JP2018520323A; KR20180028501A; RU2018105104A3; AU2016294331B2; WO2017011259A1; US20170016517A1; RU2018105104A; CA2992308C; EP3322918B1; US9618099B2; CN107835907B; EP3322918A1; KR101979555B1; MX2018000481A; AU2016294331A1

Abstract

TENSOR COM AMORTECIMENTO SECUNDÁRIO. A presente invenção refere-se a um tensor que compreende um eixo (2), uma base (4), um braço de articulação (11) pivotalmente engatado com a base, uma polia (12) articulada ao braço de articulação, uma primeira mola (5) que impulsiona um primeiro elemento de amortecimento (6) em um engate de atrito com o braço de articulação, a primeira mola engatada com a base, o primeiro elemento de amortecimento conferindo uma força de amortecimento maior na primeira direção do braço de articulação do que na segunda direção do braço de articulação, e uma segunda mola (9) disposta no braço de articulação e impulsionando um segundo elemento de amortecimento (10) para um engate de atrito com uma superfície de base (42), a superfície de base compreende uma forma arqueada com um raio que é variável de um valor mínimo a um valor máximo.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A invenção refere-se a um tensor, e mais particularmente, a um tensor com um primeiro elemento de amortecimento que engata em um braço de articulação e um segundo elemento de amortecimento que engata em uma base.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] A maioria dos motores usados para automóveis e similares inclui uma série de sistemas de acessórios acionados por correia que são necessários para a operação apropriada do veículo. Os sistemas de acessórios podem incluir um alternador, compressor de ar condicionado e uma bomba de direção hidráulica.

[003] Os sistemas de acessórios geralmente são montados em uma superfície frontal do motor. Cada acessório tem uma polia montada em um eixo para receber energia de alguma forma de transmissão por correia. Em sistemas iniciais, cada acessório foi acionado por uma correia separada que correu entre o acessório e o eixo de manivela. Devido às melhoras na tecnologia de correias, as correias serpentina simples são agora geralmente usadas na maioria das aplicações. Uma correia serpentina simples encaminhada entre os vários componentes acessórios aciona os acessórios. O eixo de manivela do motor aciona a correia serpentina.

[004] Uma vez que a correia serpentina deve ser encaminhada para todos os acessórios, ela se tornou mais longa do que suas antecessoras. Para operar adequadamente, a correia é instalada com uma tensão predeterminada. Enquanto opera, ele se estira levemente ao longo de seu comprimento. Isso resulta em uma diminuição da tensão na correia, o que pode fazer com que a correia deslize. Consequentemente, um tensor de correia é usado para manter a tensão adequada da correia à medida que a correia estira durante o uso.

[005] À medida que um tensor de correia opera, a correia de transmissão pode excitar oscilações na mola do tensor. Essas oscilações são indesejáveis, pois causam desgaste prematuro da correia e do tensor. Portanto, um mecanismo de amortecimento é adicionado ao tensor para amortecer as oscilações operacionais.

[006] Diversos mecanismos de amortecimento foram desenvolvidos. Eles incluem amortecedores de fluidos viscosos, mecanismos baseados em superfícies de atrito deslizantes ou interação entre si, e amortecedores usando uma série de molas interativas. Na maior parte, esses mecanismos de amortecimento operam em uma única direção, resistindo a um movimento de uma correia em uma direção. Isso geralmente resultou em vibrações não amortecidas existentes em uma correia, durante a operação, já que o braço tensor oscilou entre as posições carregadas e descarregadas.

[007] Representativa da técnica é a Patente US. No. 6.609.988, que descreve um sistema tensor de amortecimento assimétrico para transmissões de correia em um motor. Uma correia é conectada entre uma polia acionadora em um eixo de manivela e qualquer número de polias acionadas. Cada polia acionada é conectada a um acessório, tal como um alternador, bomba de direção hidráulica, compressor ou similar. O tensor é colocado em qualquer lugar antes do primeiro componente de inércia efetiva significativa, na direção do movimento da correia. Um elemento de inclinação no tensor é usado para manter uma tensão na correia. O tensor compreende ainda um mecanismo de amortecimento para amortecer as vibrações da correia causadas pela operação do motor. O atrito de amortecimento do tensor é desigual ou assimétrico, dependendo da direção do movimento do braço do tensor. Durante a aceleração, o atrito de amortecimento do tensor na direção de descarregamento é significativamente menor do que o atrito de amortecimento na direção de carregamento oposta, como é o caso durante a desaceleração. O atrito de amortecimento inferior durante a aceleração permite que o braço do tensor se ajuste rapidamente ao aumento do comprimento da correia causado por aceleração. Um maior atrito de amortecimento durante a desaceleração evita que o braço do tensor seja movido para muito longe na direção de carregamento, causando deslizamento e ruído. O amortecimento assimétrico também diminui significativamente a vibração geral na correia durante todas as fases de operação.

[008] O que é necessário é um tensor com um primeiro elemento de amortecimento que engata em um braço de articulação e um segundo elemento de amortecimento que engata em uma base. A presente invenção satisfaz esta necessidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] O aspecto primário da invenção é fornecer um tensor que tenha um primeiro elemento de amortecimento que engata em um braço de articulação e um segundo elemento de amortecimento que engata em uma base.

[010] Outros aspectos da invenção serão apontados ou tornados evidentes pela seguinte descrição da invenção e pelos desenhos em anexo.

[011] A invenção compreende um tensor que compreende um eixo, uma base, um braço de articulação engatado pivotalmente com a base, uma polia articulada ao braço de articulação, uma primeira mola que impulsiona um primeiro elemento de amortecimento para um engate de atrito com o braço de articulação, a primeira mola engatada com a base, o primeiro elemento de amortecimento que confere uma força de amortecimento maior na primeira direção do braço de articulação do que na segunda direção do braço de articulação, e uma segunda mola disposta no braço de articulação e que impulsiona um segundo elemento de amortecimento para um engate de atrito com uma superfície de base, a superfície de base compreende uma forma arqueada com um raio que é variável de um valor mínimo a um valor máximo.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] Os desenhos em anexo, que são incorporados e formam parte da especificação, ilustram as modalidades preferenciais presente invenção, e em conjunto com uma descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

[013] A Figura 1 é uma vista em perspectiva frontal do tensor.

[014] A Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira do tensor.

[015] A Figura 3 é uma vista plana traseira do tensor.

[016] A Figura 4 é uma vista frontal explodida do tensor.

[017] A Figura 5 é uma vista traseira explodida do tensor.

[018] A Figura 6 é um gráfico do torque de amortecimento e da força da mola.

[019] A Figura 7 é um gráfico do torque de amortecimento em relação ao ângulo do braço.

[020] A Figura 8 é um detalhe da tampa da mola.

[021] A Figura 9 é uma vista plana da base.

[022] A Figura 10 é um perfil da superfície 42.

[023] A Figura 11 é uma vista plana do primeiro membro de amortecimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[024] A Figura 1 é uma vista em perspectiva frontal do tensor. O tensor 100 compreende o braço de articulação 11 que é montado pivotalmente na base 4. A polia 12 é articulada ao braço de articulação 11. A polia 12 pode engatar em uma correia multiestriada ou uma correia em V. Alças 41 são usadas para acoplar a base do tensor a uma superfície de montagem tal como um motor do veículo (não mostrado). As alças 41 recebem fixadores tais como parafusos (não mostrados).

[025] A Figura 2 é uma vista em perspectiva traseira do tensor. A mola sanfona 9 está disposta dentro da cavidade 110. A cavidade 110 está dentro do braço de articulação 11. A mola 9 apoia-se ao elemento de amortecimento 10. A mola 9 é uma mola do tipo compressão com uma taxa de mola de 177 N/mm a título de exemplo. O elemento de amortecimento 10 está disposto na cavidade 110. O elemento de amortecimento 10 está completamente contido dentro do braço de articulação 4.

[026] Uma superfície arqueada 101 do elemento de amortecimento 10 engata por atrito à superfície 42 da base 4. O engate de atrito entre a superfície 42 e a superfície 111 amortece um movimento oscilatório do braço de articulação 11 em relação à base 4. A tampa 8 é acoplada ao braço de articulação 11 por parafusos 7. Os parafusos 7 engatam nos orifícios 111. O plugue 1 é usado para evitar que contaminação entre no tensor. O eixo de pivô 2 atua como um pivô para o braço de articulação 11.

[027] A Figura 3 é uma vista plana traseira do tensor. O braço de articulação 11 engata em um batente 44 que então define os limites de deslocamento do braço 11. A superfície arqueada 101 do elemento de amortecimento 10 engata por atrito na superfície 42 da base 4. A superfície 42 tem um perfil de came, o que significa que o raio R1 da superfície 42 varia suavemente de um valor menor para um valor maior em uma direção circunferencial em relação à base, ver a Figura 9 e a Figura 10. O perfil de came da superfície 42 tem o efeito de aumentar ou diminuir a força de amortecimento gerada pelo elemento de amortecimento 10 dependendo da posição do braço de articulação 11 em seu arco de movimento pivotante.

[028] A Figura 4 é uma vista frontal explodida do tensor. O braço de articulação 11 é ajustado por pressão ao eixo 2. A bucha pivô 3 é alojada na base 4. A bucha 3 permite que o eixo 2 articule na base 4. Uma extremidade 52 da mola 5 engata na base 4. A outra extremidade 51 da mola 5 engata no mecanismo de amortecimento 6. A mola 5 é uma mola de torção.

[029] A base 4 compreende a superfície arqueada 42 que é engatada pelo elemento de amortecimento 10. A superfície 42 aumenta a quantidade de amortecimento pelo elemento de amortecimento 10 quando o braço de articulação 11 se afasta de uma correia aumentando a carga da mola sanfona 9 através de compressão da mola 9. O elemento de amortecimento 10 amortece o movimento do braço de articulação por engate dos lados do elemento 10 com a cavidade do braço de articulação 110.

[030] A superfície de atrito 101 do elemento de amortecimento 10 engata na superfície 42 da base 4. A força de amortecimento gerada pelo elemento de amortecimento 10 pode ser ajustada alterando-se a taxa de mola da mola 9. A força de atrito (amortecimento) é o produto da força normal (N) e do coeficiente de atrito (μ).

[031] A Figura 5 é uma vista traseira explodida do tensor. A superfície de atrito 61 do elemento de amortecimento 6 engata em uma superfície interna 112 do braço 11. O elemento de amortecimento 6 confere uma força de amortecimento no braço 11 que é maior em uma primeira direção do braço de articulação (carregamento) do que em uma segunda direção do braço de articulação (descarregamento), ou seja, o amortecimento é assimétrico.

[032] Com referência à Figura 1, o elemento de amortecimento 6 engata na mola de torção 5 na extremidade 51. A Figura 11 é uma vista plana do primeiro elemento de amortecimento. O elemento de amortecimento 6 compreende ainda uma superfície de atrito arqueada externa 61 para engate com a superfície do braço de articulação 112. O elemento de amortecimento 6 compreende o primeiro 80 e o segundo ponto de contato com a mola 82 para conectar-se operativamente à extremidade da mola 51. O elemento de amortecimento 6 compreende um canal 62 para receber a extremidade de mola 51. O elemento de amortecimento 6 como mostrado tem uma forma arqueada.

[033] Também são mostradas as forças que atuam sobre o elemento de amortecimento. Uma primeira força de amortecimento TL atua em um movimento do braço de articulação 11 em uma primeira direção para longe de uma correia e uma segunda força de amortecimento Tun atua sobre um movimento do braço de articulação em uma segunda direção em direção a um elemento sem fim, a primeira força de amortecimento sendo maior do que a segunda força de amortecimento.

[034] Na posição estacionária da mola de torção 5, o torque de mola, Tspr, cria as reações N1 e N2 no primeiro e no segundo ponto de contato 80, 82. A outra extremidade da mola engata na base 4, que é restringida de rotação, resultando em um torque. O mecanismo de amortecimento 6 é substancialmente restringido em uma posição predeterminada em relação ao braço de articulação pela extremidade 51.

[035] μTL é maior do que μTun. μ é o coeficiente de atrito entre a superfície 61 e a superfície 112. TL é um torque na direção de carregamento. Tun é um torque na direção de descarregamento.

[036] A Figura 6 é um gráfico do torque de amortecimento e da força da mola. Os efeitos do primeiro elemento de amortecimento 6 e do segundo elemento de amortecimento 10 são mostrados à medida que o braço 11 é enrolado de uma posição de partida inicial para engate com uma correia, a correia não mostrada.

[037] A Figura 7 é um gráfico do torque de amortecimento em relação ao ângulo do braço com e sem o mecanismo de amortecimento secundário. Pode-se ver que o torque é significativamente menor para o elemento de amortecimento simples (A) quando comparado à histerese para a combinação com o segundo elemento de amortecimento (B).

[038] A Figura 8 é um detalhe da tampa de mola. A tampa 8 compreende a parte de escova 81. A parte de escova 81 atua como uma vedação para evitar a entrada de detritos na cavidade 110 e no elemento de amortecimento 10. A parte 81 engata em um exterior da base 4. Os parafusos 7 engatam os orifícios 82.

[039] A Figura 9 é uma vista plana da base. A superfície 42 é uma superfície arqueada disposta externamente na base. O raio R1 aumenta gradualmente de um valor mínimo no batente 44 para um valor máximo como indicado pela seta em uma direção circunferencial. A inclinação da superfície 42 pode variar de um mínimo na seta para um máximo no batente 44, se necessário. A localização do batente 44 não é chave para a posição da superfície 42, é simplesmente chamada aqui de uma referência conveniente. A parte de recebimento 45 engata a extremidade 52 da mola 5, evitando assim que a mola 5 rotacione em torno do eixo 2.

[040] A Figura 10 é um perfil da superfície 42. Por exemplo, na presente modalidade, a superfície 42 tem um aumento de 4 mm no raio R1 ao longo de aproximadamente 180°. Este perfil é apenas um exemplo e outros perfis para a superfície 42 são possíveis para atender às necessidades de um usuário. Cada perfil determinará a característica de amortecimento contribuída pelo elemento de amortecimento 10. O raio R1 é em relação ao eixo de articulação do braço de articulação. O eixo pivô é o centro do eixo 2.

[041] Embora uma forma da invenção tenha sido aqui descrita, será óbvio para os versados na técnica que podem ser feitas variações na construção e relação das partes e do método sem abandonar o espírito e o escopo da invenção aqui descrita.

Claims

1. Tensor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um eixo (2); uma base (4); um braço de articulação (11) engatado pivotalmente com a base; uma polia (12) articulada ao braço de articulação; uma primeira mola (5) que impulsiona um primeiro elemento de amortecimento (6) para engate de atrito com o braço de articulação, a primeira mola engatada com a base, o primeiro elemento de amortecimento confere uma força de amortecimento maior na primeira direção do braço de articulação do que na segunda direção do braço de articulação; e uma segunda mola (9) disposta no braço de articulação e impulsiona um segundo elemento de amortecimento (10) para engate de atrito com uma superfície de base (42), a superfície de base compreende uma forma arqueada com um raio (R1) que é variável de um valor mínimo a um valor máximo.

2. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mola é uma mola de torção.

3. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda mola é uma mola de compressão.

4. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo elemento de amortecimento e a segunda mola estão dispostos no braço de articulação.

5. Tensor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende uma tampa sobre o segundo elemento de amortecimento.

6. Tensor, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a cobertura compreende adicionalmente uma parte de escova.