BR112020018606A2

BR112020018606A2 - Tensor orbital

Info

Publication number: BR112020018606A2
Application number: BR112020018606-6A
Authority: BR
Inventors: Sukhdeep Singh; Sangkyu Kim; Anil Bhalla; Michael Koppeser
Original assignee: Gates Corporation
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-12-29
Also published as: KR102488163B1; JP2021516318A; JP6998471B2; KR20200123835A; CA3093822C; CA3093822A1; US20190285147A1; US10876606B2; US20200408283A1; US11624426B2; MX2020009516A; AU2019236060A1; EP3765766B1; WO2019177812A1; CN112005030A; AU2019236060B2; EP3765766A1

Abstract

tensor orbital. a presente invenção refere-se a um tensor que compreende uma base, um anel engatado na base, o anel rotativo em torno de um centro "c" dentro de uma abertura de base, uma polia assentada no anel, um braço pivô engatado de forma pivotante no anel, uma polia assentada no braço pivô, uma mola de torção disposta entre o anel e o braço pivô para impulsionar o braço pivô, um conjunto de amortecimento disposto por atrito entre a base e o anel, uma mola aplicando uma carga normal ao material de amortecimento, e o material de amortecimento tendo uma resistência em uma faixa de mais do que 0 a aproximadamente 10.000.

Description

“TENSOR ORBITAL” CAMPO DA TÉCNICA

[001]A invenção refere-se a um tensor e, mais particularmente, a um tensor tendo um material de amortecimento com uma resistência na faixa de 0  a aproximadamente 10.000 .

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002]Os tensores da correia são usados para conferir uma carga a uma correia. Tipicamente, a correia é usada em uma aplicação de motor para acionar vários acessórios associados ao motor. Por exemplo, um compressor de ar condicionado e alternador são dois dos acessórios que podem ser acionados por um sistema de acionamento por correia. Um tensor de correia pode incluir uma polia assentada em um braço que é pivotante sobre uma base. Uma mola é conectada entre o braço e a base. A mola também pode engatar em um conjunto de amortecimento. O conjunto de amortecimento pode incluir superfícies de atrito em contato umas com as outras. O conjunto de amortecimento amortece um movimento oscilatório do braço causado pelo acionamento da correia. Isso, por sua vez, aumenta a expectativa de vida da correia e a expectativa de vida do tensor, minimizando o desgaste dos componentes móveis.

[003]Tensores orbitais foram aplicados a unidades de correia única que têm reversões de carga, tal como aplicações de motor de arranque – gerador unificado, para tensionar um ou ambos os passos da mesma correia. Como esses tensores trabalham em conjunto em uma única correia, eles geralmente têm uma única mola de torção. As demandas do mercado podem incluir redução de emissões e aumento na economia de combustível, reduzindo o peso do automóvel e reduzindo o número de componentes sob o capô.

[004]Uma abordagem adotada em direção a esses objetivos envolve combinar a função do motor de arranque e a função do alternador em um único dispositivo, uma unidade de motor-gerador ou MGU. Ainda com o objetivo de aumentar a economia de combustível, a MGU promove o uso de um recurso chamado “parada em marcha lenta”. Este recurso é quando o motor pode morrer quando normalmente estaria ocioso e, em seguida, ser reiniciado quando se espera que o automóvel retome o movimento. Esse recurso aumenta substancialmente as demandas impostas às unidades de correia de acessórios. Neste tipo de aplicação, o motor de arranque / gerador unificado é colocado em comunicação mecânica com o eixo da manivela por meio da unidade de correia de acessórios.

[005]A Patente EP No. 2128489B1 é representativa da técnica e descreve um dispositivo tensor de correia para uma unidade de correia que compreende uma máquina de acionamento com uma polia de correia de acionamento acionável por um eixo de transmissão em torno de um eixo de acionamento, e uma pluralidade de outras polias de correia, e com uma correia infinita que é enrolada em torno da polia de correia de acionamento e das outras polias de correia, em que o dispositivo de tensionamento de correia compreende um alojamento no qual dois braços de tensionamento são suportados de modo a serem pivotantes em torno de um eixo pivô comum, braços de tensionamento que são rolos de tensionamento suportados com eixos de rotação que se estendem paralelos ao eixo de acionamento, em que os braços de tensionamento são suportados um em relação ao outro por meios de mola, em que o alojamento pode ser montado, na presença da polia da correia de acionamento sendo montada na máquina de acionamento, em que o alojamento é livre de contato em relação à máquina de acionamento em uma região anular em torno do eixo de transmissão da polia da correia de transmissão, caracterizada pelo fato de que o eixo pivô dos braços de tensionamento é disposto dentro do diâmetro da polia da correia de acionamento.

[006]Um MGU gera um campo elétrico em operação. O campo elétrico pode fazer com que uma carga seja desenvolvida no braço pivô do tensor, causando faíscas entre o braço pivô e o solo. O braço pivô é tipicamente eletricamente isolado do solo em virtude do material de amortecimento usado. A maioria dos materiais de amortecimento é uma forma de plástico que isola eletricamente e não é condutora. Isso pode levar à criação de um potencial elétrico entre o braço pivô e o solo.

[007]O que é necessário é um tensor tendo um material de amortecimento com uma resistência na faixa de 0  a aproximadamente 10.000 . A presente invenção atende a essa necessidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008]O aspecto principal da invenção é fornecer um tensor tendo um material de amortecimento com uma resistência na faixa de 0  a aproximadamente 10.000 .

[009]Outros aspectos da invenção serão apontados ou tornados óbvios pela seguinte descrição da invenção e dos desenhos em anexo.

[010]A invenção compreende um tensor que compreende uma base, um anel engatado na base, o anel rotativo em torno de um centro “C” dentro de uma abertura de base, uma polia assentada no anel, um braço pivô engatado de forma pivotante no anel, uma polia assentada no braço pivô, uma mola de torção disposta entre o anel e o braço pivô para impulsionar o braço pivô, um material de amortecimento disposto por atrito entre a base e o anel, uma mola aplicando uma carga normal ao material de amortecimento, e o material de amortecimento tendo uma resistência na faixa de mais do que 0  a aproximadamente 10.000 .

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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

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

[013]A Figura 2 é uma vista transversal do tensor.

[014]A Figura 3 é um detalhe da Figura 2.

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

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[016]A Figura 1 é uma vista em perspectiva do tensor. O tensor 1000 compreende a base 10. O anel 50 rotaciona em torno de um centro “C” na base 10. O centro “C” está dentro de uma abertura de base 12. A abertura 12 pode receber uma polia acoplada a um MGU (não mostrado). O centro “C” não se projeta no corpo do tensor.

[017]O braço pivô 90 é acoplado de forma pivotante ao anel 50. A polia 51 está assentada no anel 50 por meio de um fixador 52. A polia 91 está assentada no braço pivô 90 por meio de um fixador 92. A base 10 compreende um ou mais ressaltos de montagem 11 para acoplar o tensor a uma superfície de montagem, tal como uma unidade de motor-gerador (MGU). Uma correia (não mostrada) é tipicamente encaminhada a partir da polia 51, em torno de uma polia de MGU (não mostrada) para a polia 91. O eixo de rotação da polia de MGU está alinhado com o centro “C”. O eixo pivô A-A do braço pivô 90 não está alinhado com o centro “C”, ele está deslocado do centro “C”. O braço pivô 90, a base 10 e o anel 50 compreendem um material metálico conhecido na técnica, por exemplo, aço, alumínio ou quaisquer ligas adequadas. O tensor 1000 também é chamado de um tensor orbital.

[018]A Figura 2 é uma vista transversal do tensor. A mola de torção 53 está engatada entre o braço pivô 90 e o anel 50. A mola de torção 53 impulsiona o braço pivô 90 para entrar em contato com uma correia (não mostrada). O braço pivô 90 articula em torno do eixo 93 na bucha 97 e na bucha 96. A tampa contra poeira 95 evita que detritos contaminem a bucha 96.

[019]A Figura 3 é um detalhe da Figura 2. O elemento de retenção 210 retém o anel 50 na base 10. O elemento de retenção 210 é encaixado por pressão na base

10. A bucha 220 facilita o movimento de rotação do anel 50. A mola ondulada 250 aplica uma carga normal uniformemente distribuída ao conjunto de amortecimento 240, pressionando-o assim em contato de atrito com a superfície 55 do anel 50. O conjunto de amortecimento 240 compreende o material de amortecimento 230 e uma placa de suporte metálica 241. Para o tensor da invenção, o material de amortecimento 230 é condutor.

[020]Em operação, um potencial de tensão (carga estática) pode ocorrer entre a base 10 e o anel 50, devido ao campo elétrico da MGU. Como um resultado do acúmulo de carga, pode ocorrer descarga ou faísca entre a base 10 e o anel 50. A faísca pode ser prejudicial para a operação do veículo, longevidade do tensor, e pode ser desconcertante para o operador do veículo.

[021]Para eliminar faíscas, o material de amortecimento condutor 230 compreende ingredientes condutores para aterrar o anel 50 ao motor através da MGU. Por exemplo, a resistência elétrica em todo o material de amortecimento 230 cai de aproximadamente 800G para menos de aproximadamente 5K quando o material de amortecimento condutor é usado. A resistência elétrica significativamente reduzida fornece um caminho condutor que elimina faíscas entre o braço pivô e a base. A faixa de resistência elétrica em todo o material de amortecimento 230 é maior do que 0  a aproximadamente 10.000 . Preferencialmente, a resistência é menor do que aproximadamente 5000 .

[022]A resistência elétrica é medida entre um ponto na base 20 e um ponto no anel 50. Os pontos são aproximadamente adjacentes um ao outro através do conjunto de amortecimento 240, portanto, a resistência é medida através do conjunto de amortecimento e do material de amortecimento.

[023]Embora seja conhecido o uso de fibra de carbono como material condutor, a fibra de carbono é cerca de 10 vezes mais dispendiosa do que a fibra de vidro ou a fibra de aramida e, portanto, a fibra de carbono não é eficaz em termos de custos. Por outro lado, o material de amortecimento condutor resistente ao desgaste da invenção compreende uma quantidade mínima de fibras de aço inoxidável (aproximadamente 3% a aproximadamente 5%), o que torna o material de amortecimento suficientemente condutor quando combinado com uma fibra de vidro ou fibra de aramida de baixo custo.

[024]Em peso, o material de amortecimento compreende as seguintes quantidades aproximadas: Fibra de aramida ~ 10%; PTFE mais dissulfeto de molibdênio ~ 17%; Fibras de aço inoxidável ~ 3% a ~ 5%; um equilíbrio de Náilon 66 (~ 70% a ~ 68%) dependendo da quantidade de fibras de aço inoxidável. Alguma variação de até aproximadamente ± 2% da quantidade de cada ingrediente que não a fibra de aço inoxidável é possível com igual sucesso. A fibra de vidro pode ser usada no lugar da fibra de aramida com igual sucesso.

[025]A relação de aspecto das fibras de aço inoxidável deve ser grande o suficiente para conduzir eletricidade facilmente em baixas cargas em peso, mas pequena o suficiente para ser facilmente moldada com o material de polímero da matriz na parte final. Consequentemente, as fibras de aço inoxidável com um diâmetro de cerca de 8 micra e um comprimento nominal na faixa de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 13 mm são selecionadas. Fibras de aço mais longas também podem ser usadas, dependendo do modelo do conjunto de amortecimento. O diâmetro pode estar na faixa de aproximadamente 6 micra a aproximadamente 10 micra com igual sucesso.

[026]A bucha 96, a bucha 97 e a bucha 220 podem, cada uma ou todas, compreender o material de amortecimento condutor também. Isso reduz ainda mais qualquer tendência de faísca, fornecendo outros caminhos condutores para a carga elétrica se dissipar para o solo.

[027]O material de amortecimento condutor pode ser usado em qualquer tipo de tensor com o objetivo de descarregar uma carga estática.

[028]A Figura 4 é uma vista explodida do tensor. A mola ondulada 250 é capturada entre o anel 50 e a base 10. A mola ondulada 250 pressiona o conjunto de amortecimento 240 em contato com o anel 50, gerando uma força normal. A força normal assim aplicada ao conjunto de amortecimento resulta em uma força de atrito que, por sua vez, amortece um movimento relativo do anel 50 em relação à base 10.

[029]O elemento de retenção 210 fixa o anel 50 à base 10. O elemento de retenção 210 é fixado à base 10 e não rotaciona com o anel 50. O fixador 92 acopla a polia 91 ao braço pivô 90. O fixador 52 acopla a polia 51 ao anel 50. A proteção contra poeira 54 impede que detritos entrem no rolamento 56. A proteção contra poeira 94 impede que os detritos entrem no rolamento 99.

[030]O pino de travamento 98 engata de forma removível entre o braço pivô 90 e o anel 50. Durante a instalação, o pino 98 trava o braço pivô 90 em uma posição pré-determinada em relação ao anel 50. Uma vez que o tensor é instalado em um MGU e uma correia encaminhada, por exemplo, o pino 98 é removido, o que então libera o braço pivô 90 para engatar na correia (não mostrado). O engate com uma correia aplica uma carga de correia que então permite a transmissão de força pela correia, por exemplo, de um eixo de manivela de motor para um MGU (não mostrado).

[031]Embora uma forma da invenção tenha sido descrita neste documento, será óbvio para aqueles versados na técnica que variações podem ser feitas na construção e relação de partes e método sem abandonar o espírito e o escopo da invenção aqui descrita.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tensor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base 10; um anel 50 engatado na base, o anel rotativo em torno de um centro “C” dentro de uma abertura de base, uma polia 51 assentada no anel; um braço pivô 90 engatado de forma pivotante no anel, uma polia assentada no braço pivô, o eixo pivô do braço pivô está deslocado do centro “C”; uma mola de torção 53 disposta entre o anel e o braço pivô para impulsionar o braço pivô; um material de amortecimento 230 disposto por atrito entre a base e o anel, uma mola 250 aplicando uma carga normal ao material de amortecimento; e o material de amortecimento compreendendo parcialmente fibras de aço inoxidável e tendo uma resistência na faixa de mais do que 0  a aproximadamente

10.000 .

2. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de amortecimento compreende aproximadamente 3% a aproximadamente 5% em peso de fibras de aço inoxidável.

3. Tensor, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de amortecimento compreende adicionalmente Náilon 66.

4. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mola compreende uma mola ondulada.

5. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um elemento de retenção acoplado à base retém o anel à base.

6. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma bucha entre o anel e a base, a bucha compreendendo fibras de aço inoxidável e uma resistência na faixa de mais do que 0  a aproximadamente 10.000 .

7. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a resistência é menor do que aproximadamente 5000 .

8. Tensor, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a resistência é menor do que aproximadamente 5000 .

9. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um comprimento na faixa de 4 mm a 6 mm.

10. Tensor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um diâmetro de aproximadamente 8 micra.

11. Tensor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base; um anel engatado na base, o anel rotativo em torno de um centro “C” dentro de uma abertura de base, uma polia assentada no anel; um braço pivô engatado de forma pivotante no anel, uma polia assentada no braço pivô; uma mola de torção disposta entre o anel e o braço pivô para impulsionar o braço pivô; um material de amortecimento disposto por atrito entre a base e o anel, uma mola aplicando uma carga normal ao material de amortecimento; e o material de amortecimento tendo uma resistência na faixa de mais do que 0  até aproximadamente 10.000 .

12. Tensor, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de amortecimento compreende fibras de aço inoxidável.

13. Tensor, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável compreendem aproximadamente 3% a aproximadamente 5% em peso do material de amortecimento.

14. Tensor, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um comprimento na faixa de aproximadamente

4 mm a 6 mm.

15. Tensor, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um diâmetro de aproximadamente 8 micra.

16. Tensor, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base; um anel engatado na base, o anel rotativo em torno de um centro “C” dentro de uma abertura de base, uma polia assentada no anel; um braço pivô engatado de forma pivotante no anel, uma polia assentada no braço pivô; uma mola de torção disposta entre o anel e o braço pivô para impulsionar o braço pivô; um conjunto de amortecimento disposto por atrito entre a base e o anel, uma mola aplicando uma carga normal ao mecanismo de amortecimento; e o conjunto de amortecimento compreende material de amortecimento tendo uma resistência na faixa de mais do que 0  a aproximadamente 10.000 .

17. Tensor, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de amortecimento compreende fibras de aço inoxidável.

18. Tensor, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável compreendem aproximadamente 3% a aproximadamente 5% em peso do material de amortecimento.

19. Tensor, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um comprimento na faixa de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 6 mm.

20. Tensor, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que as fibras de aço inoxidável têm um diâmetro na faixa de aproximadamente 6 micra a aproximadamente 10 micra.