BR112021007247A2

BR112021007247A2 - tensionador

Info

Publication number: BR112021007247A2
Application number: BR112021007247-0A
Authority: BR
Inventors: Yahya Hodjat; Lynda A. Elsas; Richard L. Billings
Original assignee: Gates Corporation
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-08-10
Also published as: KR102564631B1; CA3115780A1; CN112888877A; KR20210075185A; EP3870880B1; CA3115780C; WO2020086285A1; EP3870880A1; AU2019364976A1; JP2022505590A; US20200124143A1; JP7276725B2; US11168767B2; AU2019364976B2; MX2021004596A

Abstract

TENSIONADOR. Trata-se de um tensionador compreendendo uma base, um braço pivotante montado de modo pivotante, uma mola entre o braço pivotante e a base, um membro de amortecimento arqueado engatado em uma extremidade da mola, o membro de amortecimento arqueado com atrito engatado na base, uma polia assentada no braço pivotante em um eixo, o braço pivotante compreendendo metal estampado e uma borda laminada e uma ou mais nervuras de reforço, e a mola e o eixo sendo soldados a laser ao braço pivotante.

Description

“TENSIONADOR” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere a um tensionador, e, mais particularmente, a um tensionador que tem um braço pivotante compreendendo metal estampado, uma borda laminada, uma ou mais nervuras de reforço, e protuberâncias para localizar uma mola e um eixo nas mesmas, e a mola e o eixo soldados a laser ao braço pivotante.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os tensionadores de correia foram usados por um longo tempo na indústria de transmissão de potência de polia para correia. Na indústria automotiva, os tensionadores de correia se tornam populares com correias de transmissão em serpentina no final da década de 70 para ajustar e otimizar a tensão de correia para melhor desempenho exigido.

[003] Desde o início até hoje, os tensionadores mecânicos tiveram uma mola de torção alojada em um copo de alumínio com um braço de alumínio que confere à carga de mola para uma polia intermediária e para a correia. Tentativas repetidas por fabricantes de tensionador de usar materiais alternativos, como chapa metálica estampada, metal em pó (metal sinterizado), diferentes tipos de plásticos, e magnésio fundidos em matriz falharam devido ao custo, peso, resistência ou desempenho.

[004] Na indústria automotiva, vários acessórios veiculares, como a bomba de direção hidráulica, bombas de óleo e ar, condicionamento de ar e alternador, são operados por uma única correia contínua acionada por uma polia conectada ao virabrequim de motor. Esse sistema é referido como um sistema de correia motriz em "serpentina". Para garantir a eficiência operacional ideal para esses vários acessórios, é necessário que a correia motriz seja mantida em uma tensão predeterminada para assegurar o desempenho eficiente dos acessórios bem como a vida útil satisfatória para a correia. Devido à tendência de a correia estirar ao longo do tempo, é desejável que um dispositivo de tensionamento de correia seja usado para fornecer serviço confiável e manter uma quantidade constante de tensão na mesma independentemente da quantidade de estiramento de correia.

[005] Dispositivos de tensionamento usam molas helicoidais que estão em torção, compressão ou tensão para aplicar e manter a força de tensionamento sobre uma polia intermediária de engate na correia.

[006] Também é desejável que um tensionador de correia seja dotado de algum tipo de meio de amortecimento para impedir que a oscilação excessiva ocorra no membro de tensionamento de mola, e que absorverá choques repentinos para impedir que uma ação de chicote ocorra no tensionador e na correia motriz.

[007] Também é desejável que uma construção seja fornecida de modo que o produto possa ser produzido o mais barato possível sem sacrificar a durabilidade e eficiência.

[008] A fundição de componentes é conhecida como um meio para fabricar tensionadores. Entretanto, a fundição pode causar ocasionalmente defeitos em produto devido a falhas no processo ou material. Como uma alternativa à fundição, os tensionadores podem ser feitos usando chapa de aço estampada que elimina problemas de fundição.

[009] É um representante da técnica o documento US 4.557.707 que revela um dispositivo de tensionamento de correia para uma correia motriz contínua para um sistema de acionamento de acessórios de veículo. Uma cantoneira é adaptada para ser montada em um motor em uma posição estacionária adjacente à correia motriz e tem meios de alavanca montados de modo pivotante na mesma. Uma polia intermediária é montada de modo giratório nos meio de alavanca e é móvel no engate de tensionamento de correia por uma mola helicoidal de torção telescopicamente montada ao redor do pivô para os meios de alavanca. A polia é montada de modo que uma linha central radial através da superfície de recebimento de correia periférica da polia também passe, em geral, pelo centro do pivô de meios de alavanca para reduzir a força de atrito exercida sobre o pivô. Um anel de banda de freio é montado entre a cantoneira e meios de alavanca e é polarizado pela mola de torção em um engate de formação de came com os meios de alavanca para fornecer uma força de amortecimento quando os meios de alavanca tentam se mover em uma direção de tensionamento e não tensionamento de correia. A força de amortecimento é proporcional à força de tensionamento de correia ao longo da faixa de tensionamento do tensionador de correia uma vez que a mesma mola helicoidal fornece ambas as forças. A banda de freio tem superfícies angulares que se movem ao longo de superfícies angulares complementares formadas na cantoneira de montagem para fornecer um engate de formação de came ajustável entre as mesmas.

[010] É necessário que um tensionador tenha um braço pivotante compreendendo metal estampado, uma borda laminada, uma ou mais nervuras de reforço, e protuberâncias para localizar uma mola e um eixo nas mesmas, e a mola e o eixo soldados a laser ao braço pivotante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] O aspecto primário da invenção consiste em fornecer um tensionador que tem um braço pivotante compreendendo metal estampado, uma borda laminada, uma ou mais nervuras de reforço, e protuberâncias para localizar uma mola e um eixo nas mesmas, e a mola e o eixo soldados a laser ao braço pivotante.

[012] Outros aspectos da invenção serão apontados ou se tornarão óbvios pela seguinte descrição da invenção e dos desenhos anexos.

[013] A invenção é um tensionador compreendendo uma base, um braço pivotante montado de modo pivotante, uma mola disposta entre o braço pivotante e a base, um membro de amortecimento arqueado engatado em uma extremidade da mola, o membro de amortecimento arqueado com atrito engatado na base, uma polia assentada no braço pivotante em um eixo, o braço pivotante compreendendo metal estampado e uma borda laminada e uma ou mais nervuras de reforço, e a mola e o eixo sendo soldados a laser ao braço pivotante.

[014] O supracitado destacou, de preferência, amplamente os recursos e vantagens técnicas da presente invenção a fim de que a descrição detalhada da invenção a seguir possa ser melhor entendida. Serão descritos doravante no presente documento recursos e vantagens adicionais da invenção que formam o assunto das reivindicações da invenção. Deve ser observado por aqueles técnicos no assunto que o conceito e a modalidade específica revelados podem ser utilizados prontamente como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para executar os mesmos propósitos da presente invenção. Também deve ser percebido por aqueles técnicos no assunto que tais construções equivalentes não se afastam do escopo da invenção conforme apresentado nas reivindicações anexas. Os recursos inovadores que se acredita que sejam característicos da invenção, tanto quanto à sua organização quanto ao método de operação, juntamente com objetivos e vantagens adicionais serão mais bem entendidos a partir da seguinte descrição quando considerados em conjunto com as figuras anexas. Deve ser expressamente entendido, entretanto, que cada uma das figuras é fornecida apenas com o propósito de ilustração e descrição e não se destina a ser uma definição dos limites da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] Os desenhos anexos que são incorporados e formam uma parte do relatório descritivo ilustram modalidades preferenciais da presente invenção, e, juntamente com uma descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

[016] A Figura 1 é uma seção transversal do tensionador.

[017] A Figura 2 é uma vista plana do braço pivotante.

[018] A Figura 3 é uma vista plana do braço pivotante.

[019] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de topo do braço pivotante.

[020] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de fundo do braço pivotante.

[021] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de topo do tensionador.

[022] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de topo do braço pivotante.

[023] A Figura 8 é uma vista explodida.

[024] A Figura 9 é uma vista em perspectiva do membro de amortecimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[025] A Figura 1 é uma seção transversal do tensionador. O tensionador inventivo 100 compreende a chapa metálica para construir componentes e utiliza soldagem a laser para ligar certos componentes para reduzir peso e custo enquanto entrega bom desempenho.

[026] O tensionador 100 compreende uma base 10, um braço pivotante 20, uma mola 30 e uma polia 40. O braço pivotante 20 é preso de modo pivotante à base 10 pelo eixo 21. A bucha de baixo atrito 27 é disposta entre o eixo 21 e a base 10. O eixo 42 é preferencialmente soldado a laser ao braço pivotante 20. A polia 40 é montada no eixo 42 no mancal 41. As capas protetoras 43, 44 impedem que detritos entrem no mancal 41. A mola 30 é uma molda de torção. A mola 30 incita a polia 40 em direção a uma correia (não mostrada) para conferir uma carga sobre a correia. A correia pode ser parte de um sistema de acionamento de acessório de motor (não mostrado) conhecido no técnica.

[027] Uma extremidade 31 da mola 30 é conectada ao braço pivotante 20. A outra extremidade 32 da mola 30 é conectada a um membro de amortecimento 50. O membro de amortecimento 50 engata com atrito em uma superfície interna 11 da base

10. O membro de amortecimento 50 amortece movimentos oscilatórios do braço pivotante 20 durante a operação do tensionador.

[028] O braço pivotante 20 para o tensionador é feito de placa de chapa de aço usando processos de estampagem conhecidos. Para reduzir o peso do braço pivotante, gofragens ou nervuras são usados para fortalecer o braço pivotante e minimizar a espessura da chapa metálica. O braço pivotante estampado inventivo substitui os braços pivotantes fundidos da técnica anterior que são amplamente usados nas técnicas de tensionador.

[029] A Figura 2 é uma vista plana do braço pivotante. As nervuras 22, 23 são estampadas no braço pivotante 20. As nervuras 22, 23 podem se estender em uma direção longitudinal do braço pivotante 20, aproximadamente alinhado em um eixo geométrico A-A entre a polia 40 e a base 10. A profundidade ou relevo de cada nervura de reforço é determinado pelas exigências de projeto do usuário. O número de nervuras também é dependente das exigências operacionais. O número de nervuras podem compreender uma ou mais dependendo das exigências de projeto.

[030] As concavidades ou protuberâncias 24 são estampadas no braço pivotante 20. A mola 30 está localizada no braço pivotante por concavidades 24. Três concavidades são mostradas na Figura 2, mas o número de concavidades pode variar dependendo das exigências operacionais. As concavidades 24 facilitam apropriadamente a localização da mola 30 no braço pivotante 20 durante o processo de montagem.

[031] As concavidades ou protuberâncias 25 são usadas para localizar a posição de eixo 42 no braço pivotante 20. As concavidades 25 são estampadas no braço pivotante 20. Três concavidades são mostradas na Figura 2, mas o número de concavidades pode variar dependendo das exigências operacionais. As concavidades 25 facilitam apropriadamente a localização do eixo 42 no braço pivotante 20 durante o processo de montagem.

[032] A Figura 3 é uma vista plana do braço pivotante. Tanto a gofragem quanto a cunhagem podem ser usadas para criar as concavidades 24, 25, as nervuras 22, 23 e outros aspectos desse tensionador. A gofragem consiste em formar chapa metálica em que o lado oposto mostra um efeito de formação oposto, por exemplo, como números de placa de licença. A cunhagem se refere à chapa metálica que é formada em um lado sem ter quaisquer efeitos visíveis no outro lado, por exemplo,

como moedas. Ambas as práticas podem ser usadas para fabricação desse tensionador.

[033] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de topo do braço pivotante. Dependendo das exigências de sistema, a mola 30 e o eixo 42 podem estar no mesmo lado ou em lados opostos do braço pivotante 20. Uma vez que a mola 30 e o eixo 42 estão localizados no braço pivotante pelas respectivas concavidades, os mesmos são respectivamente grampeados e soldados a laser ao braço pivotante 20 na esfera de solda 450 e na esfera de solda 45 . A soldagem a laser fornece uma ligação forte e precisa com um custo reduzido em relação à técnica anterior. A mola 30 tem uma dureza relativamente alta enquanto o braço pivotante de chapa metálica 20 tem uma dureza relativamente baixa. Ainda assim, a soldagem a laser junta os mesmos sem o efeito adverso de grandes zonas afetadas pelo calor para soldagem do tipo eletrodo convencional, como SMAW. Apesar de a soldagem a laser ser preferencial, outras modalidades que usam outros processo de soldagem, como TIG, ou junta mecânica podem ser usadas. Em modalidades alternativas, um ou o outro dentre o eixo 42 ou a mola 30 é soldado a laser ao braço pivotante 20.

[034] Um processo de estampagem é usado para laminar a borda 28 do braço pivotante 20. A borda laminada 28 confere dureza adicional para resistir aos momento de flexão aplicados ao braço pivotante 20 em cantiléver. A borda 28 também confere uma borda finalizada ao braço pivotante 20 que contribui para a estética do tensionador. A borda laminada 28 pode se estender ao redor de todo o perímetro do braço pivotante 20, ou pode ser limitada a porções selecionadas do braço pivotante 20 conforme pode ser exigido por um usuário. A borda laminada 28 pode ser orientada em direção a qualquer lado do braço pivotante 20 dependendo das exigências de projeto de um usuário.

[035] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de fundo do braço pivotante. As nervuras 22, 23 são gofradas no braço pivotante 20. As concavidades ou protuberâncias 24, 25 também são gofradas. A cunhagem também pode ser usada para aplicar as nervuras e concavidades.

[036] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de topo do tensionador. A base 10 pode ser estampada ou fundida em matriz usando alumínio ou outros materiais conhecidos. Para montagem, a mola 30 com o membro de amortecimento 50 é montada no interior da base 10. A mola 30 é soldada ao braço pivotante 20. O mancal 41 é pressionado no eixo 42. A polia 40 é pressionada no mancal 41. O eixo 42 é soldado ao braço pivotante 20.

[037] O pino 29 que se projeta a partir da base 10 engata em um orifício em uma superfície de montagem (não mostrada). O pino 29 impede a rotação da base 10 durante a operação, atuando, portanto, como uma porção de reação para a força de mola da mola 30.

[038] A Figura 7 é uma vista em perspectiva de topo do braço pivotante. Como uma alternativa à soldagem, as presilhas 250 e 260 podem ser usadas para prender mecânica e respectivamente a mola 30 e o eixo 42 respectivamente ao braço pivotante

20. As presilhas 250 e 260 também servem para localizar a mola 30 e o eixo 42.

[039] A Figura 8 é uma vista explodida. O membro de amortecimento 50 compreende um material com atrito 51 que engata com atrito a superfície interna 11. O membro de amortecimento 50 compreende adicionalmente uma sapata arqueada 52 que é conectada à extremidade 32 da mola 30. A sapata arqueada 52 tem um comprimento de aproximadamente 180 graus ao redor da mola 30. A superfície de mola 31 é plana em relação ao solo e para encaixe e soldagem apropriados da mola ao braço pivotante 20. O eixo 21 é encaixado por pressão no interior do braço pivotante 20. A polia 40 engata em uma correia em um sistema de acessório acionado por correia (não mostrado).

[040] Um prendedor, como um parafuso (não mostrado), se estende através do orifício 210 no eixo 21 para montar o tensionador em uma superfície de montagem (não mostrada).

[041] A Figura 9 é uma vista em perspectiva do membro de amortecimento. A mola de torção 30 compreende a superfície plana 31. A superfície 31 engata o braço pivotante 20. O membro de amortecimento 50 engata a extremidade 32. A sapata arqueada 52 é conectada à extremidade 32 da mola 30. O material com atrito 51 é moldado à sapata 52.

[042] Embora formas da invenção tenham sido descritas no presente documento, será óbvio para aqueles técnicos no assunto que variações podem ser feitas na construção e na relação de partes sem se afastar do espírito e escopo da invenção descrita no presente documento. Salvo se especificamente observado de outro modo, os componentes retratados nos desenhos não são desenhados em escala. Adicionalmente, não se pretende que qualquer uma das reivindicações anexas ou elementos reivindicatórios invoquem 35 U.S.C. §112 (f) salvo se as expressões "meios para" ou "etapa para" sejam explicitamente usadas na reivindicação particular. A presente revelação não deve de forma alguma ser limitada às modalidades exemplificativas ou dimensões numéricas ilustradas nos desenhos e descritas no presente documento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tensionador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base; um braço pivotante montado de modo pivotante na base; uma mola disposta entre o braço pivotante e a base; um membro de amortecimento arqueado engatado em uma extremidade da mola, o membro de amortecimento arqueado com atrito engatado na base; uma polia assentada no braço pivotante em um eixo; o braço pivotante compreendendo metal estampado e uma borda laminada e uma ou mais nervuras de reforço; e a mola e o eixo sendo soldados a laser ao braço pivotante.

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

3. Tensionador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço pivotante compreende adicionalmente protuberâncias para localizar a mola e o eixo nas mesmas.

4. Tensionador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as nervuras de reforço se estendem em uma direção longitudinal no braço pivotante alinhado em um eixo geométrico A-A entre a polia e a base.

5. Tensionador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base; um braço pivotante montado de modo pivotante na base; uma mola disposta entre o braço pivotante e a base; um membro de amortecimento engatado em uma extremidade da mola, o membro de amortecimento com atrito engatado na base; uma polia assentada no braço pivotante em um eixo;

o braço pivotante compreendendo metal estampado, e uma ou mais nervuras de reforço, cada nervura de reforço se estende em uma direção longitudinal no braço pivotante alinhado em um eixo geométrico entre a polia e a base; e a mola é soldada a laser ao braço pivotante.

6. Tensionador, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o eixo é soldado a laser ao braço pivotante.

7. Tensionador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma base; um braço pivotante montado de modo pivotante na base; uma mola operacionalmente disposta entre o braço pivotante e a base; um membro de amortecimento arqueado engatado em uma extremidade da mola, o membro de amortecimento arqueado com atrito engatado na base; uma polia assentada no braço pivotante em um eixo; o braço pivotante compreendendo metal estampado, e uma ou mais nervuras de reforço, cada nervura de reforço se estendendo em uma direção longitudinal no braço pivotante alinhado em um eixo geométrico A-A entre a polia e a base; e a mola ou o eixo é soldado a laser ao braço pivotante .

8. Tensionador, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a mola compreende uma superfície plana para engatar o braço pivotante.

9. Tensionador, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço pivotante compreende adicionalmente uma borda laminada.

10. Método de fabricação de um tensionador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: formar uma base; prender de modo pivotante um braço pivotante à base; dispor operacionalmente uma mola entre o braço pivotante e a base; prender um membro de amortecimento arqueado à mola,

engatar com atrito o membro de amortecimento arqueado na base; assentar uma polia no braço pivotante; formar o braço pivotante em chapa metálica com uma ou mais nervuras de reforço; estender cada nervura de reforço em uma direção longitudinal no braço pivotante; e soldar a laser a mola ou o eixo ao braço pivotante.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o braço pivotante é formado por estampagem.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: formar duas ou mais primeiras concavidades no braço pivotante para localizar uma posição de mola; e formar duas ou mais segundas concavidades no braço pivotante para localizar um eixo de polia.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a base é formada por estampagem.

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente formar uma borda laminada no braço pivotante.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a polia é formada por estampagem.

16. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente formar um pino que se projeta a partir da base.