BRPI0413338B1 - Correia de transmissão de força de ponta perfilada - Google Patents

Description

(54) Título: CORREIA DE TRANSMISSÃO DE FORÇA DE PONTA PERFILADA (73) Titular: DAYCO IP HOLDINGS, LLC. Endereço: 2025 W. Sunshine Street Suite L145, Springfield MO 65807, USEstados Unidos da América., ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: RICHARD J. WITT; DARRELL KLEIN

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/10/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 02/10/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CORREIA DE TRANSMISSÃO DE FORÇA DE PONTA PERFILADA.

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a correias de transmissão de força e, mais especificamente, a uma correia de transmissão tendo pelo menos uma nervura com uma ranhura longitudinal formada no seu interior que reduz o ruído que acompanha o funcionamento da correia.

Antecedentes da Técnica

Correias em V e correias nervuradas em V são usadas em uma ampla variedade de ambientes. As correias nervuradas em V tem preferência pela sua grande capacidade de transmissão de força, que é atribuível à grande área em contato entre as nervuras sobre a correia e o flanco sobre as polias cooperantes.

Em funcionamento, existe uma tendência para as correias em V e as correias nervuradas em V emitirem ruído, uma queixa comum, especialmente nas transmissões automotivas. O ruído da correia é predominantemente o resultado do ruído de engate e desengate com a polia decorrente das nervuras sobre a correia entrarem e saírem das ranhuras da polia ou decorrente do deslizamento em rotação excessivo da polia em relação à correia. O deslizamento em rotação ocorre durante rápida aceleração ou desaceleração da transmissão tal como é enfrentada durante a mudança de marcha, partida do motor ou desligamento do motor ou devido à carga excessiva ou envolvimento insuficiente em torno das polias.

Prévias tentativas para reduzir o ruído da correia tem utilizado substituições de material e tem se concentrado sobre as características interfaciais entre a polia e os flancos da correia sem afetar as forças normais aos flancos da correia.

Descrição da Invenção

Um dos objetivos da presente invenção é reduzir o ruído que acompanha o uso de correias nervuradas em V e de correias em V.

De acordo com a presente invenção, uma correia de transmissão de força é apresentada compreendendo um corpo de correia sem fim • 4

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44444 4 4 tendo um comprimento, uma seção de tensão, uma seção portadora de carga, e uma seção de compressão e definindo pelo menos uma nervura alongada, a nervura dotada de uma superfície exposta que se engata com uma correspondente polia, a superfície de nervura exposta dotada de pelo menos uma ranhura longitudinal formada no seu interior.

Mais especificamente, a invenção apresenta uma correia de transmissão de força multinervurada compreendendo uma parte externa ou seção de tensão, uma seção portadora de carga tendo uma pluralidade de cordonéis tensores se estendendo longitudinalmente, transversalmente espaçados, embutidos no seu interior, um revestimento de tela sobre a superfície exterior da parte externa da correia, e uma seção de compressão se estendendo para dentro da dita parte externa e definindo uma pluralidade de nervuras se estendendo longitudinalmente, lateralmente espaçadas, cada nervura tendo uma parte interna formada de um material de borracha, superfícies laterais opostas planares convergentes para dentro para se engatar com superfícies laterais de ranhura de polia complementares e tendo uma superfície de nervura exposta dotada de pelo menos uma ranhura longitudinal no seu interior.

A ranhura longitudinal formada na superfície ou superfícies de nervura terna acredita-se reduzir o ruído para reduzir o módulo de compressão transversal dos flancos da correia. Isto reduz a tendência para ruído pelo facilitar da deflexão lateral dos flancos de nervura próximo às extremidades de nervura durante o engate com os flancos de polia de tal maneira que a força normal aos flancos de nervura progressivamente aumenta ao longo da altura do flanco de nervura da ponta para a base da nervura, reduzindo a força normal na ponta durante o engate onde deslocamento relativo com o flanco da polia é máximo.

Breve Descrição dos Desenhos

Os aspectos característicos da invenção, e suas vantagens técnicas, podem ser vistos a partir da descrição que se segue das modalidades preferenciais juntamente com as reivindicações e desenhos apensos, em que:

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A figura 1 é uma vista em perspectiva ilustrando uma modalidade exemplar de uma correia nervurada em V de acordo com a presente invenção.

A figura 2 é uma vista seccional tomada ao longo da linha 2-2 da figura 1;

As figuras 3 e 4 são diagramas esquemáticos ilustrando a distribuição de força nos flancos para uma correia em V convencional (figura 3) e uma correia de acordo com uma modalidade da invenção (figura 4); e

As figuras 5 e 6 são diagramas esquemáticos ilustrando a distribuição de forças de flanco para uma correia convencional e para uma correia de acordo com uma modalidade da invenção quando existe um desencontro angular entre a correia e a polia.

Descrição das Modalidades Preferenciais

A modalidade preferencial é descrita abaixo com referência aos desenhos apensos. Embora os vários aspectos característicos da presente invenção sejam subseqüentemente ilustrados e descritos como sendo particularmente adaptados para proporcionar uma construção de correia nervurada em V de transmissão de força, sem fim, deverá ser compreendido que os vários aspectos característicos da presente invenção podem ser utilizados singularmente ou em várias combinações da mesma para oferecer outras construções de correia tais como construções de correia em V ou circulares úteis em aplicações automotivas e/ou industriais.

Como mostrado nas figuras 1 e 2, uma correia nervurada em V 10 compreende uma camada de tensão 12,uma seção portadora de carga 13 tendo cordonéis 14 e uma seção de compressão 16, que no presente exemplo inclui quatro nervuras 18 formadas no seu interior se estendendo em paralelo ao longo do eixo geométrico longitudinal da correia sob a seção portadora de carga 13. Em cada nervura 18 existe pelo menos uma ranhura 20. Uma tela de revestimento 22 pode ser provida acima da camada de tensão 12. O número de nervuras na correia variará com a aplicação. Em aplicações automotivas, o número de nervuras tipicamente será de cerca de 3 a 10. Todavia, para outras aplicações correias dotadas de 20 ou mais nervuras

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são conhecidas. Quando a correia inclui mais de uma nervura, isto é, em correias multinervuradas, ranhuras podem ser previstas em todas ou em menos que todas as nervuras. Em uma modalidade, ranhuras podem ser previstas nas superfícies de nervura externas porém não nas superfícies de nervura internas. Alternativa mente, ranhuras podem ser providas nas superfícies internas da nervura mas não no exterior das superfícies da nervura.

Este é somente um exemplo de uma construção de correia de acordo com uma modalidade da invenção. Aqueles versados na técnica reconhecerão que a presente invenção pode ser usada em conjunção com substancialmente qualquer correia nervurada ou correia em V. As correias nervuradas em V de acordo com certas modalidades da invenção podem se apresentar em qualquer de uma de várias dimensões em seção transversal, conhecidas como (US) PVH, PVJ, PVK, PVL, e PVM, (ISO) PH, PJ, PK, PL, e PM, em ordem ascendente de passo entre as nervuras.

As ranhuras 20 são mostradas como sendo em forma de V, todavia, aqueles versados na técnica reconhecerão que outros perfis de ranhura podem ser usados inclusive em U ou uma ranhura retangular. Variações parabólicas e curvilíneas são incluídas. A ranhura 20 reduz o ruído pela redução da força transversal requerida para defletir os flancos da correia e proporcionar suave engate e minimização de interferência mediante o engate ou desengate com a polia. Em termos da largura de nervuras, as ranhuras em cada superfície de nervura podem ser de cerca de 3% a cerca de 95%, mais especificamente de cerca de 15% a cerca de 70%, da largura da nervura para uma correia em V nervurada e de cerca de 3% a cerca de 100%, mais especificamente de cerca de 15% a cerca de 70%, da largura da nervura para uma correia em V. As ranhuras podem se estender a uma profundidade que é de até apenas menos que a profundidade dos cordonéis 14 na seção suportadora de carga 13. Em termos da altura de nervura, conforme medida da raiz da ranhura entre as nervuras de correia e a superfície extrema interna da nervura de correia, as ranhuras podem variar de cerca de 10% a cerca de 120%, mais especificamente de cerca de 25% a cerca de 100%, da altura da nervura para uma correia nervurada em V e de cerca de 10% a • 9 φ 9 ♦ *9# ··· ··· · * 9 · · · · 9 9 Φ · Φ · « ······ Φ φ φ 9

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9 9 9 9 Φ Φ φ 9 9 cerca de 95%, mais especificamente de cerca de 25% a cerca de 75% da altura de nervura para uma correia em V.

Dimensões específicas variarão com a seção transversal da correia. Por exemplo, em uma correia de seção PK, a nervura tem cerca de 2mm de profundidade e a ranhura em determinadas modalidades é de cerca de 0,5 mm a 2,0 mm, mais especificamente de cerca de 1,0 mm em profundidade e cerca de 0,25 mm a cerca de 0,75 mm, mais especificamente cerca de 0,40 mm, em largura. No caso de uma correia de seção PL a nervura é de cerca de 3,5 mm profunda e a profundidade da ranhura é de cerca de 1,75 mm.

Mais de uma ranhura longitudinal pode ser prevista em cada nervura se desejado. Via de regra, todavia, o espaço limitará o número de ranhura a uma ou duas. As ranhuras podem ser formadas pelo esmerilhamento da ranhura na superfície da nervura ou pela moldagem da ranhura no interior da nervura, pelo corte com uma faca tipo sabre ou faca rotativa, por retificação de precisão ou outra operação de usinagem, ou por qualquer outro meio do conhecimento da técnica, conforme pode ser usado para também cortar ou abrir as nervuras. As nervuras e as ranhuras podem ser formadas por diferentes meios, conforme permitido ou desejado no processo de fabricação. Para uma exposição da formação da superfície das nervuras por esmerilhamento veja-se a patente US n^Q 5.492.507.

Os materiais usados para formar a correia, por exemplo, os compostos de borracha, telas e cordonéis, podem ser selecionados dentre aqueles materiais que são conhecidos da técnica como sendo úteis para esta finalidade.

Uma teoria para a redução de ruído alcançada de acordo com a presente invenção é ilustrada nas figuras 3-6. As figuras 3 e 4 são diagramas esquemáticos ilustrando a distribuição de forças de flanco para uma correia em V convencional (figura 3) e uma correia em V de acordo com uma modalidade da invenção (figura 4). Com referência à figura 3, os flancos da polia são esquematicamente identificados pelas linhas 30 e 32 e a força tensora é identificada pela seta 33. A correia é definida pela área trapezoidal

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34. Como mostrado na figura 3, em uma correia convencional, as linhas de força de flanco 36 são aproximadamente iguais ao longo de ambos os flancos da correia 34. Com referência à figura 4, a correia em V 34 inclui uma ranhura 35. Quando a correia é assentada na polia definida pelos flancos 30 e 32, as forças sobre os flancos 38 da correia são distribuídas como mostrado na figura 4. Especificamente, a ranhura 35 permite a deflexão transversal de tal modo que a força na área 40 no ápice das nervuras é relativamente baixa e a força gradualmente aumenta na região da superfície do flanco superior 42.

As figuras 5 e 6 ilustram a distribuição de forças de flanco quando existe um desencontro angular entre a correia em V e a polia, que comumente ocorre na prática devido à deformação da seção de compressão da correia ao se curvar as polias de pequeno diâmetro. Como mostrado na figura 5, a superfície interna 50 (indicada na posição original por uma linha pontilhada) de uma correia em V convencional se deforma como mostrado pela linha 52 e a força de flanco é alta na região 54 adjacente à superfície interna 50 e decresce da superfície interna 50 para o ponto 56 em que a correia em V não está mais em contato com as superfícies de polia 30 e 32.

Por comparação, como mostrado na figura 6, quando a correia em V 34 inclui uma ranhura 35 de acordo com a presente invenção, a deformação que acompanha o desencontro angular da correia e polia não ocorre significativamente na superfície externa 50 porém mais exatamente ocorre ao longo da ranhura 35.0s lados da ranhura são designados pelas linhas pontilhadas 57 anterior à deformação e por linhas cheias 35 após a deformação. Devido à deformação da correia ocorrer principalmente na ranhura 35, a correia em V 34 é suscetível de assentar-se uniformemente sobre os flancos da polia 30 e 32 e proporcionar uma distribuição de forças de flanco razoavelmente uniforme como indicado pelas linhas de força 60 e 62.

Outra vantagem associada com a presente invenção é que a presença da ranhura 35 e a habilidade da ranhura se deformar quando existe um desencontro angular com a polia promove completo assentamento da correia em V 34 sobre os flancos da polia conforme indicado pela distância

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64. Em contraste, como mostrado na figura 5, a correia em V convencional deixa de assentar-se por completo quando existe um desencontro angular com a polia conforme indicado pela distância 66.

Tendo descrito a invenção em detalhe e com referência as mo5 dalidades específicas da mesma, será evidente que numerosas modificações e variações são possíveis sem se afastar do espírito da invenção conforme definida pelas reivindicações a seguir.

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Claims (10)

1. Reivindicações

   1. Correia de transmissão de força compreendendo um corpo de correia tendo uma extensão (12) e definindo pelo menos uma nervura alongada (20), caracterizada por a nervura ter uma superfície exposta que se engata com uma polia cooperante, a superfície

   5 de nervura exposta tendo pelo menos uma ranhura longitudinal (20) formada no seu interior.
2. 2. Correia de transmissão de força multinervurada, caracterizada por compreender uma parte externa (12, 13) tendo uma pluralidade de cordonéis (14) tensores (14) se estendendo longitudinalmente, transversalmente espaçados, embutidos

   10 no seu interior e uma seção de compressão (16) se estendendo para dentro da dita parte externa (12, 13) e definindo uma pluralidade de nervuras se estendendo longitudinalmente, lateralmente espaçadas (18), em que cada uma das nervuras (18) inclui uma parte interna e superfícies laterais opostas planares convergentes para se engatar com superfícies laterais de ranhura (20) de polia complementares, em que pelo

   15 menos uma das nervuras (18) inclui uma superfície de nervura exposta tendo pelo menos uma ranhura longitudinal (20) no seu interior.
3. 3. Correia, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a ranhura (20) se estender pela extensão longitudinal da nervura (20,18).
4. 4. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada

   20 por a correia (10) incluir pelo menos três nervuras (18).
5. 5. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a ranhura longitudinal (20) reduzir a força exigida para defletir as superfícies da correia que se engatam com superfícies sobre a polia cooperante.
6. 6. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada 25 por a ranhura (20) ser substancialmente em forma de V, substancialmente em forma de

   U, substancialmente parabólica ou substancialmente curvilínea.
7. 7. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada

   Petição 870170101747, de 26/12/2017, pág. 5/8

   2/2 por a correia (10) incluir uma seção portadora de carga (13) e a seção portadora de carga incluir um cordonel (14) que é enrolado no interior da correia para formar uma linha de cordonel (14).
8. 8. Correia, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por a ranhura (20) ter

   5 uma profundidade que é menor que a distância que separa a superfície exposta extrema interna da nervura (18) da linha de cordonel (14).
9. 9. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por a correia (10) ser uma correia em V, uma correia multinervurada, ou uma correia circular.
10. 10 10. Correia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por as ranhuras (20) serem providas nas nervuras externas (18), serem providas nas nervuras externas porém não nas nervuras internas, serem providas nas nervuras internas, ou serem providas nas nervuras internas porém não nas nervuras externas.

    Petição 870170101747, de 26/12/2017, pág. 6/8