BRPI0616088B1

BRPI0616088B1 - polia de transmissão de energia

Info

Publication number: BRPI0616088B1
Application number: BRPI0616088A
Authority: BR
Inventors: Rointru Claude; Kamdem Henri
Original assignee: Hutchinson
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2018-12-26
Also published as: JP2007085539A; BRPI0616088A2; EP1764524B1; ES2579757T3; RU2008115457A; CN101263315A; JP4606347B2; US7998008B2; EP1764524A1; KR20080048076A; WO2007034060A1; FR2891039B1; CN101263315B; FR2891039A1; US20070066426A1

Abstract

polia de transmissão de energia. a presente invenção refere-se a uma polia de transmissão de energia compreendendo um elemento de polia (200) tendo um contorno externo estriado (201) que é adaptado para receber uma correia estria, e um elemento resiliente (206) interposto entre o elemento de polia (200) e um dispositivo receptor (203) para acoplar a um elemento acionado pela correia. a polia inclui um dispositivo de roda livre (204) disposto em série com o elemento resiliente (206) entre o elemento de polia (200) e o dito elemento receptor (203).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para POLIA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA.

A presente invenção refere-se a uma polia de transmissão de energia útil para desacoplar um acessório, tal como um alternador, que a5 presenta variações em velocidade que levam a variações em torque. Estas variações em velocidade podem ser cíclicas, por exemplo, ou então podem estar na forma de solavancos, ou de fato na forma de desacelerações ou acelerações.

No campo automotivo, existem vários tipos de polia de transmis10 são de energia que permite que acessórios sejam desacoplados.

Um primeiro tipo é constituído por polias de roda livre que transmitem energia em uma direção somente e fornecem o desacoplamento por deslocamento excedente na direção oposta de modo a permitir que exista diferenças de velocidade entre a parte de acionamento e a parte aciona15 da. As esferas, carnes, ou agulhas que engrenam são feitos de metal, de modo que são rígidos e assim fornecem acoplamento que é rígido.

A parte interna é de preferência na forma de um carne adequado para encravar contra elementos dé conexão de modo a transmitir torque.

Tais polias são descritas em particular nas Patentes U.S, N-. 20 4.725.259 e 5.676.225.

Durante os estágios de desacoplamento que ocorrem na eventualidade da parte externa desacelerando rapidamente, a parte interna acionada por pura inércia mantém uma alta velocidade na ausência de contato total. A diferença de velocidade entre o elemento de acionamento externo e 25 o elemento acionado interno pode ser suficientemente grande para levar a um fenômeno de excesso de velocidade.

A figura 2 da Patente U.S. N². 4.725.259 (reproduzido aqui como figura 1) mostra a flutuação da velocidade com o tempo, a velocidade da parte externa sendo desenhada como uma linha contínua enquanto a veloci30 dade da parte interna é desenhada como uma linha tracejada.

Quando a velocidade da parte externa flutui rapidamente, o sistema acionado é assim desconectado e então reconectado com a parte ex2 /1 terna:

- se não existe fricção, a velocidade do elemento interno é quase constante;

- se existe um torque oposto, a velocidade do elemento interno flutui um pouco; e

- o nível de flutuação de velocidade apresentado pela parte interna (acionada) depende de sua desaceleração, e assim em seu torque oposto, e esta desaceleração pode ser muito grande se o torque oposto é alto (por exemplo, quando um alternador está distribuindo eletricidade em sua taxa máxima).

Existem rodas livres em que o movimento de acionamento vem da parte interna, para o qual a explicação acima permanece válida, mas deve ser invertida.

Uma polia de roda livre apresenta vários inconvenientes:

1) no modo acoplado, as esferas são encravadas entre a parte externa e a parte interna. Enquanto o acoplamento está sendo estabelecido (em P), o contato mecânico rígido gera um impacto, levando á uma subida instantânea em força. Uma vez acopladas, as rodas livres transmitem todo o movimento da parte de acionamento, possivelmente junto com solavancos 20 adicionais.

Isto tem a conseqüência de conferir forças dinâmicas à transmissão, se por correia, corrente, engrenagens ou direta, e leva a dano associado (deslizamento, fadiga, desgaste).

2) a figura 1 mostra a alternância entre dois modos de operação a uma alta freqüência. A desaceleração da parte acionada depende no torque oposto: quanto maior o torque oposto, mais difícil a desaceleração, e como um resultado a desaceleração segue o movimento da parte de acionamento mais estreitamente.

Quando o torque oposto é devido ao elemento acionado (alter30 nador, conversor, máquina rotativa, ferramenta etc.) absorvendo energia, seu movimento segue o movimento da parte de acionamento quase exatamente. Sob tais circunstâncias, as forças de aceleração/desaceleração di3 nâmica são transmitidas completamente (deslizamento, fatiga, desgaste).

A situação pode ser resumida como se segue: se o elemento distribui um torque oposto (ou se a amplitude da flutuação é pequena), então a roda livre permanece bloqueada e nunca comuta para o modo não embre5 ado.

Para uma correia de veículo a motor com ranhuras em V acionando um alternador em um motor a diesel:

- enquanto o motor está funcionando a baixa velocidade, sua velocidade flutui tanto quanto ± 20% a uma freqüência de 30 hertz (Hz);

- a correia apanha este movimento de uma polia de acionamento (polia de eixo de manivela) e conduz para o alternador;

- o alternador é acionado por meio de uma roda livre, e esta roda livre desconecta a inércia em cada desaceleração, e reconecta em cada aceleração;

-se eletricidade é absorvida do alternador, então seu torque atinge 10 Newton metros (Nm) a 15 Nm, que basta para travar o estágio de deslocamento excedente, assim a roda livre permanece em modo acoplado e não desconecta mais o alternador; e

- se a roda livre destrava, então na aceleração seguinte seu tra- vamento é súbito e faz a correia deslizar.

Devido à sua inércia, o alternador assim cria torque dinâmico que aumenta com o aumento de flutuação, levando assim sucessivamente ao deslizamento de correia, abrasão, ruído e/ou fadiga nos mancais.

Um segundo tipo é constituído por polias tendo elementos resili25 entes, com um elemento que é flexível na torção sendo interposta entre a parte externa e a parte interna. Este elemento está na forma de um anel, um disco, uma mola, coxim etc. A rigidez deste elemento é dimensionada como uma função do torque a ser transmitido sob condições estáticas e sob condições dinâmicas. O elemento resiliente pode deformar de modo a absorver as variações em torque, mas não pode acomodar a rotação diferencial entre a parte de acionamento e a parte acionada.

Uma categoria de polias com elementos resilientes é assim chamada polia de desacoplador de rigidez que é selecionada para filtrar todas as variações de velocidade acima de certa freqüência de excitação.

A figura 2 mostra um exemplo de uma polia resiliente conhecida, e a figura 3 mostra sua resposta de freqüência, onde fr é sua freqüência ressonante (em revoluções por minuto (rpm)) e fc é sua freqüência de interrupção (em rpm). A amplitude é plotada em decibéis (dB) na ordenada na forma de uma relação de filtro, com o nível 0 dB correspondendo à amplitude na freqüência de interrupção fc.

A polia de transmissão mostrada na figura 2 apresenta um elemento de polia tendo um contorno externo 1 adaptado ao perfil das estrias de uma correia em V estriada. O elemento de polia roda em torno de um mancai 2 e apresenta uma extensão Γ presa por meio de uma parte 7’ do contorno externo 6’ de um corpo de borracha 6 cujo contorno interno é preso por meio de outra parte 7” a uma parte 3 que fornece a conexão com uma haste de receptor, por exemplo de um alternador.

As polias deste tipo podem somente oscilar em torno de uma posição média, desde que a conexão entre o exterior e o interior é permanente.

A relação entre as amplitudes da flutuação da parte de acionamento (externa) e a parte acionada (interna) varia uma função da freqüência da flutuação.

Em associação, a rigidez e a inércia a serem acionadas constituem um sistema ressonante. Acima da freqüência de interrupção fc da polia resiliente, a parte interna acionada flutua menos que a parte externa de acionamento.

Estas polias também apresentam vários inconvenientes:

1) um primeiro inconveniente é devido ao fato de que também apresentam um mancai (em geral baseado em politetrafluoretileno (PTFE)) que suporta as forças radiais. Esta fricção impede a filtragem desde que cria um limite de adesão abaixo do qual a polia permanece estacionária (e assim rígida).

2) se a flutuação de velocidade está a uma freqüência bem abai xo da freqüência ressonante fr, ou se o solavanco é progressivo^ então o elemento elástico deforma muito pouco e a força é transmitida. O espectro de freqüência (ver figura 3) precisa ser muito bem-conhecido em tempo de desenho, desde que de outro modo a polia elástica pode ser inoperante.

3) se a flutuação de velocidade está a uma freqüência maior que a freqüência de interrupção fc ou se o solavanco é breve, então o elemento elástico deforma. Esta deformação ocorre nas direções; a energia armazenada na direção positiva é restaurada por retorno resiliente na direção oposta, e assim por diante. Isto leva a aquecer e danificar a polia.

4) se a flutuação de velocidade está a uma freqüência que está muito perto da freqüência ressonante fr (ver a figura 3), então a polia resiliente amplifica a flutuação (relação de filtro > 0 dB). Isto produz um efeito que é contrário ao efeito desejado. Esta aplicação é acompanhada por níveis muito altos de deformação nas direções; a energia armazenada na direção positiva é restaurada por retorno resiliente na direção oposta e assim por diante. Isto também leva ao aquecimento e ao dano.

Considerar uma aplicação a um veículo a motor em que:

- o motor (tendo N = 4 cilindros) está funcionando em baixa velocidade (marcha lenta em V_m - 900 rpm) e sua velocidade está flutuando até ±20% a uma freqüência F_exc de 30 Hz.

Deve ser recordado que F_exc = V_mN/120.

- o alternador é acionado por uma polia de desacoplador que é suposta realizar a filtragem de 700 rpm (23,3 Hz).

- a velocidade de marcha lenta é V_m = 900 rpm (F_exc = 30 Hz), assim a polia filtra apropriadamente.

Devido a esta absorção, o elemento elástico (feito de borracha) deforma perto de ±20°, aquece, endurece e pode quebrar rapidamente.

Na partida, o motor vai rapidamente de uma velocidade zero para uma velocidade de marcha lenta (900 rpm). Assim se encontra por um período de tempo curto na freqüência ressonante fr. Neste instante, a altitude de deformação do elemento de borracha pode atingir ±40° e pode romper muito rapidamente se a partida é repetida várias vezes.

- finalmente, se o motor desacelera subitamente ou estola, a correia que é conectada no eixo de manivela pára de girar, mas o alternador continua a girar devido a sua inércia. A correia é assim subitamente estirada e então não estirada, retornando subitamente ao formato.

Um terceiro tipo de polia é constituído por polias de embreagem resilientes usando molas.

Em uma polia de embreagem resiliente, por exemplo como descrito na patente U.S. N^s. 6.083.130 (representada por sua figura 2 reproduzida aqui como figura 4), uma mola de torção primária 88 é interposta entre a 10 parte externa 120 e a parte interna 52, com a mola fornecendo uma função de embreagem expandindo radialmente. A embreagem é subsequentemente conectada ao elemento resiliente que pode ser uma segunda mola de torção 85-86.

Quando a mola primária se contrai, existe excesso de pressão 15 na conexão entre a parte de acionamento e a parte acionada. Contudo, existe um limite de fricção que mantém a conexão, levando assim a um fenômeno de deslizamento.

Na direção em que a mola primária se expande, que leva a uma conexão forte, e o elemento resiliente (neste caso uma mola) assume para 20 transmitir as forças.

Acima de um certo ângulo de torção, o elemento resiliente não pode mais se deformar (voltas se tocando). A mola deve portanto ser muito estirada o que aumenta o comprimento axial da polia e assim seu volume.

Os mancais esféricos 118 operam com uma protuberância gran25 de que reduz sua vida útil. A fim de assumir uma fração das forças radiais, um mancai de PTFE 110-112 é interposto na extremidade oposta do mancai esférico. Este mancai de PTFE gera fricção que é adicionada àquela da embreagem e reduz a eficiência em modo destravado.

Uma variante deste terceiro tipo de polia é descrito na Patente 30 U.S. N^s. 6.394.248, em particular nas figuras 2 e 3 da mesma que são reproduzidas aqui como figuras 5a e 5b. O princípio da mola se expandindo 22 é conservado. No entanto, o elemento resiliente é uma sucessão de molas

de compressão que são interpostas entre palhetas 27 e 47.

A amplitude de deformação é necessariamente limitada porque as molas não podem ser comprimidas completamente.

Além do mais, os elementos 17 e 26 devem ter orientação de baixa fricção, mas não têm, assim existe portanto um alto risco de emperramento.

Nesta construção, a força radial da correia é suportada pelo mancai esférico 50 que tem uma protuberância grande.

A análise acima mostra que:

- dispositivos de roda livre são muito rígidos uma vez travados, e sua eficiência depende do torque oposto;

- as polias resilientes não permitem que o elemento acionado continue seu movimento na eventualidade de desaceleração; a fricção interna é prejudicial para filtragem; e

- as polias com uma embreagem resiliente usando uma mola são complexas e têm o mesmo problema de fricção; são também volumosas.

A presente invenção permite que pelo menos alguns dos inconvenientes acima sejam evitados associando em série uma roda livre (por exemplo usando esferas ou agulhas) e um elemento resiliente de rigidez adaptado para desacoplar. A carga radial é suportada por um mancai esférico que é em geral centrado com relação à correia de modo que é submetida a pouca protuberância. A conexão mecânica é estabelecida por meio do elemento resiliente somente quando a roda livre está em seu modo travado. Em modo destravado, por exemplo, quando o elemento de acionamento está tornando mais lento, o elemento acionado continua a rodar livremente como uma função de sua própria inércia.

A invenção assim fornece uma polia de transmissão de energia para um acessório acionado por correia, a polia compreendendo um elemento de polia com um contorno externo estriado que é adaptado para receber uma correia, e um elemento resiliente interposto entre o elemento de polia e um dispositivo receptor para acoplar a um elemento acionado pela correia, a

polia sendo caracterizada pelo fato de que inclui um dispositivo de roda livre usando esferas, rolos ou carnes dispostos em série com o elemento resiliente entre o elemento de polia e a dita haste.

Pode ser caracterizado pelo fato de que o dispositivo de roda livre está disposto entre o elemento de polia e o elemento resiliente que é preso no dito dispositivo receptor, ou em que o dispositivo de roda livre está disposto entre o elemento resiliente e a dita haste, o elemento resiliente sendo preso no elemento de polia.

Vantajosamente, pelo menos um mancai, por exemplo, um mancai esférico ou um mancai de agulha, é interposto entre o contorno externo estriado e tanto uma porca para acoplar a uma haste acoplada no dito elemento, ou então a dita haste (quando a polia é montada na mesma).

O elemento resiliente pode compreender pelo menos uma parte de elastômero. Pode ser uma mola, por exemplo uma mola espiral.

A invenção também se refere a um sistema que inclui pelo menos uma polia de desacoplamento de acessório como definido acima.

Outras características e vantagens da invenção aparecem mais claramente na leitura da descrição seguinte em associação com os desenhos, em que:

a figura 1 reproduz a figura 2 da patente U.S. N^a. 4.725.259 mencionada acima;

- a figura 2 mostra um exemplo de uma polia resiliente conhecida;

- a figura 3 mostra sua resposta com relação de filtro (dB) plotadas na ordenada como uma função de velocidade de eixo de manivela (rpm) plotada ao longo da abscissa;

- a figura 4 reproduz a figura 2 da patente U.S. N^s. 6.083.130 mencionada acima;

- as figuras 5a e 5b reproduzem as figuras 2 e 3 da patente U.S. N° 6.394.248 acima mencionada;

- as figuras 6a a 6c, 7, e 8 mostram polis variantes da invenção;

- a figura 9 é um gráfico mostrando uma curva de resposta típica de um sistema de transmissão.

Nas figuras 6a a 6c, e 7, a parte 200 é um elemento de polia receptora apresentando um contorno externo 201 que recebe as estrias de uma correia, por exemplo uma correia com estrias em V ou trapezoidal. A parte 202 é um mancai esférico. É de preferência colocado sob a estria 201 da parte 200 de modo a impedir qualquer protuberância axial, evitando assim qualquer necessidade de um mancai adicional. O mancai esférico 202 absorve todas as forças radial e axial. Seria possível usar mais que um 10 mancai. A parte 203 é uma porca que serve primeiramente para fornecer uma conexão com uma haste receptora 220 de um acessório, por exemplo um alternador tendo uma extremidade situada ao lado do elemento de polia receptora 200 estriada em 201, e um sulco de uma roda livre de esfera, agulha ou carne 204 interposta entre o corpo de desacoplador 206 e a porca 15 203. Para este propósito, o contorno externo 206’ do corpo de desacoplador

206 é ligado a uma parte 207 presa a uma extensão 211 da polia receptora 200, e o contorno interno 206” é ligado a um elemento de resistência interno 209 do corpo de desacoplador 206.

Com esta construção, a função de roda livre e a função de rece2Ô ber carga são completamente dissociadas. A roda livre 204 não é submetida a qualquer força axial ou radial, diferente das polias de roda livre da técnica anterior.

Uma inserção opcional, por exemplo, uma vedação de borda 220 (figura 6a) montada de modo justo na parte 209 pode servir para elimi25 nar qualquer folga longitudinal entre a gaiola externa da roda livre e o elemento de resistência 209 do corpo de desacoplador 206.

Assim, o mesmo elemento de roda livre 204 pode ser adaptado para corpos de desacoplador de formatos diferentes.

O corpo de desacoplador de borracha 206 serve, durante a ope30 ração, para fornecer uma função resiliente (porque é elástico) e também uma função de amortecimento (histerese) por um efeito viscoso.

As figuras 6a a 6c mostram variantes com diferentes disposições para a roda livre 204 e o mancai 202.

Como mostrado na figura 6c, uma tampa protetora 210 e gaxetas apropriadas podem ser colocadas na extremidade livre onde a roda livre 204 e o corpo de desacoplador 206 estão localizados.

A função de desacoplamento pode também ser realizada por uma mola metálica, por exemplo uma mola espiral 208 (figura 7).

As figuras 6a a 6b e 7 mostram que é possível usar vários tipos de mancai de rolamento (mancais esféricos, mancais de agulha etc.). O mancai é tanto montado na porca 203 (como mostrado nas figuras 6a, 6c e 7) ou então é diretamente guiada na haste receptora 220 por meio de seu contorno interno 202’ (figura 6b).

É também possível colocar a roda livre 204 na periferia do corpo de borracha 206, isto é entre o corpo 206 e a extensão 211.

Esta construção é simples e exige poucas partes.

Sob tais circunstâncias, o dispositivo descrito permite um efeito de desacoplamento a ser obtido mesmo quando o elemento receptor distribui um torque oposto, e que não é verdadeiro nas rodas livres da técnica anterior.

O deslocamento excedente da roda livre serve para liberar a conexão entre o desacoplador e a haste, e assim eliminar a ressonância.

Se o efeito de desacoplamento não é essencial, é possível que para o elemento flexível seja dada rigidez adequada para amortecer as mudanças de estado da roda livre.

Não existe fricção interna desde que as cargas radiais são eliminadas por meio de um mancai de rolamento (mancai esférico etc.), e não por meio de um mancai liso.

O dispositivo da invenção torna possível separar as funções de eliminar a carga (radial/axial) e a função de roda livre.

O formato e as propriedades mecânicas do elemento de desacoplamento podem ser adaptados sem precisar redesenhar a roda livre ou o mancai de rolamento.

A invenção pode ser implementada em maneira modular, com componentes comuns sendo reutilizados.

A amplitude de deflexão do elemento resiliente não é limitada, diferente de certas polias da técnica anterior que incluem contra-apoios, ou que têm molas com voltas se tocando.

Além do mais, devido ao deslocamento excedente da roda livre, a amplitude de deformação é restringida somente à parte que é de uso para propósitos de filtragem, assim a fadiga do elemento flexível é reduzida.

A invenção é aplicável a transmissões de energia usando correias (motores a diesel ou gasolina), e mais geralmente a todas as circunstâncias em que flutuações de velocidade e torque são encontradas.

Quando a roda livre é travada, o elemento resiliente entra em funcionamento. Então suporta o torque oposto gerado pelo elemento acionado. Isto leva a algum nível médio de deformação do elemento resiliente, em adição a flutuações de torque dinâmico devido à variação de velocidade. Estas flutuações levam à flutuação na deformação do elemento resiliente sobre a posição média.

Em modo destravado, a roda livre não pode transmitir torque, tornando assim possível limitar as amplitudes a da deformação angular do elemento resiliente (por limitação de pico).

Este deslocamento excedente serve para eliminar o efeito de ressonância que é observado em desacopladores. Logo que a amplitude de deformação do elemento resiliente passa por zero, a roda livre destrava e o elemento resiliente não armazena mais energia elasticamente.

Finalmente, quando a velocidade da parte de acionamento cai subitamente, o elemento flexível retorna inicialmente para sua posição neutra, e como um resultado o deslocamento excedente sem fricção permite que o elemento acionado continue a girar como uma função de sua própria inércia, desde que não existe energia armazenada no elemento flexível no momento em que a roda livre começa o deslocamento excedente.

A figura 8 mostra uma variante em que o dispositivo de roda livre

204 e o elemento resiliente são colocados ao lado da conexão entre a polia e a haste 220 do acessório acionado enquanto o elemento de polia recepto12 ra 200, que é estriada em 201, está disposto afastado da conexão entre a polia e a haste 220.

Surpreendentemente, a presente invenção torna possível aumentar a rigidez do elemento resiliente.

Em um dispositivo de transmissão de correia de automóvel, a sucessão de inércia e rigidez cria um sistema mecânico oscilante que possui um conjunto de ressonâncias. O termo ressonância designa o fato de que velocidades angulares dos elementos rotativos são amplificadas.

Desde que o movimento de acionamento é pseudo-senoidal de10 vido a instabilidades de velocidade do motor, ele apresenta uma freqüência que varia junto com a velocidade do motor variando e que se estende através de uma faixa ampla de freqüências, desse modo passado através de todas as freqüências de ressonância do sistema de transmissão.

O termo resposta designa todas as manifestações dinâmicas 15 do comportamento do sistema. As ressonâncias levam a grandes forças dinâmicas ou a ramos da correia de transmissão saltando, ou de fato a tensionadores se movendo, e algumas vezes todos estes de uma vez.

A curva na figura 9 mostra a aparência geral de respostas como uma função da freqüência de excitação. A freqüência de excitação é propor20 cional ao número de cilindros e à velocidade média de rotação do eixo de manivela.

A freqüência crítica f* pode ser uma das freqüências ressonantes do sistema. A resposta é de grande amplitude desde que a excitação gerada pelo motor distribui energia ao sistema em ressonância.

Em outras circunstâncias, f* pode também ser a freqüência em que a amplitude de excitação do motor está em seu máximo.

Com motores a diesel, e em particular com motores de injeção direta, os níveis mais altos de instabilidade de velocidade são em geral encontrados na faixa de 20 Hz a 60 Hz.

É também nesta faixa de freqüência que é comum encontrar freqüências ressonantes em um sistema de transmissão de correia.

Existe assim um alto risco das duas freqüências coincidindo.

Quando a excitação é alta e coincide com uma freqüência de ressonância, o sistema não é viável.

Na figura 9, a resposta na freqüência crítica f* é assumida para exceder o nível que pode ser aceito pelo sistema (risco de sua função se tornar degradada ou mesmo completamente perdida). Uma das soluções conhecidas da pessoa versada na técnica , consiste assim em desacoplar elasticamente a parte do sistema que é responsável por esta amplificação.

A rigidez selecionada para o elemento resiliente deve satisfazer as exigências relacionadas a o desacoplamento e durabilidade.

Na técnica anterior, a rigidez do sistema de desacoplamento foi selecionada de modo que a freqüência de interrupção f* da polia resiliente está sempre abaixo da freqüência crítica f*. Isto é referido como bloqueio de freqüência. Assim, quando o motor está funcionando em cerca de Γ, a resposta do sistema é muito menor que te ria sido sem o sistema de desacoplamento.

Esta situação significa escrever:

(1) fc<f*

Além do mais, uma regra que é bem conhecida pela pessoa versada na técnica (teoria de sistemas oscilantes) associa fr e fc como se se gue:

(2)

Existe também um relação bem conhecida associando fr, a rigi dez k do desacoplamento, e a inércia I do acessório a ser desacoplado:

(3)

A partir destas duas relações, a pessoa versada na técnica em geral obtém um critério funcional quanto a rigidez máxima k não ser excedida a fim de assegurar que o desacoplamento continua a ser eficaz:

(4) k

Depois disto, a exigência por durabilidade, torna possível determinar um valor de fundo para k que depende do torque a ser transmitido, e também do comportamento dos materiais que contribuem para a rigidez (disco de elastômero, mola de metal).

Na técnica anterior, e mais particularmente no campo de transmissões de correia para veículos a motor envolvendo um alternador desacoplado, é verificado que k pode ser reduzida para 0,15 Nm/°, mas que a deformação associada é grande e ameaça a resistência do elemento resiliente.

Sob tais circunstâncias, o torque oposto criado pelo elemento (um alternador de alta energia) é tal que a rigidez k definida pela equação (4) não permite que um sistema viável seja definido.

Por meio de exemplo, considerar um motor a diesel de 4 cilindros funcionando em 600 rpm com uma freqüência de 20 Hz sendo especifi10 camente a freqüência f* que dá origem a um problema.

O alternador tem inércia de 3 gramas metro quadrado (g.m²) e distribui um torque elétrico nominal de 14 Nm.

A rigidez funcional k de acordo com a equação (4) precisa ser menor que 23,7 Nm/radiano, ou em unidades convencionais menos que 0,41 15 Nm/°.

Sob o efeito do torque de 14 Nm, e com tal rigidez, a deformação angular nominal assim seria 34° (não contando a deformação dinâmica adicional em torno deste valor nominal associado com a inércia e a aceleração angular do sinal senoidal). O formato do elemento desacoplador é tal 20 que para tal ângulo, o alongamento em seu material excede a capacidade deste material. É portanto importante aumentar sua rigidez de modo a reduzir o ângulo de deformação nominal e o ângulo dado pelo efeito dinâmico adicional. Infelizmente, devido à necessidade de fornecer desacoplamento como definido pela equação (1), não é possível aumentar a rigidez (e assim 25 fr ou fc)

Uma das vantagens da invenção está na capacidade de limitar o pico do fenômeno de ressonância.

Desde que o movimento não pode aumentar para o infinito, o deslocamento em excesso sobre uma fração da oscilação imediatamente 30 interrompe qualquer amplificação exagerada da vibração.

Em situações em que a polia desacopladora da técnica anterior entra em ressonância (levando à destruição), a polia da invenção limita os picos de ressonância do elemento resiliente e é protegida de dano por deslocamento em excesso.

Assim, a freqüência de interrupção fc do desacoplador resiliente não precisa satisfazer a equação (1) dada acima.

A invenção torna possível ser menos bem bloqueada em termos de freqüência e amplia o critério para posicionar a freqüência ressonante do desacoplador.

Interpondo uma roda livre em, série com o estágio de desacoplador resiliente, é possível selecionar uma rigidez k para este estágio de desacoplador resiliente que seja maior do que é possível na técnica anterior.

Como um resultado, sob o efeito do torque oposto, a quantidade de deformação à qual o elemento desacoplador resiliente é submetido se torna menor, desse modo aumentando sua durabilidade.

Naturalmente, a capacidade de limitar pico da roda livre é limitada. Em particular, se o torque oposto do elemento acionado é superposto no torque dinâmico, então o deslocamento em excesso se torna menos freqüente, e somente uma parte da oscilação é limitada por pico.

Não é desejável que a rigidez k seja muito alta, desde que de outro modo leva aos mesmos inconvenientes que ocorrem nas polias de roda livre da técnica anterior (que correspondem a um valor infinito parta k).

Um bom compromisso entre estas duas situações é determinar um novo limite máximo para fc como se segue:

(5) fc < 2f *, isto é, k < 8/r²(/ *)²Z e de preferência:

(6) /c<l,5/*, istoé, A < 4,5/r² (/*)² / e em cada caso k pode ser de preferência maior que 2ττ²(Γ)²Ι.

Retornando ao exemplo de um motor de 4 cilindros funcionando em 600 rpm, com a freqüência de 20 Hz sendo especificamente a freqüência f* que dá origem a um problema:

- o alternador tem inércia de 3 g.m² e distribui um torque de 14 Nm; e a rigidez funcional k, de acordo com a equação (6), deve ser

menor que 53,3 Nm/rad, ou em unidades convencionais 0,93 Nm/°.

Sob o efeito do torque de 14 Nm, e com tal rigidez, a deformação angular é assim 15° (em vez de 34° como acima). O mesmo formato para o elemento desacoplador portanto leva ao alongamento que é menor 5 que na técnica anterior.

Deve ser observado que a fim de evitar qualquer fenômeno de ruído em alta velocidade, pode ser desejável frear a roda livre um pouco, em uma maneira que é bem conhecida , por exemplo do pedido PCT N^a. WO 03/036114.

Claims

1. Polia de transmissão de energia para desacoplar um acessório acionado por correia, a polia compreendendo um elemento de polia de acionamento tendo um contorno externo que é adaptado para receber uma correia, e um elemento elástico interposto entre o elemento de polia e um dispositivo receptor para ser acoplado ao dito acessório, e a polia sendo caracterizada pelo fato de que inclui um dispositivo de roda livre (204) do tipo esférico, de agulha ou carne disposto em série com o elemento resiliente (206, 208) entre o elemento de polia (200) e o dito dispositivo receptor (203, 220), o dispositivo de roda livre (204) servindo para transmitir energia na medida em que o elemento de acionamento é acionado pela correia, e servindo para desacoplar a roda livre, de outro modo.

2. Polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de roda livre (204) está disposto entre o elemento resiliente (206, 208) e o dito dispositivo receptor (203, 220), o elemento resiliente sendo preso no elemento de polia (200).

3. Polia, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de roda livre (204) é montado em uma porca (203) para receber uma haste acoplada ao dito elemento.

4. Polia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de roda livre (204) está disposto entre o elemento de polia (200) e o elemento resiliente (206, 208), cujo elemento é preso no dito dispositivo receptor (203, 220).

5. Polia, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o elemento resiliente (206, 208) é preso a uma porca (203) para receber uma haste (220) acoplada ao dito elemento.

6. Polia, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que apresenta pelo menos um mancai de rolamento (202) interposto entre o dito contorno externo estriado (201) e uma porca (203) para receber uma haste (220) acoplada ao dito elemento.

7. Polia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que apresenta pelo menos um mancai de rola2 mento (202) situado dentro do dito contorno externo estriado (201) e apresentando um contorno interno (202’) adequado para ser guiado em uma haste (220) acoplada ao dito elemento.

8. Polia, de acordo com a reivindicação 6 ou reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dito mancai (202) é um mancai esférico ou um mancai de agulha.

9. Polia, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que o elemento resiliente (206) compreende pelo menos uma parte de elastômero.

10. Polia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o elemento resiliente é uma mola (208), em particular uma mola espiral.

11. Polia, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizada pelo fato de que o dito acessório é um alternado de um veículo a motor.

12. Sistema de transmissão, caracterizado pelo fato de que inclui pelo menos uma polia de desacoplamento de acessório, de acordo com qualquer reivindicação precedente.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a rigidez k do elemento resiliente (206, 208) satisfaz a seguinte relação:

k<iF(f*)²I onde f* designa uma freqüência critica do sistema e I designa a inércia do acessório a ser desacoplado.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que:

fcá4,5tf²(/*)²Z

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13 ou reivindicação

14, caracterizado pelo fato de que: