BRPI0618854A2

BRPI0618854A2 - acionamento envolvente

Info

Publication number: BRPI0618854A2
Application number: BRPI0618854-0A
Authority: BR
Inventors: Roman Kern; Rainer Pflug
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2011-09-13
Also published as: EP1954962A1; CN101310128A; DE102005055716A1; US20080287234A1; CN101310128B; WO2007060090A1; EP1954962B1; KR20080068090A

Abstract

ACIONAMENTO ENVOLVENTE. A presente invenção refere-se a um acionamento envolvente abrangendo um meio envolvente como uma correia e uma corrente e várias rodas integradas no acionamento, envolvidas pelo meio envolvente, montadas em eixos, sendo que ao menos através de um eixo são introduzidas os- cilações de interferência no acionamento envolvente e para gerar uma oscilação contrária, ao menos uma das rodas apresenta um formato descentrado, caracterizado pelo fato de que a roda (3) descentrada é de tal modo configurado que pode ser gerada uma oscilação contrária e compensa ao menos duas ordens de oscilações principais diversas da oscilação de interferência.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ACIONA- MENTO ENVOLVENTE".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um acionamento envolvente abrangendo um meio envolvente como uma correia ou uma corrente e várias rodas integradas no acionamento, envoltas pelo meio envolvente, montadas em eixos, sendo que por ao menos um eixo são introduzidas oscilações e interferência no acionamento envolvente e para gerar uma oscilação contrá- ria ao menos uma roda apresenta um formato descentrado.

Antecedentes da Invenção

Tais acionamentos envolventes geralmente são usados em mo- tores de combustão, especialmente no campo dos veículos automotores. Geralmente o acionamento é acionado através de uma roda montada no eixo de manivela. Através do eixo tracionador, por exemplo, uma correia, por exemplo, uma ou várias árvores de carne, nas quais estão igualmente mon- tadas rodas propulsoras correspondentes, como também em grupos adicio- nais como a bomba de água, um compressor de ar condicionado etc. é inte- grado através de rodas correspondentes dentro do acionamento para poder ser acionado por este dispositivo.

Baseado na operação do motor de combustão, no qual se trata comumente em uma máquina de pistão, através do eixo de manivela são introduzidas oscilações no acionamento, o que quer dizer que o meio envol- vente, como, por exemplo, a correia, recebe em virtude de desigualdades na rotação, oscilações no torque ou alterações da velocidade angular, uma ex- citação oscilante o que é desvantajoso, reduzindo a durabilidade e prejudi- cando o grau de eficácia. Além das oscilações de interferência integradas através do eixo de manivela, por exemplo, também através do eixo de ca- rnes podem ser introduzidas oscilações de interferência. Geralmente, o eixo de carnes aciona as válvulas. Também a partir desta operação de comando em virtude do acionamento da válvula podem ser reaplicados sobre as árvo- res de carnes desigualdades de rotação e oscilações do torque, que podem se manifestar como oscilações de interferência no acionamento envolvente. Em última análise isto faz com que o acionamento envolvente fique oscilando, quando neste caso comumente se forma um padrão oscilan- te característico básico.

Para reduzir estas oscilações, ou seja, para amortecê-las, pas- sou a ser conhecido, por exemplo, a partir do documento DE 195 20 508 A1, que uma das rodas integrada no acionamento, por exemplo, a roda do eixo de manivela seja configurada descentrada, por exemplo, ovalada. Baseado nessa geometria descentrada são geradas oscilações contrárias, depois de que este formato descentrado produz um alongamento e um encurtamento definido do meio tracionador por rotação do eixo. Estas oscilações contrárias se sobrepõem às oscilações de interferência aplicadas e passam a reduzi- las ou compensá-las.

O formato da roda descentrada será, no caso, escolhido na de- pendência de uma ordem de oscilações principais a ser amortecida das osci- lações de interferência sobrepostas. As oscilações de interferência se com- põem geralmente de oscilações individuais de ordens variadas, o que quer dizer que o espectro mensurável de oscilações poderá ser resolvido em or- dens de oscilações principais individualizadas. Com as rodas descentradas conhecidas é de forma controlada feito o amortecimento de uma ordem de oscilações principais para tranqüilizar o acionamento. Embora isto resulte em uma considerável tranqüilização do acionamento, mesmo assim perma- necem oscilações de interferência residuais.

Sumário da Invenção

Portanto, a invenção tem por base o problema de propor um a- cionamento envolvente, o quais estão previstos meios para uma tranqüiliza- ção ampla do acionamento.

Para solucionar este problema, em um acionamento envolvente da espécie inicialmente citada está previsto, de acordo com a invenção, que a roda descentrada é de tal modo configurada que pode ser girada uma osci- lação contrária que compensa ao menos duas ordens diversas de oscilações principais das oscilações de interferência.

A invenção baseia-se na ponderação de amortecer não apenas uma ordem de oscilação principal da oscilação de interferência através de uma única roda de configuração descentrada, porém através de ao menos duas ou mais rodas. Ficou evidenciado que no amortecimento de apenas uma ordem de oscilação principal ou ordem de oscilação dominante continuam a se manifestar oscilações de interferência residuais que consistem em componentes de oscila- ções não amortecidos. De acordo com a invenção, a roda descentrada será de tal modo configurada na sua geometria que pode ser amortecida ao menos mais uma ordem adicional de oscilações principais das oscilações de interfe- rência. Será, portanto, gerada uma oscilação contrária que se compõem de duas ordens de oscilações contrárias, geradas em conseqüência da geometria da roda e que são individualmente sobrepostas e que passam a reagir contra as correspondentes ordens de oscilação principal da oscilação de interferência, fazendo a compensação na maior extensão possível. Desta maneira, empre- gando-se apenas uma roda, poderá ser alcançada uma ampla tranqüilização do acionamento do que ocorre nos acionamentos convencionais, nos quais atra- vés de uma roda descentrada é amortecida apenas uma ordem de oscilação principal da oscilação de interferência.

O formato da roda descentrada será obtido de acordo com a in- venção pela sobreposição de duas geometrias diversas referentes às ordens de oscilações principais a serem compensadas da oscilação de interferência. Caso, por exemplo, a terceira e a quarta ordem de oscilação principal, ou a oscilação dominante da oscilação de interferência, devam ser compensadas, então para determinar a geometria da roda, será sobreposta uma forma tri- angular ou quadrada. A sobreposição verifica-se de tal maneira que a oscila- ção contrária, obtida através da roda descentrada, mostra um padrão de os- cilação que corresponde ao padrão da oscilação de interferência, porém tem uma projeção especular. No sentido é vantajoso que as alterações do raio na roda, proporcionadas pela sobreposição, ou seja, pelo estado descentra- do, sejam determinadas na dependência da amplitude das oscilações da interferência. Desta maneira fica assegurado que a oscilação contrária, com vistas a sua amplitude, corresponde à oscilação de interferência, de maneira que esta, no caso mais vantajoso, é praticamente totalmente extinta. Além disso, será naturalmente conveniente que o formato da roda seja determina- do na dependência dos ângulos de fase das amplitudes das ordens de osci- lações principais a serem compensadas, visando assegurar que, com rela- ção à oscilação de interferência a ser amortecida, as oscilações principais contrárias também sejam geradas nas fases corretas com relação às oscila- ções principais a serem amortecidas.

Uma configuração da invenção especialmente conveniente pre- vê finalmente que a roda apresente por toda a sua circunferência um raio positivo. Isto quer dizer que a geometria será de tal modo determinada, ou seja, pela sobreposição das geometrias individuais, que não resultam reen- trâncias, nas quais está presente, portanto, um raio negativo e em cujas re- giões o meio tracionador não atua na roda descentrada. Desta maneira fica assegurado que o meio tracionador, independente da posição da roda, en- volva a roda na maior extensão possível, sendo viável uma transferência de torque otimizada.

Breve Descrição dos Desenhos

Outras vantagens, características e detalhes da invenção resul- tam da descrição seguinte dos exemplos de execução. As figuras mostram: figura 1 um esboço principal de um acionamento envolvente de acordo com a invenção;

figura 2 uma representação em princípio da oscilação de interfe- rência introduzida pelo motor de combustão através do eixo de manivela, consistindo, à guisa de exemplo, na terceira e na quarta ordem de oscilação principal;

figura 3 um diagrama das duas terceira e quarta ordens de osci- lações principais resolvidas resultantes na sobreposição das oscilações de interferências de acordo com a figura 2;

figura 4 uma representação básica de uma roda descentrada configurada de acordo com a invenção, para gerar oscilações contrárias vi- sando à compensação da terceira e quarta ordem de oscilações principais da oscilação de interferência da figura 3;

figura 5 a oscilação contrária que pode ser gerada através da roda conforme a figura 4, representada à guisa de exemplo meramente para a terceira e quarta ordem principal de oscilação contrária, e

figura 6 as duas ordens principais de oscilações contrárias, ou seja, terceira e quarta, resolvidas que resultam, em sobreposição, na oscila- ção contrária conforme a figura 5. Descrição Detalhada dos Desenhos

A figura 1 apresenta em sua forma uma representação básica de um acionamento envolvente convencional 1 como está previsto, por exemplo, em um motor de combustão de um veículo automotor. Em um eixo de manivela está montado uma primeira roda 3 que envolta por um meio tracionador 4, por exemplo, uma correia ou uma corrente. Em dois eixos de carnes 5 está também montada uma roda 6, igualmente envolta pelo meio tracionador 4. Além disso, está previsto um conjunto tensor 7, no qual pode tratar-se de um rolete tensor desde que não seja no meio tracionador 4 uma correia. Caso o meio traciona- dor 4 for uma corrente, então o conjunto tensor 7 será configurado como trilho tensor. Na seção oposta do meio tracionador 4 está previsto um conjunto con- dutor 8 pelo qual passa o meio tracionador 4. No caso de uma correia trata-se no conjunto condutor 8 de um rolete de desvio, e no caso de uma corrente tra- ta-se de um trilho condutor. A construção básica do acionamento envolvente é bastante conhecida e não requer uma explicitação.

Tanto através do eixo de manivela 2 como também através dos eixos de carnes 5 durante a operação serão introduzidas oscilações de inter- ferências no acionamento envolvente de um, ou seja, no meio tracionador 4, que resultam em uma oscilação do meio tracionador 4. As oscilações de in- terferência integradas através do eixo de manivela 2 resultam da operação do motor de combustão, ou seja, do próprio motor, resultando em última análise da movimentação dos pistões. As oscilações de interferência que são integradas através das árvores de carnes 5 resultam das operações das válvulas que é realizado através das árvores de carnes 5.

Para compensar as oscilações de interferência, no exemplo de execução mostrado a roda 3 no eixo de manivela 2 está configurada de mo- do descentrado, o que é representado a guisa de exemplo por uma forma oval da roda 3. Uma forma real de uma roda deste tipo, como é configurada conforme a invenção é mostrada na figura 4 que em seguida ainda será a- bordada. Através desta roda descentrada podem ser geradas oscilações contrárias que são integradas de forma inconsciente e ativa no meio tracio- nador 4, estando de tal modo configuradas que é alcançado um amorteci- mento das oscilações de interferência.

O espectro das oscilações de interferência, como realmente está presente em um acionamento envolvente deste tipo, poderá ser medido ba- seado no traçado das oscilações medidas poderá ser resolvido o espectro nas diferentes parcelas de oscilações das diferentes ordens de oscilações principais ou oscilações dominantes. Geralmente uma roda descentrada está configurada para compensar a oscilação principal individual. O espectro das oscilações de interferência se compõem, conforme descrito, de várias osci- lações dominantes ou ordens de oscilações principais em conjunto, de ma- neira que o amortecimento de uma oscilação principal resulta em uma tran- qüilização, porém permanecendo, conforme antes, uma oscilação residual.

A figura 2 mostra como representação de princípio, e à guisa de exemplo, um traçado de oscilações de interferência, sendo que esta oscila- ção de interferência, no exemplo, de execução, consiste nas oscilações prin- cipais de terceira e quarta ordem que aqui estão sobrepostas. Esta oscilação de interferência será integrada pelo motor, ou seja, pelo eixo de manivela na tração. Como pode ser verificado resultam consideráveis amplitudes de osci- lações, portanto, oscilações de torque ou de força no meio tracionador. A oscilação de interferência conforme mostrada na figura 2 poderá ser resolvi- da nas duas ordens de oscilações principais conforme mostrado na figura 3. Através da linha tracejada está representada a oscilação principal de terceira ordem, enquanto a linha cheia mostra a oscilação principal da quarta ordem. Quando estas duas oscilações forem sobrepostas, resultará o traçado de interferência mostrado na figura 2.

De acordo com a invenção, mediante a utilização de uma única roda, tanto será amortecida a oscilação principal da terceira ordem como também a oscilação principal da quarta ordem. Para esta finalidade, a roda 3 descentrada está de tal modo configurada na sua forma ou geometria que são geradas oscilações contrárias, as quais - de forma ideal para o presente exemplo de execução - mostram um espectro de oscilações que está dire- cionado em sentido oposto ao espectro de acordo com a figura 2 e que tam- bém é formado de oscilações contrárias dominantes de terceira e quarta or- dem. Uma roda deste tipo está mostrada à guisa de exemplo na figura 4. Como pode ser visto, esta roda não é redonda e apresenta um formato mar- ginal irregular que no exemplo mostrado é obtido pela sobreposição de uma geometria de uma roda triangular e quadrada. A geometria de roda triangular serve para gerar oscilações contrárias de terceira ordem ao passo que a ge- ometria de roda quadrada serve para gerar oscilações contrárias de quarta ordem. A sobreposição dessas geometrias de roda resulta no formato de roda mostrada na figura 4, sendo que no contexto da sobreposição por um lado o ângulo de fase, que é mostrado pelas diferentes ordens em sentido recíproco, como também no tocando as oscilações de raio, são levadas em consideração as amplitudes das diferentes ordens oscilantes.

Com a roda, conforme mostrado na figura 4 podem ser geradas - naturalmente além de oscilações também de outras ordens - também as oscilações especialmente principais de terceira e quarta ordem conforme mostrado na figura 6 e que resulta na sobreposição formando um espectro de oscilação contrária conforme mostrada na figura 5, sendo que também este espectro de oscilações contrárias é gerado no exemplo de execução idealizado apenas dessas duas ordens de oscilações.

Como pode ser visto, o espectro das oscilações contrárias proje- ta-se a partir da amplitude no sentido contrário ao espectro das oscilações de interferência de acordo com a figura 2, porém a fase das diferentes ampli- tudes é coincidente. Se agora esta oscilação contrária fosse sobreposta à oscilação de interferência, então resultaria, de maneira ideal, uma extinção completa das oscilações.

Conforme indicado, a forma da roda 3, conforme mostrado na figu- ra 4 foi obtida pela sobreposição das duas geometrias relativas às ordens de oscilações principais a serem compensadas, ou seja, no presente caso a tercei- ra e a quarta ordem, (geometria triangular e quadrada) consideradas as ampli- tudes e os ângulos de fases. Uma referência dos diferentes segmentos periféri- cos da roda conforme a figura 4 em relação ao espectro de oscilações contrária de acordo com a figura 5 é fiável através dos pontos ao todo desenhados com o número 36 e com PNT 1... PNT 36 ao longo da curva envolvente H. Cada ponto corresponde a uma marcação de 10e ao longo da abscissa na figura 5, ao longo da qual está registrado o ângulo revolvente de uma roda 3, ou seja, do eixo de manivela 2 para uma revolução de 360°. O ponto PNT 1 corresponde apenas a Os vertical, o ponto PNT 2 a 10° da vertical, o ponto PNT 3 a 209 da vertical etc. No presente caso isto significa que quando o ponto PNT 1 no e- xemplo de execução mostrado conforme a figura 2 projetar em sentido vertical descendente estando, portanto, totalmente envolvido e essencialmente no cen- tro pelo meio tracionador 4, é gerada uma oscilação contrária com amplitude máxima conforme mostrada na figura 5. Com a crescente rotação da roda dimi- nui o raio da roda o que dizer que o encurtamento do comprimento do meio tracionador, ou seja, a força integrada no meio tracionador através do formato da roda passa a diminuir e em conseqüência também diminuirá a amplitude da oscilação contrária. Na faixa de aproximadamente 40° de giro da roda 3, o pon- to PNT 5 encontrar-se-á na posição mais inferior. Este ponto está situado em uma faixa de raio reduzido razão porque em conseqüência é reduzida a ampli- tude das oscilações contrárias. Com o giro adicional da roda de corrente até o ponto PNT 10 (vertical de 90s) o raio passa novamente a aumentar, o que terá por conseqüência uma correspondente expressão no diagrama de oscilações contrárias. De modo correspondente cada um dos pontos PNT 1 - PNT 36 po- derá ser referenciado ao espectro de oscilações contrárias de acordo com a figura 5.

Assim sendo, pode ser visto que é possível, mediante utilização de uma roda descentrada - no caso, presente uma roda de corrente - gerar uma oscilação contrária que foi gerada na sobreposição de duas ordens de oscila- ções principais geradas de forma ativa - no exemplo presente a terceira e quar- ta ordem - sendo que a configuração da roda se verifica na dependência do espectro real das oscilações de interferência medido. No caso, por um lado, deverá ser levado em conta a amplitude da oscilação de interferência, ou seja, da oscilação de força, que é integrada na oscilações de raio da roda. O número das ordens das oscilações de força, tanto seja o caso de serem amortecidas oscilações de interferências de segunda, terceira ou quarta ordem etc., passa a integrar a forma descentrada já que na dependência da ordem a ser amortecida será selecionada a geometria correspondente triangular quadrada, pentagonal etc., devendo ser sobreposta com a geometria da outra ordem de oscilações principais a ser amortecida. Finalmente, o ângulo de fases das oscilações de interferência, ou seja, das oscilações de força passa a convergir, resolvido de acordo com as ordens de oscilações principais respectivas, de onde resultam as respectivas posições de giro das formas descentradas, já que desta maneira passa a ser assegurado que as diferentes ordens de oscilações principais se- jam geradas corretas de acordo com a fase, de maneira que o espectro de osci- lações contrárias resultante corresponde na maior extensão possível ao espec- tro das oscilações de interferência - referido as ordens de oscilações principais a serem amortecidas.

Como também mostra a figura 4 configuração da geometria da roda é de tal ordem que em cada ponto da circunferência da roda existe um raio positivo, o que quer dizer que o raio nunca é negativo, não existindo re- entrâncias nas quais o meio tracionador - no exemplo mostrado seria uma corrente - não atuaria na roda. Ao contrário, o meio tracionador fica preso em cada posição de gira da roda no maior encosto e envolvimento possível. Listagem de Referência

1 Acionamento Envolvente 2 Eixo de Manivela 3 Primeira Roda 4 Meio Tracionador 5 Árvores de Cames 6 Roda 7 Conjunto Tensor 8 Conjunto Condutor H Curva Envolvente

Claims

1. Acionamento envolvente, abrangendo um meio envolvente com uma correia e uma corrente e várias rodas integradas no acionamento, envolvidas pelo meio envolvente, montadas em eixos sendo que ao menos através de um eixo é introduzida uma oscilação de interferência no aciona- mento envolvente e para gerar uma oscilação contrária, ao menos uma roda apresenta uma roda descentrado caracterizado pelo fato de que a roda des- centrada (3) é de tal modo configurada que pode ser girada uma oscilação contrária e compensa ao menos duas ordens de oscilações principais da oscilação de interferência.

2. Acionamento envolvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o formato da roda (3) é obtido pela sobreposi- ção de duas geometrias diferentes, referidas as ordens de oscilações princi- pais a serem compensadas.

3. Acionamento envolvente de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as alterações do raio na roda (3) são de- terminadas na dependência da amplitude e oscilação de interferência.

4. Acionamento envolvente de acordo com uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que o formato da roda (3) é determinado na dependência dos ângulos de fase das amplitudes das or- dens de oscilações principais a serem compensadas.

5. Acionamento envolvente de acordo com uma das reivindica- ções precedentes, caracterizado pelo fato de que a roda (3) apresenta um raio positivo em toda a sal circunferência.