ES2221350T3 - Ensamblaje electromagnetico de embrague y polea. - Google Patents

Abstract

Ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10) para un motor de un vehículo a motor, incluyendo dicho motor un componente motriz que tiene un eje (12) que puede girar alrededor de un eje geométrico para accionar dicho componente, comprendiendo dicho ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10): un miembro de polea (14) montado para su rotación alrededor de dicho eje geométrico del eje; un ensamblaje de bobina electromagnética (13) asociado con dicho miembro de polea (14); un ensamblaje de embrague (16) para acoplar selectivamente el miembro de polea (14) a dicho eje (12) en respuesta a la energización y desenergización de dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13), incluyendo dicho ensamblaje de embrague (16): un cubo (32) acoplado al eje (12); un disco de inducido (60) operativamente asociado con dicho cubo (32) y axialmente separado (86) de dicho miembro de polea (14), siendo dicho disco de inducido (60) axialmente amovible para conectar con dicho miembro de polea (14)cuando dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13) es energizado; una estructura de transmisión de torsión (50) para transmitir las cargas torsionales entre dicho disco de inducido (60) y dicho cubo (32), incluyendo dicha estructura de transmisión de torsión una primera estructura rígida (54) fijada a dicho disco de inducido (60), y una segunda estructura rígida (50) para transmitir el movimiento torsional entre dicha primera estructura rígida (54) y dicho cubo (32), en el que la segunda estructura rígida (50) tiene una forma de tipo anular que rodea el eje geométrico del eje; una estructura resiliente axialmente comprimible (90) hecha de un material a base de caucho y presionando dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14), siendo dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) comprimible axialmente para permitir que dicho disco de inducido (60) se desplace para conectar con dicho miembro de polea (14) y de esta forma permitir que dichodisco de inducido (60) sea accionado rotatoriamente por dicho miembro de polea (14), y tras ello permitir que dicho disco de inducido (60) transmita la rotación de dicho miembro de polea (14) a través de dicha estructura de transmisión de torsión (50) hasta dicho cubo (32) y dicho eje (12) para accionar dicho componente en respuesta a la energización de dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13), estando dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) en relación de no transmisión de torsión con respecto a dicho cubo (32) y a dicho disco de inducido (60) y constituyendo la única estructura que presiona dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14), de forma que la única estructura que presiona dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14) está sustancialmente aislada de la transmisión torsional entre dicho cubo (32) y dicho disco de inducido (60), y teniendo dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) una forma de tipo anular rodean do el eje geométrico del eje, y estando dispuesta entre dicha primera estructura rígida (54) y dicho cubo (32).

Description

Ensamblaje electromagnético de embrague y polea.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un ensamblaje electromagnético de embrague y polea que acopla el movimiento motriz de una correa flexible a un eje de entrada de un componente auxiliar de un vehículo a motor.

Antecedentes de la invención

En el campo de los motores para vehículos automóviles es conocida la incorporación de una correa sinfín accionada por un eje de salida, correa sinfín que se usa para transmitir el par motor del eje de salida a diversos componentes del vehículo. Específicamente, la correa es arrastrada alrededor de una pluralidad de ensamblajes de polea que están asociados con los ejes de entrada de los componentes que van a ser accionados. Algunos de dichos componentes pueden también estar provistos de un ensamblaje de embrague que está montado sobre el componente eje de entrada para ser accionado y utilizado para trabar y destrabar la polea accionada. Por ejemplo, el eje de entrada de un compresor de aire acondicionado necesita ser accionado sólo cuando se desea aire acondicionado dentro del vehículo. Cuando el sistema de aire acondicionado se activa, el ensamblaje de embrague traba la polea para permitir que el sistema sea accionado. Cuando el sistema de aire acondicionado se cierra, el ensamblaje de embrague destraba la polea asociada y la polea ya no accionará el eje de entrada del compresor.

Generalmente, los ensamblajes de embrague empleados en dichas aplicaciones proporcionan una estructura resiliente, como por ejemplo uno o más muelles de lámina o uno o más muelles de compresión, que normalmente presiona la placa de inducido del ensamblaje de embrague en dirección axial alejada de la polea componente asociada, de modo que la placa de inducido del embrague permanece separada de la polea.

Cuando el ensamblaje de embrague es activado, una corriente magnética de las bobinas incorporadas como parte del ensamblaje de polea, atrae la placa de inducido del embrague. La placa de inducido se desplaza entonces contra la fuerza de la estructura resiliente y para conectar con la polea y permitir que la polea accione el componente. Generalmente, después de que la placa del embrague conecta con y es accionada por la polea, la estructura resiliente opera en la transmisión del par motor entre la polea y el inducido del embrague.

El documento US 5.252.874 divulga un ensamblaje de embrague y polea en el cual un miembro de polea está permanentemente conectado a un eje de un componente auxiliar de un vehículo a motor. Una fuerza motriz procedente de un dispositivo motriz es acoplable selectivamente a dicho miembro de polea para rotar selectivamente dicho eje.

En el documento JP 07054867 A se describe un ensamblaje de embrague y polea para acoplar selectivamente un miembro de polea a un ensamblaje de embrague. En dicho dispositivo, una estructura resiliente axialmente comprimible presiona un disco de inducido alejándolo axialmente de un miembro de polea y está en una relación no transmisora de torsión con respecto a un cubo y al disco de inducido.

En la técnica anterior el sistema comprende un elevado número de piezas y es de gran tamaño. Asimismo, hay problemas a la hora de permitir que la placa de inducido se desplace y conecte de manera rápida, aunque suave y silenciosa con la polea cuando el ensamblaje de embrague es energizado.

Un objeto de la invención es proporcionar un ensamblaje electromagnético de embrague y polea mejorado, esto es, uno que permita una función de conexión/desconexión relativamente suave y silenciosa, y al mismo tiempo rápida. El ensamblaje proporciona un miembro de muelle resiliente que opera en dirección axial para presionar el embrague hasta una posición de desconexión, que es independiente de la función transmisora del par motor entre la polea motriz y el mecanismo de inducido accionado. Más concretamente, la presente invención proporciona un ensamblaje electromagnético de embrague y polea que comprende las características de la reivindicación 1 para resolver el objeto de la invención.

El miembro de polea está montado para su rotación alrededor del eje geométrico del eje, y el ensamblaje de bobina electromagnética está asociado con el miembro de polea. El ensamblaje de embrague está construido y dispuesto para acoplar selectivamente el miembro de polea al eje en respuesta a la activación y desactivación del ensamblaje de bobina electromagnética. El ensamblaje de embrague incluye un cubo, y una estructura de disco de inducido, transmisora de torsión, y una estructura resiliente axialmente comprimible.

El cubo está construido y dispuesto para ser acoplado al eje, y el disco de inducido está operativamente asociado con el cubo. El disco de inducido está axialmente separado del miembro de polea. El disco de inducido es axialmente desplazable hasta conectar con el miembro de polea cuando es energizado el ensamblaje de bobina electromagnética. La estructura transmisora de torsión está construida dispuesta para transmitir cargas torsionales entre el disco de inducido y el cubo. La estructura resiliente axialmente comprimible presiona el disco de inducido alejándolo axialmente del miembro de polea y está sustancialmente aislada de las cargas torsionales.

La presente invención proporciona un ensamblaje electromagnético de embrague y polea destinado a un motor para vehículos a motor que comprende: un ensamblaje de polea, un ensamblaje de bobina electromagnética, y un ensamblaje de embrague. El ensamblaje de polea incluye un miembro de polea accionable para su rotación alrededor del eje geométrico del eje por una correa flexible. El ensamblaje de bobina electromagnética está dispuesto adyacente al miembro de polea. El miembro de embrague acopla el miembro de polea al eje cuando el ensamblaje de bobina electromagnética es energizado. El ensamblaje de conexión del embrague incluye un cubo, un disco de inducido, una estructura transmisora de torsión, y una estructura resiliente axialmente comprimible. El cubo está construido y dispuesto para ser acoplado al eje, y el disco de inducido está operativamente asociado con el cubo, estando el disco de inducido axialmente separado del miembro de polea cuando es energizado el ensamblaje de bobina electromagnética. El disco de inducido es axialmente desplazable para su conexión con el miembro de polea cuando es energizado el ensamblaje de bobina electromagnética. La estructura transmisora de torsión transmite el movimiento torsional entre el cubo y el disco de inducido, incluyendo la estructura transmisora de torsión una estructura rígida fijada al disco de inducido y un muelle de compresión resiliente dispuesto entre la estructura rígida y el cubo, reduciendo el muelle de compresión resiliente la carga torsional de punta y la vibración torsional amortiguada entre el cubo y el disco de inducido. La estructura resiliente axialmente comprimible presiona el disco de inducido alejándolo axialmente del miembro de polea, estando la estructura resiliente axialmente comprimida construida y dispuesta para ser axialmente comprimible para permitir que el disco de inducido se desplace hasta conectar con el miembro de polea y de esta forma permitir que el disco de inducido sea rotatoriamente accionado por el miembro de polea, y con ello permitir que el disco de inducido transmita la rotación del miembro de polea a través de la estructura transmisora de torsión hasta el cubo y el eje para accionar el componente en respuesta a la activación del ensamblaje de bobina electromagnética. La estructura resiliente axialmente comprimida está en relación no transmisora de torsión con respecto al cubo y al disco de inducido y constituye la única estructura que presiona el disco de inducido axialmente alejándolo del miembro de polea, de modo que la única estructura que presiona el disco de inducido alejándolo del miembro de polea está sustancialmente aislada de la transmisión torsional entre el cubo y el disco de inducido.

De acuerdo con la presente invención, el ensamblaje de embrague tiene sus componentes de acoplamiento axial y torsional dispuestos todos dentro de un radio definido por la porción más interna divisora del campo magnético del inducido. En una forma de realización, la presente invención proporciona un ensamblaje electromagnético de embrague y polea con destino a un motor para vehículos a motor que comprende un miembro de polea, un ensamblaje de bobina electromagnética, y un ensamblaje de embrague. El miembro de polea está montado para su rotación alrededor del eje geométrico del eje. El ensamblaje de bobina electromagnética está asociado con el miembro de polea. El ensamblaje de embrague está construido y dispuesto para acoplar selectivamente el miembro de polea al eje en respuesta a la activación y desactivación del ensamblaje de bobina electromagnética. El ensamblaje de conexión del embrague incluye un cubo construido y dispuesto para ser acoplado al eje, y un disco de inducido operativamente asociado con el cubo y axialmente separado del miembro de polea. El disco de inducido es axialmente desplazable para conectar con el miembro de polea cuando el ensamblaje de bobina electromagnética es energizado. El disco de inducido tiene al menos un divisor de campo magnético radialmente separado del eje geométrico, estando al menos un divisor del campo magnético construido y dispuesto para dividir el flujo magnético y con ello incrementar las fuerzas de atracción magnéticas generadas por corriente mediante el ensamblaje de bobina electromagnética. La estructura transmisora de torsión está construida y dispuesta para transmitir cargas torsionales entre el disco de inducido y el cubo. La estructura resiliente axialmente comprimible presiona el disco de inducido axialmente separándolo del miembro de polea. El cubo, la estructura transmisora de torsión, y la estructura resiliente axialmente comprimible están dispuestos enteramente en posición radial hacia el interior de cada uno de los al menos un divisor del campo magnético. Esta construcción no es sólo de menor tamaño, sino que puede ser también más ligera que los ensamblajes de embrague convencionales.

La presente invención proporciona un ensamblaje de embrague construido y dispuesto para acoplar un miembro de polea a un eje cuando es energizado un ensamblaje de bobina electromagnética. El ensamblaje de embrague incluye un cubo, un disco de inducido, una estructura transmisora de torsión, y una estructura resiliente axialmente comprimible. El cubo tiene una porción de manguito y una porción de brida, estando la porción de brida fijada a la porción de manguito, y estando la porción de manguito construida y dispuesta para ser acoplada para su accionamiento motriz al eje. El disco de inducido está operativamente asociado con el cubo, estando el disco de inducido axialmente separado del miembro de polea cuando es energizado el ensamblaje de bobina magnética, y pudiendo desplazarse axialmente para conectar con el miembro de polea cuando es energizado el ensamblaje de bobina electromagnética. La estructura transmisora de torsión transmite el movimiento torsional del disco de inducido a la porción de brida del cubo, y de ahí a la porción de manguito del cubo. La estructura resiliente axialmente comprimible presiona el disco de inducido separándolo axialmente del miembro de polea, estando la estructura resiliente axialmente comprimible construida y dispuesta para ser axialmente comprimida para permitir que el disco de inducido se desplace hasta conectar con el miembro de polea y de esta forma permitir que el disco de inducido sea rotatoriamente accionado por el miembro de polea y con ello permitir que el disco de inducido transmita la rotación del miembro de polea a través de la estructura transmisora de torsión al cubo y al eje para accionar el componente en respuesta a la activación del ensamblaje de bobina electromagnética. El cubo está en contacto con, pero desprovisto de cualquier conexión, respecto de la estructura transmisora de torsión y de la estructura resiliente axialmente comprimible.

Otros objetos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto mediante la descripción detallada subsecuente y las reivindicaciones adjuntas, en las que se describirán las formas de realización preferentes.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de un plano a través de y paralelo a un eje geométrico del eje accionado de rotación sobre el cual está montado un ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 de la Fig. 1;

la Fig. 3 es una vista en sección transversal similar a la de la Fig. 2, pero de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención;

la Fig. 4 es una vista en sección transversal similar a la de la Fig. 2, pero de acuerdo con una tercera forma de realización de la presente invención;

la Fig. 5 es una vista en sección transversal parcial de un ensamblaje de embrague usado en conjunción con un ensamblaje de polea idéntico a la de la Fig. 1, de acuerdo con una cuarta forma de realización de la presente invención;

la Fig. 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Fig. 5;

la Fig. 7 es una vista en sección transversal de un ensamblaje de embrague usado en conjunción con un ensamblaje de polea idéntico al de la Fig. 1, de acuerdo con la quinta forma de realización de la presente invención y tomada a lo largo de la línea 7-7 de la Fig. 8;

la Fig. 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 de la Fig. 7; y

la Fig. 9 es una vista en despiece ordenado de la quinta forma de realización de la presente invención ilustrada en las Figs. 7 y 8.

Descripción detallada de la invención

En la Figura 1 se muestra un ensamblaje electromagnético de embrague y polea indicado genéricamente con el número de referencia 10. El ensamblaje 10 incluye un ensamblaje de polea 13 y un ensamblaje electromagnético de embrague 16. El ensamblaje de polea 13 incluye un miembro de polea 14, que es accionado para su rotación mediante una correa flexible (no mostrada). El ensamblaje de embrague 16 está situado para acoplar el miembro de polea a un eje de entrada 12 de un componente del vehículo (en esta forma de realización, un compresor de aire acondicionado) que va a ser accionado.

En la forma de realización mostrada, el miembro de polea 14 tiene una pared interior cilíndrica 15 que monta sobre el miembro de polea 14 de un ensamblaje de cojinete de bolas 18. El ensamblaje de cojinete de bolas está, a su vez, montado sobre la carcasa o envuelta 20 del componente que va a ser accionado. El miembro de polea 14 tiene varias ranuras en V a lo largo de la pared exterior genéricamente cilíndrica 17 de aquélla para engranar con los dientes de una correa accionadora. Además, el miembro de polea 14 está construido y dispuesto para definir una cavidad 26 existente entre las paredes 15 y 17 la cual recibe una bobina electromagnética fija 28, la cual es susceptible de cooperar funcionalmente con el ensamblaje de embrague 16. Entre el miembro de polea 14 y la bobina 28 se dispone un huelgo para permitir la rotación libre del miembro de polea con respecto a la bobina encerrada 28. El miembro de polea 14 comprende asimismo una superficie de fricción anular 30 que se extiende radialmente entre las paredes 15 y 17. La superficie de fricción 30 coopera con el ensamblaje de embrague 16 como podrá apreciarse más adelante.

El ensamblaje de embrague 16 está montado sobre el eje de entrada 12 y está fijado para su rotación con el mismo. Más concretamente, el ensamblaje de embrague 16 incluye un cubo central 32 que tiene una porción de manguito 34, el cual encaja por deslizamiento en el extremo del eje de entrada 12. El eje de entrada 12 tiene unas ranuras separadas en círculo 36 que se extienden en paralelo con el eje geométrico longitudinal del eje 12 y de las correspondientes aristas de conexión 38 dispuestas en la superficie interior de la porción de manguito 34 para bloquear rotatoriamente el cubo 32 y el entero ensamblaje de embrague 16 para su rotación con el eje de entrada 12. El ensamblaje de embrague 16 está sujeto al eje de entrada 12 mediante un perno de montaje roscado 40 alojado dentro de un calibre roscado 42 situado en el extremo del eje de entrada 12. Una arandela anular 42 coopera con el perno de montaje 40 para bloquear rotatoriamente el eje de entrada 12 con el ensamblaje de embrague 16.

El cubo 32 tiene una porción de brida que se extiende radialmente hacia afuera 44 la cual se extiende radialmente hacia afuera desde el extremo de la porción de manguito 34. El borde periférico 46 de la porción de brida 44 está dispuesto encajando con la superficie interior 48 de un acoplamiento del par motor anular 50. Esta conexión es de un tipo que permita el movimiento deslizante axial del acoplamiento del par motor 50 de acuerdo con lo que se describirá más adelante con mayor detalle. Alternativamente, hay una relación de ligero ajuste con huelgo entre el borde exterior 46 del cubo 32 y la superficie interior 48 del acoplamiento del par motor 50 a lo largo de la interconexión periférica entre ambas superficies para permitir un movimiento relativo limitado del acoplamiento del par motor 50 al cubo 32 en dirección axial.

El miembro de acoplamiento del par motor 50 está hecho de un material no magnético, y está preferentemente moldeado a partir de un compuesto de la familia del nailon, como por ejemplo ZYTEL^{TM}. El miembro 50 de acoplamiento del par motor opera en conjunción con el accionador 54 del muelle de compresión para constituir un ensamblaje 69 de acoplamiento del par motor para transmitir fuerzas torsionales entre el cubo 32 y el inducido 60. Así, el ensamblaje 69 de acoplamiento del par motor está hecho a partir de una combinación de materiales ferríticos y no ferríticos para aislar la zona magnética de efectos indeseables ocasionados por la proximidad de una estructura ferrítica de un accionador 54 de un muelle de compresión anular, el cual solapa una porción de una estructura ferrítica del cubo 32 en una dirección radialmente hacia adentro a partir de las superficies de encaje 46 y 48.

El acoplamiento 50 del par motor puede tener su superficie 48 provista de un material metálico u otro material resistente a la fricción para evitar el desgaste del acoplamiento 50.

El acoplamiento 50 del par motor tiene una configuración que encaja el accionador 54 del muelle de compresión anular y un disco de inducido anular 60. El disco de inducido 60 tiene una pluralidad de hendiduras arqueadas separadas circularmente que dividen la corriente de flujo magnético en dos zonas para multiplicar las fuerzas de atracción magnéticas suministradas por la bobina electromagnética 28 cuando la corriente fluye a través de ella. Las hendiduras arqueadas 61 proporcionan asimismo un paso de ventilación que conecta las superficies de fricción 30, 84 con el aire exterior.

El acoplamiento 50 del par motor tiene una superficie exterior anular encarada radialmente hacia afuera 62 que encaja con una superficie interior anular 64 del accionador 54 del muelle de compresión.

Puede apreciarse en la Figura 2 que el borde exterior 46 de la porción de brida 44 del cubo 32 tiene una configuración irregular que está alojada dentro de y encaja con la superficie interior 48 del acoplamiento 50 del par motor en forma de transmisión del par motor. Más concretamente, cualquier movimiento rotacional transmitido al acoplamiento 50 del par motor es a su vez transmitido al cubo 32. En la forma de realización mostrada, la interconexión entre el cubo 32 y el acoplamiento 50 del par motor comprende una configuración genéricamente triangular que incluye tres bordes planos 66 y tres bordes arqueados de interconexión 68. De modo similar, la superficie radialmente exterior 62 del acoplamiento 50 del par motor y la superficie interior contigua 64 del accionador 54 del muelle de compresión están en conexión periférica y tienen una configuración irregular que permite que el accionador 54 del muelle de compresión quede fijado para su rotación con el acoplamiento 50 del par motor, de forma que cualquier entrada rotacional al accionador 54 del muelle de compresión es transmitida al acoplamiento 50 del par motor. Como en la interconexión entre el cubo 32 y el acoplamiento 50 del par motor, la interconexión entre el acoplamiento 50 del par motor y el accionador 54 del muelle de compresión, tiene una configuración genéricamente triangular que incluye tres superficies de interconexión rectas 70, y tres superficies de interconexión 72, intervinientes o interrelacionadas.

El accionador 54 del muelle de compresión tiene una brida exterior o periférica 80 que está preferentemente soldada o fijada de otra forma a la superficie encarada axialmente hacia afuera 82 del disco de inducido 60. El accionador 54 del muelle de compresión está preferentemente soldado al disco de inducido 60 por un procedimiento de soldadura por descarga de condensador que generaliza la concentración térmica localizada que no afecta a los componentes que rodean el ensamblaje de embrague 16. El disco de inducido 60 tiene una superficie de fricción anular 84 que es opuesta a la superficie citada 82.

La superficie de fricción 84 está perpendicularmente separada de la superficie de fricción 30 del miembro de polea 14 por un huelgo 86.

Como se muestra, un miembro 90 del muelle de compresión está dispuesto entre la porción de brida 44 del cubo 32 y el accionador 54 del muelle de compresión para presionar el accionador 54 del muelle de compresión y el disco de inducido 60 conectado con aquél en una dirección axial alejada del miembro de polea 14. Como resultado de ello, el huelgo 86 existente entre las superficies 84 y 30 se mantiene a través del miembro 90 del muelle. El miembro 90 del muelle de compresión resulta precomprimido entre el accionador 54 del muelle de compresión y el cubo 32, de forma que el accionador 54 del muelle de compresión queda prefijado a una distancia axial predeterminada respecto de la porción de brida 44 del cubo 32, al quedar limitado por el encaje entre la superficie 45 de la brida 44 y la superficie 51 del acoplamiento 50 del par motor.

El acoplamiento 50 del par motor tiene también una superficie plana 53 situada en el lado opuesto del acoplamiento 50 del par motor con respecto a la superficie 51. Las superficies 51 y 53 están moldeadas para situarse paralelas entre sí, siendo también paralelas a la superficie inferior 45 del cubo 32 en la configuración ensamblada. Estas superficies paralelas son perpendiculares al eje geométrico del eje 12.

El huelgo 86 puede minimizarse y mantenerse con precisión como resultado del hecho de que las superficies paralelas precisas 45, 51 y 53 se emplean por parte del miembro 90 del muelle para presionar el disco de inducido 60. El disco de inducido 60 está rectificado para presentar unas superficies planas 82, 84 que son también paralelas a las superficies 41, 51, 53; y paralelas también a la superficie de fricción 30. Además, la exactitud de las superficies paralelas que se desplazan en dirección axial puede mantenerse porque, aunque el miembro 90 del muelle funciona para oponerse al movimiento axial del disco de inducido 60 del ensamblaje de embrague 16 para su conexión de transmisión del par motor con la polea 14, no funciona en la transmisión del par motor del ensamblaje de embrague 16 entre la polea 14 y el eje 12 cuando el ensamblaje de embrague 16 es activado. Así, la presión axial del miembro de muelle 90 no está distorsionada por ningún requerimiento torsional del mismo de modo que la relación del muelle de compresión puede sintonizarse para satisfacer los específicos requerimientos sin afectar a la función torsional.

En la forma de realización preferente mostrada, el miembro de muelle 90 es una junta tórica de caucho resiliente. El accionador 54 del muelle de compresión está dispuesto en relación de superposición con el miembro de muelle 90 y tiene un borde radialmente interno que proporciona acceso al perno de montaje 40 empleado para fijar el ensamblaje de embrague 16 al eje motriz 12. El miembro de muelle 90 puede también estar hecho de acero para flejes.

A continuación se describirá el funcionamiento del ensamblaje electromagnético de embrague y polea 10.

En la configuración mostrada en la Figura 1, el miembro de polea 14 no está rotatoriamente acoplado con el eje de entrada 12. Tras el suministro de la oportuna corriente a través de la bobina electromagnética 28 para activar el ensamblaje de embrague 16, sin embargo, el disco de inducido 60 será atraído por la fuerza magnética generada por la corriente a través de la bobina 28. Como resultado de ello, la superficie de fricción 84 del disco de inducido 60 y la superficie de fricción 30 del miembro de polea 14 entrarán en conexión mutua. Más concretamente, el disco de inducido 60 se desplazará axialmente hacia adentro en dirección al miembro de polea 14, superando la presión del miembro de muelle 90. El miembro de muelle 90 es comprimido, y la superficie 48 del acoplamiento 50 del par motor es deslizado a lo largo del borde 46 del cubo 32 hasta que la superficie de fricción 84 del disco de inducido 60 encaja con la superficie de fricción 30 del miembro de polea 14, eliminando así el huelgo 86. El encaje friccional entre la superficie 84 y la superficie 30 hace que el miembro de polea 14 quede rotatoriamente acoplado con el eje 12, de modo que el movimiento rotacional conferido al miembro de polea 14 por una correa motriz será transmitido al eje de entrada 12 a través del ensamblaje de embrague 16.

La construcción de la presente invención tiene muchas características ventajosas. En primer lugar, debe señalarse que son relativamente pocos los componentes requeridos para fabricar el ensamblaje de embrague 16. Estos componentes incluyen el disco de inducido 60, el accionador 54 del muelle de compresión, el acoplamiento 50 del par motor, el cubo 32 y el miembro de muelle 90.

Una ventaja adicional es que el huelgo 86 entre las superficies de fricción 84 y 30 puede minimizarse, pero al tiempo mantenerse de modo preciso. Más concretamente, el miembro de muelle 90 presiona el disco de inducido 60 manteniéndolo alejado de la superficie de fricción 30, pero resulta limitado por la conexión de una superficie inferior encarada axialmente 45 de la porción de brida 44 con una superficie paralela, encarada axialmente 51 del acoplamiento 50 del par motor. Además, el ensamblaje de embrague 16 puede fabricarse de forma precisa y sin remaches para mantener un huelgo mínimo preciso 86. El pequeño huelgo 86 evita que, en el área de conexión friccional entre las superficies 84 y 30, entren grandes y potencialmente dañosas partículas contaminantes de la carretera, como por ejemplo sal, polvo y suciedad.

Como beneficio adicional, debido al pequeño huelgo dispuesto, requiriendo por tanto menos distancia de desplazamiento para la conexión de las superficies de fricción 84 y 30, el tiempo de conexión de las superficies de fricción 84 y 30 se reduce. Además, debido a que se reduce el tiempo de desplazamiento de la conexión de las superficies de fricción, y que el impacto de la conexión friccional se amortigua mediante el miembro de muelle 90, el ruido que se genera es relativamente pequeño cuando la superficie de fricción 84 es desplazada para su conexión con la superficie de fricción 30.

Este estrecho huelgo también se posibilita por el hecho de que puede fabricarse un ensamblaje 16 de embrague muy preciso sin los inconvenientes de las variaciones de tamaño inherentes a los diseños anteriores que utilizan un muelle elastómero moldeado que se vulcaniza o une a las bridas metálicas. También se eliminan los efectos del grosor irregular de los amortiguadores de caucho, o la distorsión procedente del remachado como en los ensamblajes de embrague convencionales.

El miembro de muelle 90 proporciona también una ventaja en el sentido de que forma un cierre estanco entre el accionador de muelle 54 y el cubo 32 para evitar que cualquier materia contaminante concreta alcance el ajuste con huelgo entre el borde 46 del cubo 32 y la superficie 48 del acoplamiento 50 del par motor. Así, las materias contaminantes no pueden alcanzar los componentes internos del ensamblaje 10.

La Figura 3 es una vista en sección transversal similar a la Figura 2, pero que muestra una forma de realización alternativa de la presente invención. La Figura 3 muestra un ensamblaje electromagnético de embrague y polea 110, que incluye un ensamblaje de embrague 116 fijado a un eje motriz (no mostrado) por un perno de montaje 140 y una arandela 142. El ensamblaje de embrague 116 incluye un disco de inducido 160 que tiene una pluralidad de ranuras arqueadas espaciadas circularmente 119. Un accionador de muelle de compresión 154 tiene una pared anular que se extiende axialmente 155. La pared 155 tiene una superficie interior encarada radialmente hacia adentro 164, genéricamente cilíndrica, con la excepción de una porción plana 165.

Un acoplamiento del par motor 150 se aloja dentro de este accionador de muelle de compresión 154 para quedar rotatoriamente acoplado con el mismo, como en la primera forma de realización. El acoplamiento del par motor 150 tiene una porción de superficie encarada radialmente hacia afuera genéricamente cilíndrica 162 que encaja con la porción de superficie genéricamente cilíndrica 164 del accionador de muelle 154. El acoplamiento del par motor 150 tiene también una porción de superficie plana encarada radialmente hacia afuera 163 que encaja con la porción de superficie plana 165 del accionador de muelle 154.

La porción de superficie plana 163 del acoplamiento del par motor 150 tiene un rebajo 151 donde se aloja un amortiguador resiliente 152, preferentemente de caucho. Un cubo 132 montado en el eje tiene la porción de brida anular 144 del mismo provista de una interrupción en su borde exterior genéricamente circular 146, para suministrar un par de bordes planos 147 que se encuentran en un punto adyacente 149. Los bordes planos 147 cooperan con las porciones planas adyacentes del accionador de muelle 144 para definir un rebajo 171 en el que se aloja el amortiguador 152. El punto 149 de la brida 144 encaja en todo momento con el amortiguador 152.

El acoplamiento del par motor 150 tiene una porción de superficie interna genéricamente cilíndrica 148 que encaja con la porción del borde circular periférico 146 de la porción de brida 144 del cubo 132.

Un miembro de muelle de compresión 190 funciona de forma muy parecida a la de la primera forma de realización, y el ensamblaje de embrague 116 está fijado a un eje de entrada (no mostrado) por un perno de montaje 140.

En la forma de realización de la Fig. 3, puede apreciarse que se permite un movimiento rotacional relativo limitado entre el disco de inducido 160 y el cubo 132 en cualquier dirección hasta que el amortiguador 152 es comprimido por uno de los bordes planos 157 proporcionalmente con el par motor aplicado dependiendo de la fuerza de la dirección del movimiento rotacional ejercida sobre el amortiguador (la fuerza ejercida sobre el amortiguador es neutra en la Fig. 3). El ligero movimiento relativo proporciona una transición del par motor más suave durante el enganche y desenganche del embrague, para reducir el desgaste del sistema.

Finalmente, la Figura 4 muestra una tercera forma de realización de un ensamblaje electromagnético de embrague y polea 210. En esta forma de realización, el acoplamiento del par motor 250, la brida de cubo 244, y las porciones de engranaje rotacionales del accionador de muelle de compresión 254, tienen una configuración de engranaje del par motor alternativa, más concretamente, la brida de cubo 244 tiene dos superficies planas opuestas 245 y 246, así como dos superficies arqueadas opuestas 247 y 248. Las superficies planas 245, 246 de la brida 244 engranan con las superficies planas correspondientes 255, 256 del acoplamiento del par motor circundante 250. Además, las superficies arqueadas 247, 248 de la brida 244 engranan con las correspondientes superficies arqueadas 252 y 257 del acoplamiento del par motor 250 para acoplar rotatoriamente estos dos elementos.

El acoplamiento del par motor 250 tiene una superficie periférica o exterior genéricamente circular o cilíndrica, con un borde plano único 262. Este borde plano 262 engrana con un borde plano adyacente 264 del accionador de muelle de compresión 254 para acoplar rotacionalmente el accionador de muelle de compresión 254 con el acoplamiento del par motor 250.

En las Figuras 5 y 6 se muestra una cuarta forma de realización de la presente invención. Por razones de simplicidad, la Figura 5 ilustra sólo la porción del ensamblaje de embrague del sistema, designado genéricamente con el número de referencia 316, entendiéndose que este ensamblaje de embrague 316 se utilizará en conjunción con un ensamblaje de polea que tenga unos devanados internos de la bobina como se ilustra en el número de referencia 13 de la Fig. 1.

El ensamblaje de embrague 316 está construido y dispuesto para su montaje en un eje de entrada (no mostrado en la Fig. 5) y fijado para su rotación con el mismo. Más concretamente, el ensamblaje de embrague 316 incluye un cubo de aluminio o acero central 332 que tiene una porción de manguito 334 que proporciona un montaje de encaje de interferencia para bloquear rotatoriamente el eje con el ensamblaje de embrague 316. Como en la primera forma de realización, es preferente que el eje de entrada tenga unas ranuras separadas circularmente que se extiendan paralelas con el eje geométrico longitudinal del eje y engranen con las correspondientes aristas 338 dispuestas en la superficie interior de la porción de manguito 334 para bloquear rotatoriamente el cubo 32 y el entero ensamblaje de embrague 316 para su rotación con el eje de entrada.

El cubo 332 tiene una porción de brida que se extiende radialmente hacia afuera 344 que se extiende radialmente hacia afuera desde la porción de manguito 334. Una porción de brida metálica genéricamente triangular 343 (preferentemente de acero o aluminio) está fijada, por ejemplo, mediante soldadura a una superficie exterior o superior de la porción de brida 344. La brida 343 tiene una porción de base que se extiende radialmente 342 y una porción de pared que se extiende axialmente hacia afuera 340. El borde radialmente hacia adentro de la porción de base que se extiende radialmente 342 se apoya en la porción de manguito cilíndrica 334 del cubo 332. La porción de pared que se extiende axialmente hacia afuera 340 tiene una configuración anular cuya mejor descripción sería la de genéricamente triangular, pero con esquinas relativamente extendidas arqueadas o curvadas. Esto puede apreciarse de forma óptima en la Fig. 6, la cual es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Fig. 5. Como se ilustra en la Fig. 6, la porción de pared 340 de la brida 343 puede considerarse que tiene tres porciones de pared rectas 335 y tres porciones arqueadas intermedias 336. Debe entenderse que tanto el cubo 332 como la brida 343 pueden estar fabricadas como una pieza única sin ningún tipo de unión (soldadura) entre ellas.

La superficie encarada radialmente hacia afuera 346 de la porción de pared 340 está dispuesta engranando con la superficie interior 348 de un acoplamiento del par motor anular 350. Este encaje se efectúa de tal modo que permita el movimiento deslizante axial del acoplamiento del par motor 350 con la superficie 346 de la brida 343 del cubo como se describirá con mayor detalle más adelante. Alternativamente, hay una relación de ligero encaje con huelgo entre el borde exterior 346 del cubo 332 y la superficie interior 348 del acoplamiento del par motor 350 a lo largo de la interconexión periférica existente entre ellos para permitir el movimiento relativo limitado del acoplamiento del par motor 350 al cubo 332 en dirección axial con una fricción implicada muy baja.

Como en las formas de realización anteriores, el acoplamiento del par motor 350 está hecho de un material no magnético, y es preferentemente moldeado a partir de un compuesto de la familia del nailon, como por ejemplo ZYTEL^{TM}. El miembro de acoplamiento del par motor 350, junto con la brida 343 del cubo, el amortiguador resiliente 352 y el accionador de muelle 354 constituyen un ensamblaje de acoplamiento del par motor 369 para transmitir la rotación desde el cubo 332 al inducido 360. Debe apreciarse que el ensamblaje de acoplamiento del par motor 369 está hecho con una combinación y configuración concretas de materiales ferríticos y no ferríticos para aislar la zona magnética de los efectos indeseables surgidos por el contacto o proximidad íntima de los componentes ferríticos encajados en una relación torsional, axialmente deslizable con la placa 360 de inducido.

El acoplamiento del par motor 350 puede tener su superficie 348 provista de un material metálico u otro resistente a la fricción para evitar el desgaste del acoplamiento 350.

Un amortiguador resiliente 352, preferentemente hecho de material de caucho, está dispuesto entre el acoplamiento del par motor 350 y una pared radialmente exterior que se extiende axialmente 351 del accionador de muelle 354. Como puede apreciarse en la Fig. 6, el acoplamiento del par motor 350, el amortiguador resiliente 352 y la pared exterior 351 del accionador de muelle tienen cada uno genéricamente la misma forma anular que la forma triangular antes mencionada con esquinas arqueadas de la porción de pared 340 del anillo de retención 343.

El amortiguador resiliente tiene alturas cambiantes, como se observa en la Fig. 5. Más concretamente, hacia el lado derecho de la Fig. 5, donde el amortiguador tiene una extensión anular sustancialmente recta como se aprecia en la Fig. 6, el amortiguador tiene una altura que se extiende verticalmente entre la pared superior 349 del accionador de muelle 354 y un escalón anular 391 dispuesto en el acoplamiento del par motor. Alternativamente, esta porción del amortiguador puede extenderse entre la pared superior 349 y el escalón formado en el mismo disco de inducido 360.

Por otro lado, hacia el lado izquierdo de la Fig. 5, donde el amortiguador 352 tiene una extensión anular sustancialmente arqueada, como se aprecia en la Fig. 6, el amortiguador tiene una altura que se extiende sólo parcialmente desde la pared 349 hacia el disco de inducido 360, con porciones del acoplamiento del par motor 350 que se extienden por debajo del amortiguador 352 hasta directamente encajar con la superficie encarada radialmente hacia adentro de la pared exterior 351 del accionador de muelle 354. Puede así apreciarse que el amortiguador 352 tiene tres zonas de altura mayor 355 (a lo largo de una parte de cada una de las porciones del mismo) y tres zonas intermedias de menor altura 357 (a lo largo de las porciones arqueadas del mismo).

Preferentemente, las zonas de menor altura 357 están ligeramente precomprimidas para presionar el acoplamiento del par motor 350 alejándolo de la pared 349 del accionador de muelle 354, de forma que (como se observa en la Fig. 5) una porción de la superficie anular encarada axialmente hacia abajo del acoplamiento del par motor 350 encaja con una porción de la superficie anular encarada axialmente hacia arriba del inducido 360 al nivel de la interconexión de la superficie anular indicada con el número de referencia 359. La fricción forzada entre el acoplamiento del par motor 350 y el inducido 360 al nivel de la interconexión 359 proporciona una amortiguación contra la vibración torsional de frecuencia resonante que puede generarse en el sistema, como por ejemplo en el cubo 332 o en el inducido 360.

El acoplamiento del par motor 350, las áreas de la superficie interior adyacentes de la pared del accionador de muelle de compresión 351, y el amortiguador resiliente 352 situado entre ellas tienen todos una configuración interconectada que permite que el accionador de muelle de compresión 354 se acople para su rotación con el acoplamiento del par motor 350, de forma que cualquier entrada rotacional al accionador de muelle de compresión 354 sea transmitida al acoplamiento del par motor 350.

Como en la interconexión entre la brida de cubo 343 y el acoplamiento del par motor 350, la interconexión entre el acoplamiento del par motor 350 y el accionador de muelle de compresión 354 y el amortiguador intermedio 352 es preferentemente de una configuración genéricamente triangular, incluyendo tres superficies de interconexión rectas y tres superficies intermedias o de interconexión arqueadas. Se permite un cierto movimiento torsional relativo limitado entre el accionador de muelle 354 y el acoplamiento del par motor 350 en cualquier dirección permitida por la compresión del amortiguador resiliente intermedio a lo largo de las porciones rectas de la interconexión. Las porciones arqueadas de interconexión entre el accionador de muelle 354, el acoplamiento del par motor 350 y el amortiguador resiliente 352 permite una ligera conexión deslizante relativa entre las superficies arqueadas de contacto del acoplamiento del par motor 350 y la pared 351 del accionador de muelle, de forma que las porciones rectas adyacentes de entrada del acoplamiento del par motor comprimen el amortiguador intermedio 352 contra las porciones rectas contrarias de la pared del accionador de muelle antes de la transmisión del par motor. Esto amortigua los efectos transmisores de torsión entre el accionador de muelle 354 y el acoplamiento del par motor 350. Este ligero movimiento relativo proporciona una transición del par motor durante el encaje y desencaje del embrague, para reducir el desgaste del sistema. Debe apreciarse que el amortiguador 352 proporciona este efecto de amortiguación mediante compresión del material de caucho por oposición a los efectos de transmisión directos. Esto prolonga la vida de este miembro amortiguador de la torsión.

El disco de inducido 360 tiene una pluralidad de hendiduras arqueadas espaciadas circularmente 361 que dividen la corriente de flujo magnético en zonas que multiplican las fuerzas de atracción suministradas por la bobina electromagnética del ensamblaje de polea cuando la corriente fluye a través de ella. Las hendiduras arqueadas 361 (algunas veces designadas como hendiduras polares, brechas de división de los campos, hendiduras de campos, etc.) proporcionan también un paso de ventilación que conecta las superficies de fricción entre el inducido y la polea con el aire exterior.

El accionador de muelle 354 está también provisto de una pluralidad de aberturas 362 donde se alojan unas correspondientes proyecciones 363 conformadas en el disco de inducido para proporcionar un acoplamiento rotatorio adicional entre ellas. Las proyecciones 363 sirven como remaches para jalonar o fijar la brida 380 al inducido 360. En una forma de realización prevista alternativa, la brida 380 del accionador de muelle 354 puede estar soldada a la superficie 382 del inducido.

La construcción de la presente invención proporciona una construcción radial muy compacta para acoplar rotatoriamente el cubo 332 con el inducido y para permitir el movimiento axial del inducido. Concretamente, como se aprecia en la Fig. 5, todos los componentes que llevan a cabo estas funciones están radialmente contenidos dentro de las zonas radialmente más interiores 361 de división del flujo magnético. Debe apreciarse que estas zonas de división del flujo magnético no necesitan estar limitadas a intervalos de aire, pero pueden presentar cualquier construcción conocida, como por ejemplo estar cargados con cualquier material no magnético.

Puede apreciarse en la Figura 6 que la superficie encarada radialmente hacia afuera 346 de la brida de cubo 343 tiene una configuración irregular que encaja con la superficie interior 348 del acoplamiento del par motor 350 en forma de transmisión del par motor. Como resultado de ello, cualquier movimiento rotacional transmitido al acoplamiento del par motor 350 es a su vez transmitido al cubo 332 conectado a la brida 343. En la forma de realización mostrada, la interconexión entre la brida de cubo 343 y el acoplamiento del par motor 350 comprende una configuración genéricamente triangular que incluye unas superficies arqueadas y rectas alternantes. En la forma de realización preferente mostrada, se disponen tres bordes de superficies rectas y tres superficies arqueadas intermedias.

El accionador de muelle de compresión 354 tiene una brida periférica o exterior 380 que se suelda a la superficie encarada axialmente hacia afuera 382 del disco de inducido 360. El accionador de muelle de compresión 354 está preferentemente soldado al disco de inducido 360 por un procedimiento de soldadura por descarga de soldador que generaliza la concentración térmica localizada sin afectar a los componentes circundantes del ensamblaje de embrague 316. El disco de inducido 360 tiene una superficie de fricción anular 384 opuesta a la mencionada superficie 382. La superficie de fricción 384 está perpendicularmente separada de la superficie de fricción 30 del miembro de polea por un huelgo, como en la primera forma de realización.

Como se muestra en el dibujo, un miembro de muelle de compresión anular 390 está dispuesto entre la superficie encarada radialmente hacia adentro 385 de la porción de pared 340 del miembro de retención 343 y una brida anular dispuesta radialmente hacia adentro 387 del accionador de muelle de compresión 354. El muelle está holgadamente dispuesto alrededor de la brida anular 387, la cual actúa simplemente como localizador del muelle 390. El muelle 390 está anularmente separado alrededor de su periferia respecto de la porción de pared 340. Tanto la brida anular 387 como el miembro de muelle de compresión anular encajado a su alrededor preferentemente tienen una forma anular hexagonal. En la forma de realización preferente, el miembro de muelle 390 está hecho de un material de caucho, resiliente.

El muelle de compresión 390 presiona el accionador de muelle de compresión 354 y el disco de inducido 360 conectado con él en dirección axial alejada del miembro de polea asociado. Como resultado de ello, el huelgo entre la superficie de fricción de la polea y la superficie de fricción 384 del inducido se mantiene mediante el miembro de muelle 390. El miembro de muelle de compresión 390 resulta precomprimido entre el accionador del muelle de compresión 354 y el miembro de retención de cubo 343 fijado al cubo 332, de forma que el accionador de muelle de compresión 354 queda prefijado a una distancia axial predeterminada respecto del borde superior de la pared vertical 340 de la brida de cubo 343, al quedar limitado por la conexión entre la porción de base 343 de la brida de cubo 343 y la superficie plana subyacente del acoplamiento del par motor 350. El acoplamiento del par motor 350 tiene también otra superficie plana opuesta y paralela a la mencionada superficie plana, y que está en el lado opuesto del acoplamiento del par motor 350. Las superficies planas están moldeadas para quedar paralelas no sólo entre sí, sino también a la superficie encarada de la porción de base 342 de la configuración ensamblada. Estas superficies paralelas son perpendiculares al eje geométrico del eje que va a ser accionado.

El huelgo entre la polea y el inducido puede minimizarse y mantenerse de forma precisa como resultado de las superficies paralelas mencionadas y del muelle 390 según lo descrito en la primera forma de realización.

Además, la exactitud de las superficies paralelas de desplazamiento en la dirección axial puede mantenerse porque, aunque el muelle 390 funciona para ofrecer resistencia al movimiento axial del disco de inducido 360 del ensamblaje de embrague 316 para su conexión de transmisión del par motor con la polea, no funciona en la transmisión del par motor del ensamblaje de embrague 316 entre la polea y el eje cuando es activado el ensamblaje de embrague. Así, la presión axial del muelle 390 no resulta distorsionada por cualquier requerimiento torsional del mismo.

Debe destacarse que los tres pequeños huelgos radiales G entre la superficie radialmente exterior del muelle 390 y las tres porciones de pared rectas de la pared vertical 340 son suficientemente grandes para impedir que el muelle 390 contacte con la pared vertical 340 cuando el muelle 390 se pandea ligeramente en sentido radial durante la compresión axial del mismo cuando el embrague es conectado.

Característica importante es que, dado que el muelle 390 no funciona en ningún sentido como transmisión del par motor entre la polea y el cubo 332, el muelle 390 puede ajustarse con gran precisión axialmente para 1) reducir el impacto axial de la conexión entre la superficie de fricción 384 y la superficie de fricción adyacente de la polea, y 2) incrementar la velocidad de desconexión entre dichas superficies de fricción. El incremento de la velocidad de desconexión reduce el ruido que en otro caso se deriva del magnetismo residual retardatorio de la separación de las superficies de fricción y el frotamiento resultante de dichas superficies. La reducción del impacto axial reduce también el ruido durante la conexión.

Debido a que la transmisión del par motor es independiente de la compresión axial del muelle 390, el muelle no necesita ser diseñado para adaptarse a la desviación o compresión de la transmisión torsional. Como resultado de ello, el muelle 390 puede ser menos robusto, y en consecuencia más pequeño en cuanto a su dimensión axial. Así, el entero ensamblaje de embrague 316 puede fabricarse axialmente más pequeño, lo mismo que radialmente, de acuerdo con lo anteriormente expuesto.

A continuación se describirá el funcionamiento del ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con esta forma de realización.

Con el suministro de la corriente apropiada a través de la bobina electromagnética del ensamblaje de polea, el disco de inducido 360 será atraído por la fuerza magnética generada. Como resultado de ello, la superficie de fricción 380 del disco de inducido 360 y la superficie de fricción adyacente del miembro de polea encajarán entre sí. Más concretamente, el disco de inducido 360 se desplazará axialmente hacia adentro en dirección al miembro de polea, superando la presión del miembro de muelle 390. El miembro de muelle 390 resulta adicionalmente comprimido desde su estado precomprimido, y la superficie 348 del acoplamiento del par motor 350 se desliza a lo largo de la superficie 346 de la brida de cubo 343 hasta que la superficie de fricción 384 del disco de inducido 360 es desplazado hasta conectar con la superficie de fricción del miembro de polea. El miembro de polea resulta así rotatoriamente acoplado con el eje asociado, de forma que el movimiento rotatorio conferido al miembro de polea por una correa motriz será transmitido al eje de entrada a través del ensamblaje de embrague 316.

En esta forma de realización, como en la primera forma de realización, debe nuevamente destacarse que son relativamente pocos los componentes de fabricación requeridos. Además, el huelgo entre las superficies de fricción 384 y el de la polea adyacente puede minimizarse y mantenerse con precisión. Además, el ensamblaje de embrague 316 no incorpora remaches y puede fabricarse con precisión para mantener dicho huelgo mínimo preciso, reduciendo así la distancia de desplazamiento y el ruido de conexión de las superficies de fricción. Nuevamente aquí, debido a que no se incorpora ningún muelle elastómero que resulte vulcanizado o aglomerado a las bridas metálicas, no puede tener lugar ninguna variación dimensional o fallo potencial por la desunión de dicho muelle.

El miembro de muelle 390 proporciona también una ventaja en el sentido de que constituye un cierre estanco entre el accionador de muelle 340 y el cubo 332 para evitar que cualquier partícula contaminada concreta alcance los componentes internos del ensamblaje.

De modo similar, el amortiguador elastómero 352 proporciona la función de cierre estanco entre el accionador de muelle 354 y el acoplamiento del par motor 350.

En las Figuras 7 a 9 se muestra una quinta forma de realización de la presente invención. Por razones de simplicidad, estas figuras ilustran únicamente la porción de ensamblaje de embrague del sistema, genéricamente indicada con el número de referencia 416, entendiéndose que este ensamblaje de embrague 416 debe usarse en conjunción con un ensamblaje de polea 13 que tiene unos devanados de bobina internos, según se ilustra en la Fig. 1.

La quinta forma de realización ilustrada en las Figs. 7 a 9 es sustancialmente similar a las formas de realización anteriores, y en consecuencia, únicamente se indicarán las diferencias significativas de esta forma de realización.

Como se muestra, el ensamblaje de embrague 416 incluye un cubo de aluminio o acero central 432. Como en la cuarta forma de realización, el cubo 432 es una construcción preferentemente de dos piezas, que incluye una primera porción principal 433, y un segundo miembro embridado 443 soldado a la porción de brida 444 de la primera porción principal 433. La porción principal 433 tiene una porción de manguito 436 para ser acoplada a un eje y una porción de brida que se extiende radialmente hacia afuera 444 que forma cuerpo con la porción de manguito 436.

Con referencia a la Fig. 9, puede apreciarse que el ensamblaje de embrague 416 incluye un disco de inducido 460 que tiene unas hendiduras divisoras de los campos magnéticos arqueadas 461. El borde radialmente más interior de la superficie superior del disco de inducido 460 define un resalto anular rebajado 428.

Un miembro separador 430 está preferentemente conformado de manera integral a partir de un material de plástico moldeado. El separador 430 tiene una porción anular inferior 422 que se aloja en la abertura central 424 del disco de inducido 460. El separador 430 comprende asimismo una porción anular intermedia 426 que tiene un borde interior 427 común con la porción anular inferior 422, pero con un diámetro ligeramente mayor que la porción anular inferior 422. La porción anular intermedia 426 es ligeramente de menor grosor en la dirección axial que la porción anular inferior 422, y tiene una superficie inferior asentada sobre el resalto anular 428 del disco de inducido 460. El separador 430 comprende asimismo una estructura anular superior 431 que tiene una configuración anular irregular, la cual está preferentemente moldeada de manera integral con y extendiéndose desde la superficie superior 429 de la porción anular intermedia 426. Ciertas porciones de la estructura superior 431 se extienden radialmente hacia afuera más allá de la periferia más externa de la porción anular intermedia 416, y están así dispuestas en voladizo en relación con determinadas porciones de la superficie superior 462 del disco de inducido 460. La estructura superior 431 define un límite exterior destinado a una porción de la superficie superior 429 de la porción anular intermedia 426, cuya porción superficial 429 sirve para asentar la superficie inferior del miembro de brida 443 del cubo 432.

Una estructura resiliente axialmente comprimible 490 descansa sobre la superficie superior del cubo 432, y concretamente descansa sobre la superficie superior del miembro de brida 443. La estructura resiliente axialmente comprimible 490 actúa como muelle de compresión axialmente comprimible, según lo antes descrito. El miembro 490 tiene una configuración sustancialmente circular, incluyendo una porción dependiente hacia abajo 491, que se aloja y ubica mediante un rebajo circular 492 conformado en la superficie superior de la brida 443.

La estructura resiliente axialmente comprimible 490 tiene una superficie radialmente interior hasta cierto punto cónica, y una porción de brida superior que se extiende radialmente 493.

Una estructura de accionador de muelle 454 está fijada al disco de inducido 460, según lo antes descrito. La estructura resiliente axialmente comprimible 490 está axialmente precomprimida entre la pared de conexión de muelle 449 del accionador de muelle 454 y la brida 443 del cubo 432.

El ensamblaje de embrague asimismo incluye una estructura de transmisión de torsión 484, que transmite el movimiento torsional del disco de inducido 460 al cubo 432. Dentro de los aspectos más amplios de la presente invención, debe apreciarse que la estructura de transmisión del par motor puede comprender cualquier estructura (singular o plural) que pueda estar dispuesta para transmitir el movimiento torsional del disco de inducido 460 al cubo 432. Una estructura de transmisión de torsión no necesita incluir ningún componente resiliente de amortiguación de la torsión, y puede comprender cualquier tipo de medio para acoplar de forma torsional el cubo 432 al disco de inducido 460, en tanto en cuanto dicho acoplamiento permita el movimiento axial relativo del cubo 432 con respecto al disco de inducido 460.

En la forma de realización preferente puede apreciarse que la estructura de transmisión de torsión 484 comprende una primera estructura rígida en forma de accionador de muelle 454 que está fija al disco de inducido 460, y una segunda estructura rígida en forma de acoplamiento del par motor 454, para la transmisión del movimiento torsional entre ellas. La estructura de transmisión de torsión preferente 484 también incluye preferentemente un miembro amortiguador de torsión resiliente 452 dispuesto entre la primera estructura rígida (esto es, la pared exterior 451 del accionador de muelle 454) y la segunda estructura rígida (esto es, el acoplamiento del par motor 450). Un miembro amortiguador de torsión resiliente 452 amortigua la vibración torsional entre el cubo 432 y el disco de inducido 460. Además, este miembro amortiguador de torsión 452 reduce la carga torsional máxima entre el cubo 432 y el disco de inducido 460.

Como se muestra, la superficie radial interior 448 del acoplamiento del par motor 450 encaja con la superficie o borde exterior radial 446 de la brida de cubo 443, de forma que el acoplamiento del par motor 450 y el cubo 432 están acoplados para su movimiento torsional mutuo. El acoplamiento del par motor 450 puede estar hecho con un material seleccionado a partir del grupo compuesto por acero, material cerámico, plástico y aluminio. El material de máxima preferencia es el acero.

El miembro amortiguador de torsión 452 está dispuesto entre la pared exterior 451 del accionador de muelle 454 y la superficie radial exterior 438 del acoplamiento del par motor 450. El miembro amortiguador de torsión 452 está comprimido en puntos circularmente separados entre la pared 451 del accionador de muelle 454 y la superficie exterior 438 del acoplamiento del par motor 450 cuando el disco de inducido 460 es conectado y accionado por el ensamblaje de polea 13 y el par motor es transmitido mediante la estructura de transmisión del par motor 484 desde el disco de inducido 460 hasta el cubo 432.

La estructura resiliente axialmente comprimible 490 está en una relación de no transmisión de torsión con respecto al cubo 432 y el disco de inducido 460, dado que la entera carga torsional es recibida y transmitida por la estructura de transmisión de torsión 484. Además, la estructura resiliente axialmente comprimible 490 constituye la única estructura que presiona el disco de inducido 460 axialmente alejándolo del miembro de polea 14. Así, la única estructura que presiona el disco de inducido 460 axialmente alejándola del miembro de polea 14 (esto es, la estructura resiliente axialmente comprimible 490) está sustancialmente aislada de la transmisión torsional entre el disco de inducido 460 y el cubo 432.

El separador 430 es susceptible de un movimiento rotatorio limitado con respecto al disco de inducido 460 cuando el disco de inducido 470 es accionado rotatoriamente por el miembro de polea 14. Como resultado de ello, la fricción entre el separador 430 y el disco de inducido 460 durante el movimiento relativo limitado entre ellos añade una amortiguación tipo fricción de la transmisión torsional desde el disco de inducido 460 al cubo 432. Esto puede sumarse a la amortiguación resiliente del amortiguador resiliente 452 como en la forma de realización mostrada o, en otras formas de realización previstas no mostradas, la amortiguación tipo fricción puede ser el principal o el único medio de amortiguación.

La estructura resiliente axialmente comprimible 490, según lo descrito y mostrado en la presente memoria, está preferentemente construida de tal forma que tenga una relación de muelle variable de forma que una relación de muelle inicial aplica una resistencia predeterminada al movimiento del disco de inducido 460 hacia el miembro de polea 14 cuando es energizada la bobina electromagnética. Después de que el disco de inducido 460 ha avanzado una distancia predeterminada en dirección al miembro de polea 14, una relación de muelle subsecuente de la estructura resiliente 90 aplica una resistencia mayor al movimiento del disco de inducido 470 que es superior a la resistencia predeterminada al movimiento del disco de inducido 460 en dirección al miembro de polea 14. Así, el avance del disco de inducido 460 hacia el miembro de polea 14 decrece después de que el disco de inducido 460 se ha desplazado en una distancia predeterminada hacia el miembro de polea 14.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el cubo 432, la estructura de transmisión de torsión 484, la estructura resiliente axialmente comprimible 490, están todos enteramente dispuestos radialmente hacia adentro respecto de cada uno de los divisores 461 del campo magnético.

Como otra característica de la presente invención, el cubo 432 está en contacto con, pero desprovisto de cualquier conexión a la estructura de transmisión de torsión 484 y a la estructura resiliente axialmente comprimible 490. El miembro de brida 443 del cubo 432 es la porción del cubo que hace contacto con estos componentes. Puede apreciarse, por consiguiente, que debido a que la porción de manguito 436 y la porción de brida 444 no interconectan directamente con ninguno de los demás componentes del ensamblaje de embrague 416, esta porción del cubo 432 puede cambiarse o modificarse para su adaptación en diferentes aplicaciones. Ello puede simplificar o reducir los costes asociados con la fabricación del ensamblaje de embrague. Por ejemplo, todos los componentes ilustrados en las Figs. 7 a 9, con la excepción de la primera porción principal 433 del cubo puede fabricarse al por mayor en grandes cantidades. Únicamente la primera porción principal 433 del cubo 432 necesita ser cambiada, y posteriormente soldada al miembro de brida estándar 443, con el fin de que el ensamblaje de embrague 416 resulte adaptado para su montaje en ejes de diversos diámetros y/o configuraciones.

La construcción del ensamblaje de embrague 416 (como en las formas de realización anteriores) posibilita un procedimiento de fabricación muy simple, que requiere la introducción de los componentes y, posteriormente, una conexión simple entre el accionador de muelle y el disco de inducido. Específicamente, con referencia a la vista en despiece ordenado de la FIG. 9, cada uno de los componentes individualmente ilustrados se fabrican separadamente y a continuación se ensamblan de forma sencilla alojando el miembro resiliente amortiguador de torsión 452, el acoplamiento de par motor 450, la estructura resiliente axialmente comprimible 490, el cubo 432 y el separador 430 genéricamente dentro/sobre el accionador de muelle 454, asentando el separador 430 sobre el resalto 428, y a continuación insertando y fijando las proyecciones 496 dentro de los agujeros 498.

La descripción detallada precedente de las formas de realización preferentes de la presente invención ha sido suministrada con fines de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustiva o limitar la invención a las formas de realización precisas divulgadas. Para los expertos en la materia pueden ser evidentes otras modificaciones y variaciones cuando se aprecien con relación a la presente divulgación.

Claims (14)

1. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10) para un motor de un vehículo a motor, incluyendo dicho motor un componente motriz que tiene un eje (12) que puede girar alrededor de un eje geométrico para accionar dicho componente, comprendiendo dicho ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10):

un miembro de polea (14) montado para su rotación alrededor de dicho eje geométrico del eje;

un ensamblaje de bobina electromagnética (13) asociado con dicho miembro de polea (14);

un ensamblaje de embrague (16) para acoplar selectivamente el miembro de polea (14) a dicho eje (12) en respuesta a la energización y desenergización de dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13), incluyendo dicho ensamblaje de embrague (16):

un cubo (32) acoplado al eje (12);

un disco de inducido (60) operativamente asociado con dicho cubo (32) y axialmente separado (86) de dicho miembro de polea (14), siendo dicho disco de inducido (60) axialmente amovible para conectar con dicho miembro de polea (14) cuando dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13) es energizado;

una estructura de transmisión de torsión (50) para transmitir las cargas torsionales entre dicho disco de inducido (60) y dicho cubo (32), incluyendo dicha estructura de transmisión de torsión una primera estructura rígida (54) fijada a dicho disco de inducido (60), y una segunda estructura rígida (50) para transmitir el movimiento torsional entre dicha primera estructura rígida (54) y dicho cubo (32), en el que la segunda estructura rígida (50) tiene una forma de tipo anular que rodea el eje geométrico del eje;

una estructura resiliente axialmente comprimible (90) hecha de un material a base de caucho y presionando dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14), siendo dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) comprimible axialmente para permitir que dicho disco de inducido (60) se desplace para conectar con dicho miembro de polea (14) y de esta forma permitir que dicho disco de inducido (60) sea accionado rotatoriamente por dicho miembro de polea (14), y tras ello permitir que dicho disco de inducido (60) transmita la rotación de dicho miembro de polea (14) a través de dicha estructura de transmisión de torsión (50) hasta dicho cubo (32) y dicho eje (12) para accionar dicho componente en respuesta a la energización de dicho ensamblaje de bobina electromagnética (13),

estando dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) en relación de no transmisión de torsión con respecto a dicho cubo (32) y a dicho disco de inducido (60) y constituyendo la única estructura que presiona dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14), de forma que la única estructura que presiona dicho disco de inducido (60) axialmente alejándolo de dicho miembro de polea (14) está sustancialmente aislada de la transmisión torsional entre dicho cubo (32) y dicho disco de inducido (60), y

teniendo dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) una forma de tipo anular rodeando el eje geométrico del eje, y estando dispuesta entre dicha primera estructura rígida (54) y dicho cubo (32).

2. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha estructura de transmisión de torsión incluye un miembro amortiguador de torsión resiliente (152, 352, 452) para amortiguar la vibración torsional entre los componentes y para reducir la carga torsional máxima entre dicho cubo (32) y el disco de inducido (60).

3. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho miembro amortiguador de torsión resiliente comprende un muelle de compresión resiliente que comprende un material de caucho.

4. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha primera estructura rígida comprende un accionador de muelle (54) que incorpora una pared de conexión del muelle y en el que dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) está comprimida axialmente entre dicha pared de conexión del muelle y dicho cubo (32).

5. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho accionador de muelle (54) comprende adicionalmente una brida (80) fijada a dicho disco de inducido (60), y una pared exterior (351) entre dicha brida (80) y dicha pared de conexión del muelle, y en el que dicha pared exterior (351) de dicho accionador de muelle (354) forma parte de dicha estructura de transmisión de torsión.

6. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha segunda estructura rígida (50) está hecha de un material seleccionado entre un grupo constituido por acero, material cerámico, plástico y aluminio.

7. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha estructura de transmisión de torsión adicionalmente comprende un miembro resiliente de amortiguación de torsión (152, 352, 452) dispuesto entre dicha primera (54) y dicha segunda estructura rígida (50), amortiguando dicho miembro resiliente de amortiguación de torsión (152, 352, 452) la vibración torsional, y para reducir la carga torsional máxima, entre dicho cubo y dicho disco de inducido.

8. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo adicionalmente un separador de amortiguación de torsión (430) dispuesto entre dicha segunda estructura rígida (450) y dicho disco de inducido (460).

9. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho separador (430) es capaz de un movimiento rotacional limitado con respecto a dicho disco de inducido (460) cuando dicho disco de inducido (460) es accionado rotatoriamente por dicho miembro de polea (14), y en el que la fricción entre dicho separador y dicho disco de inducido (460) durante dicho movimiento relativo limitado proporciona un amortiguador de fricción de la transmisión torsional entre dicho disco de inducido (460) y dicho cubo (432).

10. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho disco de inducido (60) acelera hacia dicho miembro de polea (14) cuando dicho ensamblaje de bobina electromagnética es energizado, en el que dicha estructura resiliente (90) tiene una relación de muelle variable, de forma que una relación de muelle inicial aplica una resistencia predeterminada al movimiento de dicho disco de inducido (60) hacia dicho miembro de polea (14) cuando dicho ensamblaje de bobina electromagnética es energizado, y en el que después de que dicho disco de inducido se ha movido una distancia predeterminada hacia dicho miembro de polea, una subsecuente relación de muelle aplica una resistencia mayor al movimiento mayor que la resistencia predeterminada al movimiento de dicho disco de inducido hacia dicha polea, de modo que una aceleración de dicho disco de inducido hacia dicho miembro de polea decrece después de que dicho disco de inducido se ha movido dicha distancia predeterminada hacia dicho miembro de polea.

11. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) es precomprimida entre dicha pared de conexión del muelle y dicho cubo (32) antes de que dicho ensamblaje de bobina electromagnética sea energizado.

12. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho disco de inducido (60), que tiene al menos un divisor (61) del campo magnético radialmente separado de dicho eje geométrico, situándose dicho al menos un divisor (61) del campo magnético para dividir el flujo magnético y de esta forma incrementar las fuerzas de atracción magnéticas generadas por la corriente a través de dicho ensamblaje de bobina electromagnética.

13. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea (10) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho cubo (32), dicha estructura de transmisión de torsión (50), y dicha estructura resiliente axialmente comprimible (90) están dispuestas total y radialmente hacia adentro de dicho al menos un divisor (61) del campo magnético.

14. Ensamblaje electromagnético de embrague y polea de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha estructura de transmisión de torsión (452) incluye un miembro resiliente de amortiguación de la torsión que tiene una cavidad irregularmente conformada y dicho cubo (432) tiene una brida complementariamente conformada que se aloja dentro de dicha cavidad.