ES2254741T3

ES2254741T3 - Mecanismo de amortiguamiento para un tensor.

Info

Publication number: ES2254741T3
Application number: ES02771862T
Authority: ES
Inventors: Alexander Serkh
Original assignee: Gates Corp
Current assignee: Gates Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: US20020010045A1; JP2005517129A; KR20040011500A; US6582332B2; PL374124A1; DE60208576T2; WO2002095263A1; BR0209660A; BR0209660B1; JP3926269B2; DE60208576D1; CN1518645A; AU2002339827B2; RU2003136431A; EP1402203B1; CA2446188C; CN1317517C; ATE315189T1; EP1402203A1; PL204006B1

Abstract

Un tensor de correa, para tensar un elemento sin fin, que comprende: un alojamiento (42) que tiene un eje (55); un brazo pivotante (52), montado de forma pivotante alrededor del eje (55); una polea (12) dispuesta en el brazo pivotante (52), para rotar alrededor de un segundo eje sustancialmente paralelo a, y separado respecto de, el primer eje; un resorte (44) que tiene extremos primero y segundo (72, 74), y que tiene un momento de torsión del resorte; una placa de amortiguamiento (76) que tiene una primera superficie de fricción (78) y, por lo menos, una superficie en rampa, para acoplar con una superficie de pivote; caracterizado porque la placa de amortiguamiento (76) incluye puntos, primero y segundo, de contacto con el resorte, para contactar operativamente con el primer extremo del resorte (44), mediante lo que el momento de torsión aplicado a la placa de amortiguamiento (76), en combinación con una fuerza reactiva en la superficie de pivote, genera una fuerza normal; y la placa de amortiguamiento (76) atenúa sustancialmente todo el movimiento del brazo pivotante, mediante una primera fuerza de amortiguamiento, que actúa sobre un movimiento del mencionado brazo pivotante (52), en una primera dirección opuesta a un elemento sin fin, y una segunda fuerza de amortiguamiento, que actúa sobre un movimiento del mencionado brazo pivotante (52), en una segunda dirección hacia un elemento sin fin, siendo la primera fuerza de amortiguamiento, mayor que la segunda fuerza de amortiguamiento.

Description

Mecanismo de amortiguamiento para un tensor.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un tensor con un mecanismo de amortiguamiento, y a un sistema de transmisión por correa que incluye uno de tales tensores. Más en concreto, la invención se refiere a un tensor con un resorte, que deriva la posición de un brazo pivotante en el que hay montada polea, que acopla con una correa, de forma giratoria. El tensor de la invención con su mecanismo de amortiguamiento, es particularmente útil para controlar la tensión de un sistema de transmisión por correa micro-V, tal como una transmisión para accesorios, en aplicaciones de motor de auto-
móvil.

Un tensor mecánico se usa para controlar automáticamente la tensión de una correa micro-V, de una transmisión para accesorios, para aplicaciones de motor de automóvil. Usualmente, tal tensor tiene un brazo pivotante, que rota alrededor de un pivote asegurado a una base, y usa un cojinete tipo manguito en el pivote, para proporcionar una superficie de apoyo para el brazo pivotante en rotación. Muchos de tales soportes están hechos de plástico, y están sometidos a desgaste durante la vida prevista del tensor. A menudo se usa un resorte de torsión, con un extremo conectado a la base y otro extremo conectado al brazo pivotante, para derivar la posición del brazo pivotante y posicionar una polea conectada, contra una correa. El resorte también se usa para generar una fuerza de resorte, operativa con un mecanismo de amortiguamiento, que genera un componente normal de fuerza contra una superficie deslizante de fricción, para inhibir o amortiguar los movimientos oscilatorios del brazo pivotante.

En la Pat. U.S. Núm. 4 473 362 se revela un diseño de tensor común, que resuelve problemas de volumen, coste y amortiguamiento. El tensor del documento 4 473 362 tiene un brazo pivotante, sujeto a un elemento cilíndrico descentrado que soporta el brazo pivotante, y lo gira alrededor de un pivote asegurado a una base. Se usa un solo resorte de torsión, con un extremo conectado al brazo pivotante y el otro extremo conectado a la base. Un cojinete del tipo de un solo manguito, en el pivote, tiene una superficie de apoyo que soporta el elemento cilíndrico. El plano radial del punto de apoyo de la polea, está descentrado en relación con el cojinete tipo manguito, lo que introduce un momento o par, como una carga que debe ser soportada por el cojinete. Tales tensores son aludidos como tensores de tipo "Zed", debido a la posición descentrada de la polea en relación con el
soporte.

La correa de un sistema de transmisión que usa tales tensores Zed, acopla con la polea, y genera una fuerza de correa, en la polea, que es transmitida al elemento cilíndrico. Como se explica en la patente 4 473 362, se reduce las cargas desiguales al cojinete, mediante un medio de amortiguamiento que genera un componente de fuerza normal que actúa, en general, en la misma dirección que el componente de fuerza de la correa. En algunos casos, el componente de fuerza normal del medio de amortiguamiento no es suficiente para compensar un momento generado por descentramiento de la fuerza de la correa, con lo que el simple cojinete tiene tendencia a desgastarse de forma desigual y prematura.

En la patente U.S. Núm. 5 632 697 se revela un mecanismo de amortiguamiento usado típicamente en tales tensores de tipo "Zed", que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1. El mecanismo de amortiguamiento del documento 5 632 697 incluye un medio de amortiguamiento, en el que la fuerza normal generada por el medio de amortiguamiento, es mayor que la componente de la fuerza del resorte, que activa el mecanismo de amortiguamiento. El medio de amortiguamiento tiene una zapata de freno, con una superficie externa de fricción, arqueada, que acopla el interior de un segundo elemento cilíndrico, para proporcionar deslizamiento de la superficie de fricción con este. La zapata de freno tiene dos superficies internas en rampa, opuestas, donde una de las superficies en rampa acopla, de forma deslizante, con una superficie en rampa complementaria, de la base, y la otra superficie en rampa acopla, de forma deslizable, una extensión del extremo del resorte que aplica la fuerza de resorte a la zapata de freno. La fuerza de resorte es generada por un extremo del resorte, curvándose alrededor de un saliente formado en la base. El resorte bajo torsión, aplica una fuerza de resorte, sustancialmente normal a la superficie interior de la rampa, presionando la superficie de la rampa de la zapata, contra la superficie de la rampa complementaria de la base, y presionando un forro contra la superficie interior complementaria, del segundo elemento cilíndrico, mediante lo que provoca que se imparta una fuerza de reacción a la zapata.

Puesto que el mecanismo del documento 5 632 697 requiere el uso de múltiples superficies en rampa, la zapata de freno y un saliente en la base, la capacidad de conseguir un amortiguamiento mayor está limitada. Además, el uso de múltiples piezas incrementa el coste, el peso y el tamaño del diseño global del tensor.

Se revela otro mecanismo de amortiguamiento en el documento WO 01/57 828, cuyas revelaciones incluyen las figuras 1 a 7, anexas. Las características de la presente invención que se conocen de este documento, son las si-
guientes:

Un tensor de correa para tensar un elemento sin fin, que comprende:

un alojamiento que tiene un eje;

un brazo pivotante, montado de forma pivotante en el eje;

una polea conectada al brazo pivotante, para girar alrededor de un segundo eje sustancialmente paralelo a, y separado de, el primer eje;

un resorte que tiene extremos primero y segundo, y que tiene un par de torsión del resorte;

una placa de amortiguamiento, que tiene una superficie de fricción y, por lo menos, una superficie en rampa, para acoplar con una superficie de pivote; y donde:

la placa de amortiguamiento incluye puntos de contracto de resorte primero y segundo, para conectar operativamente el primer extremo del resorte, mediante lo que el par de torsión del resorte aplicado a la placa de amortiguamiento, en combinación con una fuerza de reacción en la superficie del pivote, genera una fuerza normal.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona un tensor de correa como el definido en la reivindicación 1, que es particularmente útil en sistemas de transmisión para accesorios con correa micro-V, en aplicaciones de automóvil en las que es importante la alineación de la polea durante toda la vida prevista del tensor, y es importante el coste global, el peso y el tamaño del tensor. La invención incluye un resorte que tiene extremos primero y segundo, con el primer extremo conectado operativamente a una placa de amortiguamiento, que tiene puntos primero y segundo de contacto con el resorte, mediante lo que el par de torsión del resorte, aplicado a la placa de amortiguamiento, en combinación con una fuerza reactiva en la superficie del pivote, genera una fuerza normal. La placa de amortiguamiento incluye, también, una superficie de fricción externa y, por lo menos, una superficie en rampa. En una realización de la invención, el segundo extremo del resorte está conectado a una base del tensor. En otra realización de la invención, el segundo extremo del resorte está conectado a un brazo pivotante del tensor.

Una ventaja de la invención, es que se proporciona un mecanismo de amortiguamiento, de volumen reducido, que tiene un número reducido de piezas componentes, y un área de contacto de fricción incrementada. Se proporciona otra ventaja de la invención, al reducirse la necesidad de salientes maquinados, costosos, y superficies en rampa, tanto en la base como en el brazo pivotante.

Estas y otras ventajas de la invención, serán evidentes después de examinar los dibujos, y la descripción de estos, donde:

la figura 1 es una vista frontal esquemática, de un sistema de transmisión para accesorios, que incluye un tensor de correa que tiene un mecanismo de amortiguamiento;

la figura 2 es una vista esquemática parcial, expandida, tomada en general en la línea 2 - 2 de la figura 1, que ilustra diversas fuerzas componentes asociadas con el tensor;

la figura 3 se una vista en sección transversal, tomada a lo largo de la línea 3 - 3 de la figura 2;

la figura 4 es una vista expandida que muestra, el mecanismo de amortiguamiento;

la figura 5 es una realización alternativa del mecanismo de amortiguamiento, que tiene una forma semicircular;

la figura 6 se una realización alternativa del mecanismo de amortiguamiento que tiene una forma semicircular, y una pared exterior que tiene una banda deflectora;

la figura 7 es una realización alternativa del mecanismo de amortiguamiento, que tiene una superficie interna de fricción;

la figura 8 describe una vista inferior, de la fuerzas que actúan sobre la placa de amortiguamiento, de acuerdo con la invención;

la figura 9 es una vista superior, de la placa de amortiguamiento;

la figura 10 es un diagrama de cuerpo libre, del mecanismo de amortiguamiento en una base de tensor;

la figura 11 es una vista lateral, del mecanismo de amortiguamiento a lo largo de la línea 11 - 11 de la figura 2;

la figura 12 es una vista superior, en planta, del placa de amortiguamiento;

la figura 13 es una vista superior, en perspectiva, de la placa de amortiguamiento;

la figura 14 es una vista inferior, en perspectiva, de la placa de amortiguamiento;

la figura 15 es un esquema inferior, de una primera realización alternativa del mecanismo de amortiguamiento;

la figura 16 es una vista en elevación, del mecanismo de amortiguamiento a lo largo de la línea 16 - 16 en la fi-
gura 15;

la figura 17 es una vista superior, en planta, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo;

la figura 18 es una vista superior, en perspectiva, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo;

la figura 19 es una vista inferior, en perspectiva, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo;

la figura 20 es una vista superior, en perspectiva, de un mecanismo de amortiguamiento alternativo;

la figura 21 es una vista inferior, en planta, de una segunda realización alternativa;

la figura 22 es una vista el elevación lateral, del mecanismo de amortiguamiento a lo largo de la línea 22 - 22 de la figura 21;

la figura 23 es una vista superior, en planta, de la segunda realización alternativa;

la figura 24 es una vista inferior, en perspectiva, de la segunda realización alternativa; y

la figura 25 es una vista superior, en perspectiva, de la segunda realización alternativa.

Descripción de las realizaciones preferidas

En referencia a las figuras 1 y 2, se ilustra un tensor 10 con una polea 12, como una pieza componente de un sistema de transmisión por correa, que incluye una correa 16 y varias poleas. A modo de ejemplo, se pone en movimiento la correa 16, alrededor de una polea del cigüeñal 18, una polea de bomba de agua/ventilador 20, una polea de la dirección asistida 22, una polea del alternador 24, una polea loca 26, y la polea del tensor 12. La polea del tensor 12 acopla la correa 16, y se muestra en varias posiciones, para mostrar esquemáticamente como la polea se mueve para ajustar la tensión de la correa. La polea del tensor 12 acopla la correa 16, y recibe una carga de correa en forma de tensión de correa T1, T2 de espacios de correa adyacentes 28, 30. La tensión (o carga) T1, T2 de la correa, se combina para generar un componente de fuerza de correa BF, a lo largo de un bisector o un ángulo formado entre los espacios de correa 28, 30. El componente de fuerza de correa, estando descentrado axialmente respecto de un pivote 32 del tensor, genera una carga central compleja, que incluye fuerzas y momentos que están representados simbólicamente (es decir, no específicamente) por la flecha HL. El mecanismo de amortiguamiento de la invención se muestra en 34, en el
tensor 10.

En referencia a la figura 3, el tensor 10 es del tipo mecánico, incluyendo el mecanismo de amortiguamiento 34 de la invención incluye una base 42, un resorte de torsión 44, y una polea 12 montada de forma rotatoria en un brazo pivotante 52, así como por medio de un rodamiento de bolas 62, en un eje 64. El rodamiento de bolas 62 está retenido en el eje 64, por medio de un cierre con reborde 66. El brazo pivotante 52 está sujeto a un elemento cilíndrico 53, que soporta el brazo pivotante 52 y gira contra un eje de pivotado 55. Por lo menos un cojinete de tipo manguito 56, está posicionado en el pivote 32. El cojinete 56 de pivotado es, preferentemente, de tipo polimérico, y está posicionado en el pivote para girar contra el eje del pivote 55, al efecto de soportar así el brazo pivotante 52. Aunque se representa un cojinete del pivote 56, es posible tener más de un cojinete de pivote. El eje de pivote 55 que incluye un cierre 60, se extiende a través de un diámetro interno con rebordes 57, en el elemento cilíndrico 53 y el cojinete de pivotado 56 para, de ese modo, sujetar el brazo pivotante 52 a la base 42.

En referencia a las figuras 2 - 4, el mecanismo de amortiguamiento 34 incluye un resorte de torsión 70, que tiene extremos primero 72 y segundo 74. El mecanismo de amortiguamiento 34 incluye, además, una placa de amortiguamiento 76 que tiene una superficie externa de fricción 78, para acoplar, en esta realización, con la base 42 del tensor 10. Se proporciona una superficie en rampa 77, para el engranaje acoplado con un saliente 79 del brazo pivotante 52. La placa de amortiguamiento 76 incluye puntos de contacto del resorte, primero 80 y segundo 82, para conectar operativamente el resorte 70 de la placa de amortiguamiento 76. En la realización mostrada en la figura 4, la placa de amortiguamiento 76 se simétrica alrededor del eje A-A, mediante lo que permite la instalación del resorte 70 que tiene una dirección de bobinado, de la bobina del resorte, distinta.

La placa de amortiguamiento incluye un canal 86 para recibir el resorte 70, que tiene una placa base 88, una pared interna 90 y una pared externa 92. La placa base incluye pastillas de fricción 93, espaciadas periódicamente sobre una superficie interior 200, para acoplamiento deslizante con el elemento cilíndrico tensor 53.

La placa de amortiguamiento 76 incluye un forro unido 84, que define la superficie de fricción 78, y está unido a la placa de amortiguamiento 76 mediante uso de lengüetas mecánicas 85, para adherirse de forma fija al forro 84 de aquella.

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La placa de amortiguamiento 34 que se muestra en las figuras 2 - 4 tiene forma circular. En la figura 5 se muestra otra realización de placa de amortiguamiento 34, en la que la placa de amortiguamiento es semicircular. La placa de amortiguamiento 76 incluye una junta de pivote 100 que permite a la placa de amortiguamiento 76, bajo un momento de torsión procedente del resorte 70, tener el movimiento relativo indicado por B. El movimiento adicional de la placa de amortiguamiento 76, proporciona una fuerza de fricción incrementada, para al amortigua-
miento.

En otra realización mostrada en la figura 6, se proporciona una placa de amortiguamiento 76 semicircular, que incluye una banda deflectora 102 en la pared exterior 92. En esta realización, la fuerza aplicada por el extremo del resorte 72, actúa sobre la banda deflectora 102 como se muestra en C, para permitir el acoplamiento radial con el tensor, al efecto de ayudar a cargar el brazo pivotante 52. En esta realización, la banda deflectora 102 tiene contacto con el soporte adicional 104 sujeto al brazo tensor 52.

La figura 7 muestra otra realización del mecanismo de amortiguamiento, que incluye la pared interna 90, que tiene un forro 110 que incluye una superficie interna de fricción 112.

Se hace referencia a la figura 8, acorde con la invención, que describe una vista inferior de las fuerzas que actúan sobre la placa de amortiguamiento. La característica de amortiguamiento del tensor que usa la placa de amortiguamiento inventiva, también aludida como mecanismo de amortiguamiento, es asimétrica. Esto se describe mejor en términos de fuerzas operativas sobre el mecanismo, o placa, de amortiguamiento, es decir una primera fuerza de amortiguamiento T_{L} actúa sobre un movimiento del brazo pivotante, en una primera dirección opuesta a un elemento sin fin, y una segunda fuerza de amortiguamiento T_{un} actúa sobre un movimiento del brazo pivotante, en una segunda dirección hacia un elemento sin fin, siendo la primera fuerza de amortiguamiento, mayor que la segunda fuerza de amortiguamiento.

En la posición estacionaria, un elemento polarizador o resorte de torsión, con momento de torsión del resorte T_{spr}, crea reacciones N y N, en puntos de contacto primero y segundo 80, 82. El otro extremo del resorte acopla la base 42, que está limitada contra la rotación, lo que tiene como resultado un momento de torsión. El mecanismo de amortiguamiento se mantiene, sustancialmente, en una posición predeterminada, en relación con el brazo pivotante, entre la superficie en rampa 77 y el punto de contacto 79 y la superficie de fricción 78. Además, la superficie en rampa 300 acopla el punto de contacto 10 para reducir la fuerza de amortiguamiento. En el caso de movimiento opuesto, la superficie en rampa 302 acopla el punto de contacto 11 para reducir la fuerza de amortiguamiento, y la superficie en rampa 310 acopla el punto de contacto 12 para incrementar una fuerza de amortigua-
miento.

La banda de amortiguamiento también acopla una superficie arqueada, interna, de la base. Cuando se mueve el brazo pivotante 52, la superficie de fricción del mecanismo de amortiguamiento descansa sobre la superficie arqueada interna de la base, creando fuerzas de amortiguamiento, primera y segunda, opuestas al movimiento del brazo pivotante 52, amortiguando de ese modo los movimientos oscilatorios del brazo pivotante, en ambos sentidos. La placa de amortiguamiento fuerza el movimiento opuesto del brazo pivotante en ambos sentidos.

El análisis es:

(1)T_{spr} = N*F

F es la distancia entre puntos de contacto 80, 82. La superficie 77 en rampa de la placa de amortiguamiento, descansa sobre el brazo pivotante, en el punto de contacto o parada 79, que controla una rotación de la placa de amortiguamiento 76 alrededor de un punto de pivotado o saliente 79.

En concreto, cuando la base 42 es estacionaria, y el brazo pivotante 52 gira en sentido horario con el mecanismo de amortiguamiento, el momento de torsión de fricción o la fuerza de amortiguamiento, creados en la superficie en la superficie de fricción curvilínea 78, incrementa una fuerzas de reacción P en el punto 79, donde

(2)P = T_{spr} /A

A es la distancia radial desde el centro de rotación O, a P, en el mecanismo de rotación. O es el centro de rotación de brazo pivotante 52.

En referencia a la figura 9, que es una vista superior del mecanismo de amortiguamiento, la ecuación del momento de torsión para el momento de torsión relativo al punto O, es:

(3)T_{spr} - P_{L}*A + \mu T_{L} *R = 0

donde T_{L} y P_{L} son, cada una, una fuerza de carga creada por una fuerza o tensión de correa. m es el coeficiente de fricción de la superficie, que corresponde a la superficie de fricción 78. Cada parte de la superficie de fricción 78 descrita aquí, puede comprender cualquier material de rozamiento aplicable al amortiguamiento de un movimiento relativo a superficies deslizantes adyacentes, conocido en el are, incluido, pero no limitado a, nailon 6, nailon 66 y Teflon®. R es un radio de la superficie de fricción 78.

Prosiguiendo, tenemos que las fuerzas en la dirección x son:

(4)T_{L} *cos\theta + \mu T_{L} sen\theta - P_{L} = 0

Entonces:

(5)T_{L} = P_{L} [1/(cos\theta + \mu{}sen\theta)]

Reemplazando T_{L} y P_{L} en la ecuación del momento de torsión (3), se tiene:

(6)T_{spr} - P_{L} *A + \mu* P_{L} [1/(cos\theta + \mu{}sen\theta)]*R = 0

Factorizando la ecuación, se tiene:

(7)P_{L} = T_{spr}/A* [(cos\theta + \mu{}sen\theta)/((cos\theta + \mu{}sen\theta) - \mu *R/A] = 0

La ecuación (7) proporciona el valor de la fuerza de carga P_{L}, ejercida en el punto de contacto 79 sobre la superficie en rampa 77 de la placa de amortiguamiento, durante un ciclo de carga, véase la figura 8.

En referencia a la figura 10, un diagrama de cuerpo libre del mecanismo de amortiguamiento en una dirección de descarga, y siguiendo la misma lógica descrita en la figura 9, cuando el brazo tensor se mueve en sentido antihorario o de "descarga", el momento de torsión reduce la relación P_{un}.

La reacción P_{L}/P_{un} desarrolla una fuerza de amortiguamiento en la superficie de fricción T_{L}/T_{un}. Una mayor P genera una mayor reacción normal T y, por consiguiente, mayor momento de torsión de fricción, y viceversa.

(8)P_{un} = T_{spr}/A* [(cos\theta - \mu{}sen\theta)/((cos\theta - \mu{}sen\theta) + \mu *R/A] = 0

La ecuación (8) proporciona el valor de la fuerza P_{un} ejercida en el punto 79, en el mecanismo de amortiguamiento 76 durante un ciclo de descarga, véase la figura 8.

La asimetría del amortiguamiento, y el coeficiente de asimetría relacionado, se determinan mediante la tensión de correa o diferencia de carga P, entre la condición de carga y la de descarga, que corresponde a una primer fuerza de amortiguamiento y una segunda fuerza de amortiguamiento.

(9)K_{AS} = \Delta T_{\text{Correa en Carga}} / \Delta T_{\text{Correa en Descarga}}

donde:

K_{AS} es el coeficiente de asimetría.

\Delta T_{\text{Correa en Carga}} es el cambio en la tensión de la correa con la primera fuerza de amortiguamiento correspondiente, cuando el brazo pivotante se mueve lejos respecto de un elemento sin fin, o correa.

(10)\Delta T_{\text{Correa en Carga}} = T_{\text{max correa}} - T_{\text{correa nom}}.

\Delta T_{\text{Correa en Descarga}} es el cambio en la tensión de la correa, con la segunda fuerza de amortiguamiento, cuando el brazo pivotante se mueve hacia una correa.

(11)\Delta T_{\text{Correa en Descarga}} = T_{\text{correa nom.}}- T_{\text{min correa}}

En el diseño del tensor, la fuerza de reacción P distribuye la tensión de la correa. Por lo tanto,

(12)K_{AS} = (P_{L} - P)/(P - P_{un})

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Tras sustituir, la ecuación para el coeficiente de asimetría es:

(13)K_{AS} = [(cos\theta - \mu{}sen\theta + \mu*R/A)/(cos\theta + \mu sen\theta) - \mu *R/A]

donde \theta = arctan (\mu).

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Caso a modo de ejemplo:

Asumiendo los siguientes valores para las variables mencionadas:

: \mu = 0,2, coeficiente de fricción

: R = 33 mm

: A = 16 mm

: \theta = 11,3º,

y aplicando las mencionadas ecuaciones, se tiene:

K_{AS} = 1,35/0,61 = 2,2

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El coeficiente de asimetría puede ajustarse variando el coeficiente de fricción de la superficie de fricción 78, así como variando las variables tridimensionales R y A.

En el caso de un mecanismo de amortiguamiento que tenga una doble banda de amortiguamiento, la asimetría será de 1,5 a 2 veces mayor que para una sola banda de amortiguamiento, en base a la lógica aquí descrita.

El diagrama 1 y el diagrama 2 describen el amortiguamiento y la carga del tensor, medidos estadística y dinámicamente, para un solo mecanismo de amortiguamiento.

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1

2

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El diagrama 3 y el diagrama 4 describen el amortiguamiento y la carga de tensor medidos estadística y dinámicamente, para un mecanismo de doble amortiguamiento, véase la figura 15.

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3

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4

En cada uno de los mencionados diagramas, la característica de asimetría se describe mediante la dispersión entre el punto T_{carga} y el punto T, frente a la dispersión entre el punto T_{descarga} y el punto T. La determinación del valor de K_{AS} es una simple cuestión de medir los valores de cada gráfico. Cada uno es como sigue:

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Para el diagrama 1:	24	200	400

\hskip1cm T_{carga} - T	=	10	8	10

\hskip1cm T - T_{descarga}	=	6	6	6

\hskip1cm K_{AS}	=	1,66	1,33	1,66

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Para el diagrama 2:

\hskip1cm T_{carga} - T	=	12	9	10

\hskip1cm T - T_{descarga}	=	7	6	6

\hskip1cm K_{AS}	=	1,71	1,5	1,66

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Para el diagrama 3:

\hskip1cm T_{carga} - T	=	22

\hskip1cm T - T_{descarga}	=	11

\hskip1cm K_{AS}	=	2,00

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Para el diagrama 4:

\hskip1cm T_{carga} - T	=	24

\hskip1cm T - T_{descarga}	=	11

\hskip1cm K_{AS}	=	2,18

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La figura 11 es una vista lateral, del mecanismo de amortiguamiento a lo largo de la línea 11-11 de la figura 8. La guía 14 se proporciona para posicionar adecuadamente el resorte, en relación con la placa de amortiguamiento 76. El soporte del resorte 13 sobresale por encima de la placa de amortiguamiento 76. El resorte está instalado en compresión con una carga axial, que opera en paralelo a un eje de rotación del brazo pivotante, ejerciendo la fuerza F_{13} sobre el soporte 13 del resorte, así como sobre la guía 14 y 15. Esto presiona la placa de amortiguamiento 76 contra un brazo pivotante, no mostrado, véase la figura 2.

La superficie de fricción 78 está fija a la placa de amortiguamiento 76, mediante lengüetas 85, véase la figura 12. Las pastillas de fricción 93 proporcionan una superficie de baja fricción, mediante la cual la placa de amortiguamiento 76 acopla, de modo deslizante, un brazo pivotante no mostrado, véase al figura 2.

La figura 12 es una vista superior, en planta, del mecanismo de amortiguamiento. Las lengüetas 85 están enclavadas con la placa de amortiguamiento 76, para fijar la superficie de fricción 78 a la placa de amortiguamiento 76. Un extremo 72 del resorte 70, contacta con la placa de amortiguamiento 76 y los puntos de contacto 80, 82. La ranura 9 bifurca la superficie de fricción 78 en dos mitades simétricas acoplando, cada mitad, una superficie arqueada, interior, de la base del tensor (no mostrada). La ranura 9 está sustancialmente alineada con los puntos de contacto 80, 82, por razones aquí descritas.

En funcionamiento, con movimiento en sentido horario y en el caso con una carga central, o correa, reducida, la fuerza P es relativamente baja. La carga central es la carga ejercida sobre el punto de pivotado de la polea 32, que resulta de la fuerza ejercida sobre el brazo pivotante, por una correa. El punto de contacto 79 funciona para limitar el recorrido de la placa de amortiguamiento 76, en la condición de carga relativamente ligera. En el caso de cargas centrales incrementadas, la estructura de amortiguamiento 76 descansa sobre el punto de contacto 10 y el punto de contacto 79, en la condición de carga más pesada. Esto es el resultado de la ligera deformación plástica de la placa de amortiguamiento y la superficie de fricción, bajo carga incrementada.

En el caso de movimiento en sentido antihorario de un brazo tensor, el punto de contacto 12 funciona para limitar el recorrido de la placa de amortiguamiento 76, en la condición de carga relativamente ligera. En el caso de cargas centrales mayores, el punto de contacto 11 funciona junto con el punto de contacto 12, en la condición de carga más pesada. De nuevo, esto es el resultado de la ligera deformación plástica de la placa de amortiguamiento, sometida a carga.

En ambos casos, el contacto de la placa de amortiguamiento con el punto de contacto 79 o 10, provoca que la placa de amortiguamiento rote, teniendo un centro de rotación en el punto 79 o 10, dependiendo de la magnitud del momento de torsión del resorte que se esté aplicando. Es decir, en referencia a la figura 8, la operación de fuerzas 80, 82 provocará que la placa de amortiguamiento 76 se acople el punto 79 y quizás el 10, en función de la carga. Una vez así acoplada, la placa de amortiguamiento 76 rotará ligeramente alrededor del punto 79 o 10, mediante lo que traerá a la superficie de fricción 78, sustancialmente en contacto con una superficie interior del alojamiento, mediante lo que se ejerce una fuerza normal sobre la superficie de fricción. Esta lógica aplica al acoplamiento de la placa de amortiguamiento con los puntos de contacto 11, 12.

Como apreciará una persona cualificada en el arte, controlar la estructura y el recorrido y sentido de la rotación entre los puntos de brazo pivotante 79, 10, 11 y 12, mejora el acoplamiento entre la superficie de fricción 78 y la superficie interior del alojamiento. El brazo pivotante puede rotar a través de todo su rango angular de movimiento operativo, con respecto al alojamiento, puesto que la placa de amortiguamiento es prisionera del brazo entre los puntos de contacto 79, 10, 11, 12.

La figura 13 es una vista en perspectiva superior de la placa de amortiguamiento. Hay pastillas de fricción 93 sujetas a la placa de amortiguamiento 76, para reducir la fricción entre la placa de amortiguamiento 76 y un brazo pivotante (no mostrado). Se apreciará que la placa de amortiguamiento no está fija axialmente para una rotación sustancialmente controlada alrededor del punto O. La placa de amortiguamiento 76 flota entre los puntos 79, 10, 11 y 12, sometida a la fuerza del resorte, durante el funcionamiento. Esto también permite que la superficie de fricción se acomode al desgaste, mediante reorientarse constantemente durante la vida del tensor. Las guías 14 y 15 posicionan apropiadamente, y soportan, el extremo 72 del resorte, dentro de la placa de amortiguamiento 76. Esta relación es necesaria para la colocación adecuada del extremo 72 del resorte, en contacto con los puntos 7, 8 de la placa de amortiguamiento.

La figura 14 es una vista inferior en perspectiva de la placa de amortiguamiento. Las superficies de soporte de las pastillas 93 son sustancialmente coplanares con la superficie interior 51 de la superficie de fricción 78, mediante lo que mantienen la placa sustancialmente lisa sobre el brazo pivotante. La superficie 51 tiene el mismo coeficiente de fricción que la superficie de fricción 78.

La figura 15 es una vista inferior, de una primera realización alternativa del placa de amortiguamiento. La primera realización alternativa comprende dos superficies de fricción 78 sobre la placa de amortiguamiento 76. Superficies opuestas P_{1} y P_{1}', actúan sobre la placa de amortiguamiento, en la junta de pivote 100. El extremo de resorte 72 contacta con la placa de amortiguamiento 76, en puntos de contacto 107 y 108. En funcionamiento, el resorte 50 genera la fuerza:

P_{1}' = T_{spr}/r

La junta de pivote 100, véase la figura 16, permite a la placa de amortiguamiento flexionarse ligeramente, mediante lo que se permite que ambas partes de la placa de amortiguamiento, 180 y 190, se muevan entre sí. El movimiento relativo de las partes de la estructura 180 y 190, debido a la flexión de la placa de amortiguamiento en la junta de pivote 100, es radial en relación con un centro de rotación O de la placa de amortiguamiento 76. Por lo tanto, cada superficie de fricción 78 es móvil en las direcciones D1 y D2, respectivamente.

Cuando la placa de amortiguamiento está en equilibrio, la fuerza P_{1}' proporciona una fuerza igual y opuesta, P_{1}, a las otras piezas de la placa de amortiguamiento 76, es decir 180 y 190. Las fuerzas P_{1} y P se suman, creando la resultante R:

(14)R = P_{1} + P

La resultante opera sobre la superficie arqueada interna, de la base del tensor, no mostrada, véase la figura 2. Las fuerzas R y T funcionan en el interfaz entre la superficie arqueada interna de la base del tensor, y la superficie de fricción. Estas fuerzas, junto con el coeficiente de fricción, generan una fuerza de fricción en cada una de las superficies de fricción.

En la condición de equilibrio, la fuerza P es una fuerza de equilibrio que actúa para oponerse, o equilibrar, un brazo del momento de la carga de correa:

(15)B_{L}*M = P*A

o;

(16)P = (B_{L}*M)/A

donde B_{L} es una correa, o carga central, M es el brazo del momento, medido desde el centro de rotación O hasta la carga central, en el brazo, y P y A son tal como han sido aquí descritas.

La fuerza de fricción (R + T)\mu es aproximadamente 3 veces mayor que la fuerza de fricción, en un solo mecanismo de amortiguamiento, debido a la fuerza adicional; R = P + P_{1}. P es la única fuerza que equilibra el brazo contra una carga central.

La figura 6 es una vista en elevación lateral, del mecanismo de amortiguamiento a lo largo de la línea 16 - 16 de la figura 15. Esta muestra las posiciones relativas de las superficies de fricción 78. La junta de pivote 100 se representa entre las superficies de fricción. Las superficies de fricción 78 tienen, cada una, iguales longitudes arqueadas en acoplamiento A_{L}, véase la figura 17, y tienen el mismo coeficiente de fricción, \mu. Desde luego, la característica de amortiguamiento del mecanismo de amortiguamiento puede cambiarse en parte, mediante variar la longitud A_{L} de cada una de las superficies de fricción.

La figura 17 es una vista en planta, superior, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo. Las lengüetas 40 conectan las superficies de fricción 78 con la placa de amortiguamiento 76. El extremo 72 del resorte contacta con la placa de amortiguamiento 76 y los puntos de contacto 107 y 108. La junta de pivote 100 permite a la placa de amortiguamiento 76 flexionarse, mediante lo que se permite el movimiento relativo de las superficies de fricción 78, tal como se describe en otra parte de esta especificación.

La figura 18 es una vista superior, en perspectiva, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo. Se muestra la junta de pivote 100 entre las superficies de fricción 78.

La figura 19 es una vista inferior, en perspectiva, del primer mecanismo de amortiguamiento alternativo. Las superficies 202 y 203 acoplan un brazo pivotante (no mostrado). Las superficies 202 y 203 pueden tener el mismo coeficiente de fricción que las superficies de fricción, se el usuario lo requiere. En esta realización, no se necesita las pastillas 93, usadas en la realización de una sola superficie de fricción, véase la figura 13.

La figura 20 es una vista superior, en perspectiva, de un mecanismo de amortiguamiento alternativo. Los soportes de resorte 20, 21 son de diferentes alturas, para soportar apropiadamente una bobina helicoidal de un resorte de torsión (no mostrado). En funcionamiento, el resorte está ligeramente comprimido, axialmente; mediante lo que se provoca que se ejerza una fuerza sobre las superficies de amortiguamiento 202 y 203, a través de los soportes del resorte 20 y 21. Los soportes 20, 21 sirven para distribuir una fuerza de resorte axial, uniformemente, alrededor de la placa de amortiguamiento.

La figura 21 es una vista en planta, inferior, de una segunda realización alternativa. El mecanismo de amortiguamiento es sustancialmente el mismo que en la realización descrita en la figura 15, con la excepción de que solo se usa una superficie de fricción 78. Además, la ranura 91 no está presente en la superficie de fricción 78. En su lugar, la superficie arqueada 92, véase la figura 23, proporciona una superficie de contacto continua, para la placa de amortiguamiento 76. Puesto que esta tiene un coeficiente de fricción relativamente bajo, la fuerza normal T genera una fuerza de fricción despreciable sobre la placa de amortiguamiento. Para equilibrar, hay presentes dos fuerzas (T + P). Por fricción, dos fuerzas R = P_{1} + P están también presentes. Puesto que la placa de amortiguamiento está en equilibrio estático, P_{1}' = - P_{1}.

La figura 22 es una vista en elevación lateral, de la placa de amortiguamiento, a lo largo de la línea 22 - 22 de la figura 21.

La figura 23 es una vista superior, en planta, de la segunda realización alternativa. La superficie de fricción 78 está conectada a la placa de amortiguamiento 76, por medio de lengüetas 85. En esta realización, la parte de la placa de amortiguamiento mostrada en las otras realizaciones, que comprende un punto de contacto 107 adyacente a la ranura, es una superficie arqueada continua 92, para acoplar con un brazo pivotante.

La figura 24 es una vista inferior, en perspectiva, de la segunda realización alternativa. La superficie arqueada continua 92 proporciona una superficie de soporte para recibir una fuerza T, como se ha descrito aquí.

La figura 25 es una vista superior, en perspectiva, de la segunda realización alternativa. Los soportes del resorte 20, 21 reciben al resorte torsional 50 (no mostrado), así como una fuerza de resorte axial aquí descrita.

Claims

1. Un tensor de correa, para tensar un elemento sin fin, que comprende:

un alojamiento (42) que tiene un eje (55);

un brazo pivotante (52), montado de forma pivotante alrededor del eje (55);

una polea (12) dispuesta en el brazo pivotante (52), para rotar alrededor de un segundo eje sustancialmente paralelo a, y separado respecto de, el primer eje;

un resorte (44) que tiene extremos primero y segundo (72, 74), y que tiene un momento de torsión del resorte;

una placa de amortiguamiento (76) que tiene una primera superficie de fricción (78) y, por lo menos, una superficie en rampa, para acoplar con una superficie de pivote; caracterizado porque

la placa de amortiguamiento (76) incluye puntos, primero y segundo, de contacto con el resorte, para contactar operativamente con el primer extremo del resorte (44), mediante lo que el momento de torsión aplicado a la placa de amortiguamiento (76), en combinación con una fuerza reactiva en la superficie de pivote, genera una fuerza normal; y

la placa de amortiguamiento (76) atenúa sustancialmente todo el movimiento del brazo pivotante, mediante una primera fuerza de amortiguamiento, que actúa sobre un movimiento del mencionado brazo pivotante (52), en una primera dirección opuesta a un elemento sin fin, y una segunda fuerza de amortiguamiento, que actúa sobre un movimiento del mencionado brazo pivotante (52), en una segunda dirección hacia un elemento sin fin, siendo la primera fuerza de amortiguamiento, mayor que la segunda fuerza de amortiguamiento.

2. Un tensor como el de la reivindicación 1, en el que la razón entre la primera fuerza de amortiguamiento y la segunda fuerza de amortiguamiento, comprende un coeficiente de asimetría de aproximadamente 2,2.

3. Un tensor como el de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la superficie de fricción describe una forma curvilínea que tiene cierta longitud.

4. Un tensor como el de la reivindicación 1, la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que la placa de amortiguamiento (76) comprende, además:

el acoplamiento de la placa con la superficie de pivote, mediante lo que se produce una rotación de la placa de amortiguamiento (76), tras la aplicación de una fuerza al primer punto de contacto y al segundo punto de contacto, teniendo la superficie del pivote como centro de rotación.

5. Un tensor como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la superficie de fricción (78) comprende, por lo menos, dos partes de la superficie de fricción, y mediante lo cual, un centro de curvatura de una parte de la superficie de fricción, no es coincidente con el centro de curvatura de ninguna otra parte de la superficie de fricción.

6. Un tensor como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la superficie de fricción (78) comprende un material no metálico.

7. Un tensor como el de la reivindicación 6, en el que el material no metálico está lubricado.