ES2263807T3 - Amortiguador para amortiguacion por friccion. - Google Patents
Amortiguador para amortiguacion por friccion.Info
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Abstract
Un amortiguador (200) que comprende: una primera pieza (210); una segunda pieza (208) engranada en forma coaxial con la primera pieza (210); una pieza de desviación (202) engranada entre la primera pieza (210) y la segunda pieza (208); una primera pieza en forma de cuña (209) que tiene un eje (A-A) y que se engrana por deslizamiento con la segunda pieza (208); la primera pieza en forma de cuña (209) que tiene un orificio en forma de cono truncado, una segunda pieza en forma de cuña (204) conectada a la primera pieza (210) y que tiene un eje (A-A); la segunda pieza en forma de cuña (204) que se engrana cooperativamente al orificio en forma de cono truncado; una segunda pieza de desviación (207) que tiene un primer extremo fijo en forma inamovible; una pieza (212) unida a la primera pieza en forma de cuña (209) y que engrana a un segundo extremo de la segunda pieza de desviación (207) por medio de lo cual un movimiento de la primera pieza en forma de cuña (209) actúa sobre la segunda pieza dedesplazamiento (207) que actúa sobre la pieza (212), la pieza (212) comprendiendo además: una varilla (211) que se extiende por deslizamiento a través de una perforación en la segunda pieza en forma de cuña (204) por medio de la cual la segunda pieza de desviación (207) se ubica en forma opuesta a la primera pieza en forma de cuña (209) en forma relativa a la segunda pieza en forma de cuña (204); la segunda pieza en forma de cuña (204) se engrana en forma axial con la primera pieza en forma de cuña (209); y la primera pieza en forma de cuña (209) que se expande en respuesta a una presión por parte de la segunda pieza en forma de cuña (204).
Description
Amortiguador para amortiguación por
fricción.
La invención se relaciona con amortiguadores,
más particularmente con amortiguadores de fricción que son desviados
por un resorte y tienen piezas cooperadoras como cuñas para
amortiguar un movimiento.
Los absorbedores de choques y más
particularmente los amortiguadores para amortiguación por fricción
son utilizados para absorber y amortiguar los movimientos
oscilatorios en diferentes aplicaciones. Estas aplicaciones incluyen
vehículos y maquinaria que son sometidas a movimientos oscilatorios
repetitivos y a vibración. Generalmente, una carga es absorbida por
medio de un resorte mientras que las oscilaciones son absorbidas y
amortiguadas por medio de un movimiento por fricción o por
viscosidad de las partes cooperantes.
Representativa del estado de la técnica es la
patente estadounidense No. 2.429.140 (1947) de Snyder que revela un
absorbedor de choques que tiene una unidad de fricción accionada por
medio de un ensanchador.
También representativa del estado de la técnica
es la patente estadounidense No. 4.606.442 (1986) de Paton y
colaboradores que revela un montaje que comprende zapatas
amortiguadoras que son guiadas por, y acuñadas transversalmente
entre dos anillos como cuñas.
Los montajes amortiguadores que amortiguan por
fricción pueden incorporarse dentro de un montaje tensor. Un tensor
puede ser utilizado para la precarga de una correa de transmisión de
un motor con el propósito de maximizar la eficiencia operacional y
de minimizar el ruido y la vibración durante la operación de la
correa.
Representativa del estado de la técnica es la
patente estadounidense No. 5.951.423 (1999) de Simpson que revela un
tensor mecánico de fricción que tiene bloques con forma de cuña
cargados con un resorte y amortiguación por fricción. El tensor
tiene un pistón con forma de cuña que interactúa con bloques con
forma de cuña desviados por un resorte. Como el pistón se mueve
hacia adentro, los bloques con forma de cuña son empujados hacia
fuera para suministrar amortiguación por fricción.
El documento
WO-A-01/79727 está comprendido en el
estado del arte de acuerdo con el Artículo 54(3) y (4) de la
EPC.
Los amortiguadores que hacen parte del estado
del arte son relativamente complejos y no producen amortiguación
asimétrica.
Lo que se necesita es un amortiguador que tenga
piezas cooperantes de cuñas simplificadas. Lo que se necesita es un
amortiguador que tenga una pieza en forma de cuña simplificada que
provea una amortiguación proporcional por fricción. Lo que se
necesita es un amortiguador que provea una amortiguación asimétrica.
Lo que se necesita es un tensor que tenga un amortiguador que tenga
una pieza en forma de cuña simplificada.
El aspecto primario de la invención es el de
proveer un amortiguador que tenga piezas cooperadoras de cuña
simplificada.
Otro aspecto de la invención es la de proveer un
amortiguador que tenga una pieza en forma de cuña simplificada que
provea amortiguación proporcional por fricción.
Otro aspecto de la invención es la de proveer un
amortiguador que provea una amortiguación asimétrica.
Otro aspecto de la invención es la de proveer un
tensor que tenga un amortiguador que tenga una pieza en forma de
cuña simplificada.
Otros aspectos de la invención serán señalados o
se harán evidentes por medio de la siguiente descripción de la
invención y de los dibujos acompañantes.
La invención se define para un amortiguador de
acuerdo de acuerdo con la reivindicación 1.
Los dibujos acompañantes, que se incorporan y
forman parte de la descripción, ilustran a las modalidades
preferidas de la presente invención, y junto con una descripción,
sirven para explicar los principios de la invención.
La Figura 1 es una vista transversal del
amortiguador innovador.
La Figura 2 es una vista transversal despiezada
del amortiguador innovador.
La Figura 3 describe una vista superior del
amortiguador innovador en uso sobre un tensor de correa.
La Figura 4 es una vista superior de la primera
pieza en forma de cuña.
La Figura 5 es una vista transversal de la
primera pieza en forma de cuña en 5-5 en la Figura
4.
La Figura 1 es una vista transversal del
amortiguador innovador. El amortiguador 200 comprende una carcasa
201 exterior cilíndrica. La cubierta 206 reviste a la superficie
interior de la carcasa exterior 201. La cubierta 206 tiene un
coeficiente predeterminado de fricción que puede variarse para
aumentar o disminuir la fuerza de fricción. El cilindro interior 208
se engrana por deslizamiento con la cubierta 206. El cilindro 208 se
mueve longitudinalmente a lo largo del eje A-A
dentro de la cubierta 206 y de ese modo coaxialmente dentro de la
carcasa exterior 201.
El cilindro 208 se soporta sobre una primera
pieza de desviación o resorte 202 que empuja al cilindro 208
axialmente hacia fuera desde la carcasa exterior 201 a lo largo del
eje A-A. El resorte 202 tiene una constante de
resorte, k. La constante de resorte k se selecciona para asegurar
una apropiada operación con base en la carga impuesta L sobre el
amortiguador durante la operación.
Se une el tubo 210 y se extiende coaxialmente
dentro de la carcasa exterior 201, mientras tiene suficiente espacio
libre radial para permitir la colocación del resorte 202 entre el
tubo 210 y la cubierta 206. Se forma una segunda pieza en forma de
cuña 204 en un extremo del tubo 210.
La segunda pieza de desviación o resorte 207 se
soporta sobre una pieza de deslizamiento 212 y la pieza en forma de
cuña. La pieza de deslizamiento 212 se engrana por deslizamiento con
una superficie interior del tubo 210. La varilla 211 se conecta
firmemente a la pieza de deslizamiento 212 forzando así al resorte
207 entre la pieza de deslizamiento 212 y la pieza en forma de cuña
204. El resorte 207 comprime a la pieza en forma de cuña 209 entre
un extremo 222 de la varilla 211 y la pieza en forma de cuña 204. La
varilla 211 se engrana por deslizamiento con una pieza en forma de
cuña 204 a través de la perfora-
ción.
ción.
La primera pieza en forma de cuña 209 también
comprende una superficie 214 que se engrana por medio de fricción
con la superficie cooperante 213 en el cilindro 208, ver Figura 4 y
Figura 5, cada una, una pieza detallada de cuña 209. La forma
plegada de la superficie 213 y 214 permite que actúe una fuerza
normal mayor sobre el área que de otra manera sería posible
únicamente con base en una forma cilíndrica o tubular para la
superficie 213 y la superficie 14. Una fuerza de fricción es una
función de, entre otras cosas, un coeficiente de fricción de
superficie, un área superficial así como de una fuerza normal que
actúa sobre el área superficial. Se puede incrementar la fuerza de
fricción incrementando la fuerza normal. Una fuerza normal del
amortiguador innovador es mayor que aquella de un amortiguador de
tamaño similar del estado de la técnica en virtud de la superficie
de contacto angulada efectuada por una forma plegada de las
superficies 213 y 214. Las superficies 213 y 214 crean una fuerza de
fricción mayor y por lo tanto una fuerza de amortiguación mayor por
resorte 207 por potencia unitaria útil del resorte 207, proveyendo
así un amortiguador inventivo que tiene una capacidad de
amortiguación mayor en un empaque físico menor. La pieza en forma de
cuña 209 comprende también un orificio en forma de cono truncado
221. La pieza en forma de cuña 204 se engrana cooperativamente al
orificio 221.
En operación, en respuesta a una carga L, la
tapa 205 y el cilindro 208 se mueven en dirección D1. El movimiento
del cilindro 208 dentro de la carcasa exterior 201 en dirección D1
se opone a la acción de desviación del resorte 207 así como por
medio del engranaje por fricción de la superficie 213 con la
superficie 214. Tal engranaje por fricción entre la superficie 213 y
la superficie 214 impulsa a la pieza en forma de cuña 209 en un
engranaje a presión con la pieza en forma de cuña 204. Debido a la
forma piramidal de la pieza en forma de cuña 204 cuando la pieza en
forma de cuña 209 es impulsada contra la pieza en forma de cuña 204,
tal acción causa que la pieza en forma de cuña 209 se expanda en
forma radial. Tal expansión de la pieza en forma de cuña 209 causa
una carga normal mayor sobre la superficie 213 y la superficie 214 y
por lo tanto, una fuerza de fricción mayor entre la superficie 213 y
la superficie 214. La mayor fuerza de fricción causa una resistencia
mayor al movimiento del cilindro 208 en dirección D1, amortiguando
así el movimiento del cilindro D1.
El movimiento del cilindro 208 en dirección D2
resulta en una menor fuerza de fricción que es aplicada por la pieza
en forma de cuña 209 al cilindro 208. Más particularmente, la pieza
en forma de cuña 209 se mueve ligeramente en dirección D2 lo cual
disminuye la fuerza sobre la pieza en forma de cuña 204. Sin
embargo, la pieza en forma de cuña 209 experimenta resistencia a un
movimiento adicional en dirección D2 debido a que el resorte 207
opera sobre la pieza 212 que está conectada a la varilla 212 que, a
su vez, restringe un movimiento adicional de la pieza en forma de
cuña 209. Esto tiene el efecto de reducir la fuerza normal sobre la
superficie 213 la cual reduce la fuerza de fricción entre la
superficie 213 y la superficie 214. Consecuentemente, el movimiento
del cilindro 208 en dirección D1 es asimétrico con respecto al
movimiento en dirección D2 ya que en la dirección D2 está sometido a
una fuerza de fricción reducida, y por lo tanto de amortiguación,
comparado con la dirección D1.
La Figura 2 es una vista transversal despiezada
del amortiguador de la invención. La pieza de deslizamiento 212 se
presiona convenientemente o bien se une a un extremo de la varilla
211. El resorte 207 se comprime entre la pieza de deslizamiento 212
y pieza en forma de cuña 204. La fuerza ejercida por el resorte 207
presiona a la pieza en forma de cuña 204 contra una superficie
interior en forma de cono truncado 209. La pieza en forma de cuña
204 describe un ángulo \alpha con respecto a un eje
A-A.
La cubierta 206 engrana a una superficie
interior 220 de la carcasa exterior 201. La velocidad de
amortiguación del amortiguador puede ajustarse cambiando la
constante de resorte K del resorte 207. Incrementando la constante
del resorte se incrementa la fuerza normal ejercida por la pieza en
forma de cuña 204 sobre la pieza en forma de cuña 209, incrementando
así el coeficiente de amortiguación. Lo contrario es cierto también,
esto es, la disminución de la constante del resorte disminuye la
fuerza normal ejercida por la pieza en forma de cuña 204 sobre la
pieza en forma de cuña 209, disminuyendo así el coeficiente de
amortiguación. También se puede apreciar que la fuerza normal se
puede ajustar cambiando el ángulo \alpha, que afectará
directamente la velocidad de amortiguación. Cambiando el ángulo
\alpha cambiará el grado en el cual la pieza en forma de cuña 209
se expande contra el cilindro 208.
Alguien entrenado en la técnica puede apreciar
que una constante de resorte para un resorte 202 determina la
magnitud de la carga L que puede ser soportada por el amortiguador.
Esto es, la magnitud de L para una aplicación apropiada se
incrementará o disminuirá con un cambio equivalente en la constante
de resorte del resorte 202.
La Figura 3 describe una vista superior del
amortiguador de la invención en uso sobre un tensor de correa. El
amortiguador 200 se conecta a través de un pivote a un bloque de
motor en el pivote 600 por medio de un empotramiento 231 que se
conecta a la carcasa exterior 201. El otro extremo del amortiguador
200 comprende un conector 230, que está unido al cilindro 208. El
conector 230 se une a través de un pivote a la base de una polea 400
en el pivote 700. Una polea 300 se una en forma que pueda rotar a la
base 400. La base 400 se conecta a través de un pivote a un bloque
de motor en el pivote 500. La correa B es preparada entre las poleas
P1, P2 y P3 sobre el sistema accesorio de propulsión del extremo
frontal del motor. El tensor mantiene una tensión apropiada
predeterminada en la correa con el propósito de prevenir el ruido en
la correa y que ésta patine. Como se describe en otra parte en esta
descripción, la tensión en la correa y a su vez la carga en el
amortiguador es función de la constante de resorte para el resorte
202. Una constante de resorte mayor permite soportar una carga mayor
por parte del amortiguador y del tensor.
La Figura 4 es una vista superior de la primera
pieza en forma de cuña. La pieza en forma de cuña 209 incluye
protrusiones 251 que se extienden radialmente en un patrón con forma
de estrella, aunque cualquier forma plana es aceptable para los
propósitos de la invención mientras que la superficie 213 y la
superficie 214 tienen formas cooperantes. Las superficies 214 de las
protrusiones 251 engranan cooperativamente a las superficies 213 (no
se muestran). Las ranuras 250 se extienden parcialmente en forma
axial a través de la pieza. Las ranuras 250 le permiten a la pieza
209 expandirse parcialmente en forma radial hacia afuera cuando se
aplica una presión por medio de una segunda pieza en forma de cuña
204.
La Figura 5 es una vista transversal de la
primera pieza en forma de cuña en la línea 5-5 en la
Figura 4. La ranura 250 es mostrada extendiéndose parcialmente en
forma axial a través de la pieza 209. La varilla 211 se extiende a
través del agujero 252.
Aunque se ha descrito aquí una forma sencilla de
la invención, será obvio para aquellos entrenados en el arte que
pueden hacerse variaciones en la construcción y en la relación de
las partes sin apartarse del alcance de la invención descrita
aquí.
Claims (4)
1. Un amortiguador (200) que comprende:
- una primera pieza (210);
- una segunda pieza (208) engranada en forma coaxial con la primera pieza (210);
- una pieza de desviación (202) engranada entre la primera pieza (210) y la segunda pieza (208);
- una primera pieza en forma de cuña (209) que tiene un eje (A-A) y que se engrana por deslizamiento con la segunda pieza (208);
- la primera pieza en forma de cuña (209) que tiene un orificio en forma de cono truncado,
- una segunda pieza en forma de cuña (204) conectada a la primera pieza (210) y que tiene un eje (A-A);
- la segunda pieza en forma de cuña (204) que se engrana cooperativamente al orificio en forma de cono truncado;
- una segunda pieza de desviación (207) que tiene un primer extremo fijo en forma inamovible;
- una pieza (212) unida a la primera pieza en forma de cuña (209) y que engrana a un segundo extremo de la segunda pieza de desviación (207) por medio de lo cual un movimiento de la primera pieza en forma de cuña (209) actúa sobre la segunda pieza de desplazamiento (207) que actúa sobre la pieza (212), la pieza (212) comprendiendo además:
- una varilla (211) que se extiende por deslizamiento a través de una perforación en la segunda pieza en forma de cuña (204) por medio de la cual la segunda pieza de desviación (207) se ubica en forma opuesta a la primera pieza en forma de cuña (209) en forma relativa a la segunda pieza en forma de cuña (204);
- la segunda pieza en forma de cuña (204) se engrana en forma axial con la primera pieza en forma de cuña (209); y
- la primera pieza en forma de cuña (209) que se expande en respuesta a una presión por parte de la segunda pieza en forma de cuña (204).
2. El amortiguador (200) como en la
reivindicación 1, en donde:
- la primera pieza en forma de cuña (209) comprende además una superficie exterior de fricción (214) que tiene una forma plegada; y
- la segunda pieza (208) que tiene una superficie interior (213) que tiene una forma plagada para engranarse cooperativamente con la superficie exterior de fricción (214) de la primera pieza en forma de cuña.
3. El amortiguador (200) como en la
reivindicación 1, en donde:
- la superficie exterior de fricción (214) de la primera pieza en forma de cuña y la superficie interior (213) de la segunda pieza teniendo cada una un coeficiente de fricción.
4. El amortiguador (200) de cualquiera de las
anteriores reivindicaciones en combinación con:
- una base (400) que puede montarse en forma de pivote a una superficie;
- una polea (300) que tiene una superficie de soporte de la correa, la polea (300) montada a la base en forma que pueda rotar; y
- un primer extremo del amortiguador (200) montado en forma de pivote a la base (400) y un segundo extremo del amortiguador (200) que puede montase en forma de pivote a una superficie.
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