ES2282464T3 - Tensor lineal. - Google Patents

Abstract

Un tensor que comprende: una base (6); un alojamiento (3); un acoplamiento mecánico entre el alojamiento (3) y la base (6), mediante lo que el alojamiento (3) está limitado a moverse sobre un trayecto predeterminado; y caracterizado por: un mecanismo de articulación (8) conectado al alojamiento (3) y a un cuerpo de leva (9), donde el cuerpo de leva (9) está conectado de forma rotatoria con la base (6); un elemento de derivación (11); con un extremo conectado a la base (6) y el otro extremo conectado al cuerpo de leva (9); el elemento de derivación (11) que resiste un movimiento rotatorio del cuerpo de leva (9); y una polea (1) instalada en el alojamiento (3).

Description

Tensor lineal.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a tensores, y más en concreto tensores que tienen una tensión constante para un rango de movimiento lineal.

Antecedentes de la invención

La mayoría de los motores utilizados para automóviles y similares, incluye una serie de sistemas accesorios que son necesarios para el apropiado funcionamiento del vehículo. Los sistemas accesorios pueden incluir un alternador, un compresor del acondicionador de aire, y una bomba de la dirección asistida.

Los sistemas accesorios están montados en general sobre una superficie frontal del motor. Teniendo cada accesorio una polea montada sobre un eje, para recibir potencia procedente de alguna clase de transmisión por correa. En los primeros sistemas, cada accesorio estaba impulsado por una correa dedicada que corría entre el accesorio y el cigüeñal. Con las mejoras en la tecnología de correas, ahora se utiliza simples correas de serpentina en la mayoría de las aplicaciones, encaminadas a través de diversos componentes accesorios. La correa serpentina está impulsada por el cigüeñal del motor.

Puesto que la correa serpentina debe ser encaminada a la totalidad de los accesorios, en general es más larga que sus predecesoras. Para funcionar apropiadamente, la correa se instala con una tensión predeterminada. Cuando funciona se estira ligeramente. Esto tiene como resultado una disminución en la tensión de la correa, que puede provocar que la correa se deslice provocando ruido y desgaste indebidos. Por consiguiente, es deseable un tensor de correa que mantenga la apropiada tensión de correa, cuando la correa se estira durante su uso.

Cuando hay un tensor de correa en funcionamiento, usualmente la correa oscila debido a su interacción con las poleas. Estas oscilaciones no son deseables, puesto que pueden provocar el desgaste prematuro de la correa y el tensor. Por lo tanto, se añade un mecanismo amortiguador al tensor, para motivar las oscilaciones de la correa.

Los tensores del arte previo, tales como el revelado en la publicación DE 37 07 917 A1, que revela un tensor acorde con el preámbulo de la reivindicación 1, están basados en alguna clase de elemento de carga que funciona sobre una polea. Estos comprenden resortes de compresión, amortiguadores, muelles neumáticos, cilindros hidráulicos, etcétera. En este caso la tensión de la correa, y por consiguiente la carga sobre la polea, es función de su posición. Generalmente, la tensión de la correa se incrementa o disminuye dependiendo de la posición de la polea.

Adicionalmente, se ha desarrollado diversos mecanismos de amortiguación del arte previo. Estos incluyen amortiguadores basados en fluidos viscosos, mecanismos basados en superficies de ficción que se deslizan, o en la interacción mutua, y amortiguadores que utilizan una serie de resortes interactivos. Cada uno depende de una sola forma de mecanismo amortiguador para llevar a cabo la función de amortiguación. Cada uno tiene una configuración del mecanismo de polea y amortiguador, con el mecanismo amortiguador externo a la polea. Esto genera un dispositivo demasiado grande para su propósito.

Lo que se necesita es un tensor que tenga una tensión constante sobre un rango de movimiento lineal de una polea. Lo que se necesita es un tensor que tenga un cuerpo de leva que proporciona una fuerza constante sobre un rango de par de fuerzas del resorte. Lo que se necesita es un tensor que tenga un mecanismo amortiguador que comprenda guía lineal. La presente invención satisface estas necesidades.

Resumen de la invención

El aspecto principal de la invención es proporcionar un tensor que tenga una tensión constante sobre un rango de movimiento lineal de una polea.

Otro espectro de la invención es proporcionar un tensor que tenga un cuerpo de leva que proporcione una fuerza constante, sobre un rango del par de fuerzas del resorte.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un tensor que tenga un mecanismo amortiguador que comprenda una guía lineal.

Los anteriores objetivos se consiguen mediante las características técnicas especiales de la reivindicación 1.

Otros aspectos de la invención serán señalados, o se harán obvios, mediante la siguiente descripción de la invención y los dibujos anexos.

La presente invención proporciona un tensor como el enunciado en las reivindicaciones. En una realización preferida, la invención comprende un tensor que tiene una polea instalada en un alojamiento. El alojamiento comprende además una guía. La guía acopla, de forma deslizante, raíles sobre una base. La guía y los raíles limitan al alojamiento a moverse en un recorrido lineal predeterminado. Los raíles están descentrados horizontalmente respecto de los ejes definidos por la polea. La carga de la polea está también descentrada verticalmente respecto de los ejes de la guía. La guía y los raíles tienen un coeficiente de fricción predeterminado, de forma que el resultado acumulativo es un efecto de amortiguamiento asimétrico. Además hay conectado un mecanismo de articulación entre el alojamiento y el cuerpo de leva. El cuerpo de leva está conectado de forma rotatoria con la base. Un elemento de derivación, tal como un resorte de torsión, deriva el cuerpo de leva contra la carga de la correa, a través del mecanismo de articulación. El radio del cuerpo de leva es variable, para mantener una carga de correa constante cuando la polea del tensor se mueve en respuesta a un cambio de carga.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos anexos que se incorpora la especificación y forman parte de esta, ilustran realizaciones preferidas de la presente invención y, junto con una descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

La figura 1 es una vista lateral, en sección transversal, de la invención;

la figura 2 es una vista en planta, en sección transversal, de la invención,

la figura 3 es una vista de la guía y los raíles en la línea 3-3;

la figura 4 es un diagrama de cuerpo libre, de las fuerzas que actúan sobre los raíles; y

la figura 5 es una vista en perspectiva de las fuerzas que actúan sobre la guía.

Descripción detallada de la realización preferida

La figura 1 es una vista lateral, en sección transversal, de la invención. El tensor comprende una polea 1 instalada en el alojamiento 3 con el cojinete 2. El alojamiento 3 comprende además la guía 4. Hay montados raíles 7, 17 en la base 6. Los raíles 7, 17 acoplan de forma deslizante con la guía 4, de forma que tal alojamiento 3 está limitado a moverse en un trayecto predeterminado. El trayecto es lineal en la realización preferida.

Un extremo del mecanismo de articulación 8 está unido al alojamiento 3, y el otro extremo está unido al cuerpo de leva 9, mediante el sujetador 10. El cuerpo de leva 9 está además conectado al resorte de torsión 11. El resorte de torsión 11 está conectado a la base 6. El pivote 13 está unido a la base 6. El cuerpo de leva 9 está conectado de forma rotatoria el pivote 13, permitiéndole así rotar alrededor de un eje principal, en respuesta a un par de fuerzas procedente del resorte 11. El mecanismo de articulación 8 es flexible en el extremo que se enrolla alrededor del cuerpo de leva 9, en funcionamiento.

El cuerpo de leva 9 comprende además un radio variable. En la posición sin carga del tensor, el radio R en el punto P tangente al contacto con el mecanismo de articulación, está en un mínimo. En la posición de carga máxima del tensor, el radio R en P está en un máximo. La diferencia en los radios compensa el cambio de par de fuerzas del resorte, para diferentes posiciones de la polea, al efecto de mantener constante la tensión de la correa. Se puede apreciar que el radio del cuerpo de leva puede seleccionarse para acomodar un rango de necesidades de un usuario para la tensión de la correa.

La figura 2 es una vista en sección transversal, en planta, de la invención. Un eje longitudinal del mecanismo de articulación 8 está descentrado respecto del primer eje "C" del centro de polea, mediante el desplazamiento "A". Los raíles 7, 17 están también descentrados entre sí, mediante el desplazamiento "B" a lo largo de un segundo eje. El rail 17 está descentrado respecto del centro de polea "C" mediante los desplazamientos "D" y "F". Los raíles 7, 17 están también descentrados entre sí mediante el desplazamiento "E". El desplazamiento "A" provoca fuerzas de reacción, F_{R} en los raíles 7, 17 sobre la guía 4, que están determinadas por el desplazamiento "B", "D", "E", "F". F_{R} determina las fuerzas de rozamiento provocadas por el deslizamiento de la guía sobre los raíles. La magnitud y la proporción de A, B, D, E y F determina las características de amortiguamiento creadas por la acción de la guía sobre los raíles. El amortiguamiento puede con las oscilaciones de la correa, en funcionamiento. En algunos casos es muy beneficioso tener diferentes características de amortiguamiento para cuando la correa está descargada, o descargada. Esto se conoce como asimetría y, en este diseño, puede controlarse fácilmente mediante la proporción entre A, B, C, D, E y F. Esta relación se ilustra como sigue:

Condición de Correa Cargada

F_{R(17)} - F_{R(7)} = 0

F_{S} - Amortiguamiento_{(7)} - Amortiguamiento_{(17)} - F_{B} = 0

F_{S} * A - F_{R(17)} * D - Amortiguamiento_{(17)} * F + Amortiguamiento_{(7)}*(E – F) - F_{R(7)}*(B - D) = 0

Amortiguamiento Total_{I} = Amortiguamiento_{(7)} + Amortiguamiento_{(17)}

Condición de Correa Descargada

F_{R(17)} - F_{R(7)}=0

F_{S} + Amortiguamiento_{(7)} + Amortiguamiento_{(17)} - F_{B} = 0

F_{S} * A - F_{R(17)} * D + Amortiguamiento_{(17)} * F - Amortiguamiento_{(7)} * (E - F) - F_{R(7)} * (B - D) = 0

Amortiguamiento Total_{II} = Amortiguamiento_{(7)} + Amortiguamiento_{(17)}

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Asimetría del Amortiguamiento

Asimetría = (Amortiguamiento Total_{II} / Amortiguamiento Total_{I})

En funcionamiento, se hace correr a una correa bajo tensión alrededor de poleas del sistema (no mostradas), lo que tiene como resultado la aplicación de una carga de correa F_{B} a la polea 1. El resorte 11 es cargado previamente para crear una fuerza de resorte F_{S} que es sustancialmente de magnitud equivalente y sentido opuesto a la carga de correa F_{B}. El resorte de torsión 11 resiste la carga F_{B} a través del funcionamiento del cuerpo de leva 9 y el mecanismo de articulación 8.

En la realización preferida el mecanismo de articulación está conectado al cuerpo de leva 9, de forma que un radio R del cuerpo de leva, en un punto tangente P de contacto con el mecanismo de articulación, está a un valor mínimo para una carga de correa F_{B} dada. Después, por ejemplo cuando la tensión de la correa disminuye o se descarga, y por lo tanto se incrementa la longitud de la correa en relación con la polea 2, la polea/alojamiento y la guía se moverán a lo largo de los raíles 7, 17. El funcionamiento de este resorte de torsión sobre el cuerpo de leva provoca que el mecanismo de articulación 8 se enrolla parcialmente alrededor del cuerpo de leva. En este ejemplo, el punto tangente P del contacto del mecanismo de articulación sobre el cuerpo de leva, se moverá desde la posición de menor radio a una posición de mayor radio, incrementando de ese modo el momento sobre el mecanismo de articulación, para compensar una correspondiente disminución en el par de fuerzas del resorte, provocada por la rotación del cuerpo de leva. Por lo tanto, el efecto del radio variable del cuerpo de leva provoca que se aplique una fuerza constante al alojamiento, incluso cuando el alojamiento se mueve en respuesta a cambios en la carga de la correa. Esto provoca que se mantenga una carga constante sobre la correa, sobre un rango del movimiento del alojamiento.

El alojamiento 3 está limitado moverse a lo largo de un trayecto predeterminado, mediante funcionamiento cooperativo de la guía 4 y los raíles 7, 17, véase la figura 3. La distancia que se mueve el alojamiento 3, y las características de este movimiento, son función de la constante del muelle y el efecto de amortiguamiento de la guía y los raíles, como se ha descrito aquí.

La figura 3 es una vista de la guía y los raíles en la línea 3 - 3 en la figura 2. La guía 4 comprende lados inclinados 41, 42. Los raíles 7, 17 acoplan de forma deslizante con los lados inclinados 41, 42 y la guía 4 limitando, de ese modo, a la guía 4 y al alojamiento 3 a moverse en un trayecto predeterminado. En la realización preferida, el trayecto preferido es lineal a lo largo de un eje sustancialmente paralelo a un eje del mecanismo de articulación 8. El coeficiente de fricción de los raíles 7, 17 y los lados 41, 42 puede ser seleccionado por un usuario, entre diversos materiales conocidos en la tecnología de la amortiguación incluyendo, pero no limitándose a, nailon 6/6 y nailon 4/6 con lubricante.

La figura 4 es un diagrama de cuerpo libre, de las fuerzas que actúan sobre los raíles. Las fuerzas de reacción son F_{R}, como se describe en la figura 2. Las fuerzas opuestas procedentes de los raíles son R_{7,} P_{17}. Las componentes normales son N_{7,} N_{17}. Las fuerzas de polea provocadas por la carga de la correa son P_{7}, P_{17}.

La figura 5 es una vista en perspectiva, de las fuerzas que actúan sobre la guía. El par de fuerzas de equilibrio, T_{Bal}, es igual a:

T_{Bal} = T = (P_{17} - P_{7}) * B

Claims (10)

1. Un tensor que comprende:

una base (6);

un alojamiento (3);

un acoplamiento mecánico entre el alojamiento (3) y la base (6), mediante lo que el alojamiento (3) está limitado a moverse sobre un trayecto predeterminado; y caracterizado por:

un mecanismo de articulación (8) conectado al alojamiento (3) y a un cuerpo de leva (9), donde el cuerpo de leva (9) está conectado de forma rotatoria con la base (6);

un elemento de derivación (11); con un extremo conectado a la base (6) y el otro extremo conectado al cuerpo de leva (9);

el elemento de derivación (11) que resiste un movimiento rotatorio del cuerpo de leva (9); y

una polea (1) instalada en el alojamiento (3).

2. El tensor como en la reivindicación 1, en el que el cuerpo de leva (9) comprende además un radio variable.

3. El tensor como en la reivindicación 1, en el que se aplica una fuerza constante al alojamiento (3), mediante el mecanismo de articulación, en cualquier punto en el rango de desplazamiento del alojamiento (3).

4. El tensor como en la reivindicación 1, en el que el acoplamiento mecánico comprende:

un primer elemento de cojinete (7) que tiene un coeficiente de fricción y está montado en la base (6);

un segundo elemento de cojinete (4) que tiene un coeficiente de fricción montado en el alojamiento (3), en acoplamiento deslizante con el primer elemento de soporte (7).

5. El tensor como en la reivindicación 1, en el que el trayecto predeterminado es lineal.

6. El tensor como en la reivindicación 1, en el que el elemento de derivación (11) comprende un resorte de torsión.

7. El tensor como en la reivindicación 2, en el que

el mecanismo de articulación (8) está conectado al cuerpo de leva (9) de forma que, en una carga máxima, un radio R del cuerpo de leva (9) en un punto tangente del contacto del mecanismo de articulación, está en un mínimo.

8. El tensor como en la reivindicación 4, que comprende además:

un par de primeros elementos de cojinete (7, 17).

9. El tensor como en la reivindicación 8, en el que:

cada uno de los primeros elementos de cojinete (7, 17) está descentrado respecto del otro, en relación con un primer eje de la polea (1).

10. El tensor como en la reivindicación 9, en el que:

cada uno de los primeros elementos de cojinete (7, 17) está descentrado respecto del otro, en relación con un segundo eje de la polea (1).