ES2283525T3 - Tensor lineal. - Google Patents

Abstract

Un tensor que comprende: una base (2); un elemento de fricción (9; 10) montado en la base, y que tiene superficies de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción; una placa (4) que tiene una superficie de acoplamiento de la placa (23, 27; 26, 28), en acoplamiento deslizante con una correspondiente superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, teniendo tal acoplamiento deslizante un efecto de amortiguamiento; un elemento de derivación (1), entre la base (2) y la placa (4), para derivar a la placa contra una fuerza; teniendo el elemento de derivación, un eje (A-A); una superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa, sobre cada lado del eje del elemento de derivación, y alineadas sustancialmente con el eje del elemento de derivación, permitiendo, de ese modo, un movimiento lineal de la placa (4); y una polea (7) que tiene un centro de polea (PC) engoznado en laplaca (4), teniendo la polea (7) un eje de rotación; caracterizado porque el eje de rotación está normalmente desplazado cierta distancia desde el eje (A-A) del elemento de derivación, siendo la distancia (a) mayor que una distancia de una superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, desde el eje (A-A) del elemento de derivación.

Description

Tensor lineal.

Campo de la invención

La invención se refiere a tensores, más en concreto a tensores lineales con amortiguamiento de un movimiento de polea, mediante cojinetes lineales.

Antecedentes de la invención

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

Generalmente, los sistemas accesorios están montados sobre una superficie frontal del motor. Cada accesorio tiene una polea montada sobre un eje, para recibir potencia desde alguna clase de transmisión por correa. En los sistemas pioneros, cada accesorio estaba impulsado por una correa separada que corría entre el accesorio y el eje del cigüeñal. Gracias a mejoras en la tecnología de correas, en la mayoría de las aplicaciones se utiliza generalmente una sola correa serpentina. Una sola correa serpentina encaminada entre los diversos componentes accesorios, impulsa los accesorios. El eje de cigüeñal del motor impulsa la correa serpentina.

Puesto que la correa serpentina debe encaminarse a la totalidad de los accesorios, generalmente se ha hecho más larga que sus predecesoras. Para funcionar apropiadamente, la correa se instala con una tensión predeterminada. Cuando funciona, se estira ligeramente respecto de su longitud. Esto tiene como resultado una disminución en la tensión de la correa, que puede provocar que la correa se deslice. Por consiguiente, se utiliza un tensor de correa para mantener la tensión de correa apropiada, cuando la correa se estira durante su uso.

Cuando funciona el tensor de correa, la correa en marcha puede excitar el resorte del tensor provocando oscilaciones. Estas oscilaciones son indeseables, puesto que provocan al desgaste prematuro de la correa y el tensor. Por lo tanto, se añade un mecanismo de amortiguamiento el tensor, para amortiguar oscilaciones operativas.

Se ha desarrollado diversos mecanismos de amortiguamiento. Estos incluyen fluidos amortiguadores, mecanismos basados en superficies de fricción que se deslizan, o interactúan entre sí, y amortiguadores que utilizan una serie de resortes interactivos.

Es representativa del arte en EE.UU. la patente número 4 362 525 (1 982), de Sproul, que revela un tensor que tiene un bloque de leva, que acopla una superficie angulada sobre una base. Cuando el brazo del tensor se mueve, el bloque de leva se mueve contra la superficie angulada, que tiene un coeficiente de fricción, mediante lo que se proporciona una fuerza de amortiguamiento sobre el brazo.

Los tensores del arte previo son complejos y requieren varios componentes. Además no proporcionan flexibilidad en diseño, mediante orientar los componentes para tomar ventaja de la relación mecánica entre la correa y los componentes de fricción. Además, generalmente los tensores del arte previo transmiten un movimiento arqueado al centro de la polea. Finalmente, los tensores del arte previo no utilizan cojinetes de amortiguamiento lineal.

El documento EP - A - 1 022 488 revela un tensor del tipo enunciado en el preámbulo de la reivindicación 1 anexa.

Lo que se necesita es un tensor que tenga un soporte lineal. Lo que se necesita es un tensor que tenga un soporte de amortiguamiento lineal. Lo que se necesita es un tensor que tenga bloques de fricción, que impartan amortiguamiento en respuesta al movimiento lineal de una placa de polea. Lo que se necesita es un tensor que tenga un amortiguamiento determinado por un par de fuerzas que actúen sobre bloques de fricción, acoplando una placa de polea. La presente invención satisface estas necesidades.

Resumen de la invención

El aspecto principal de la invención es proporcionar un tensor que tenga un cojinete lineal.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un tensor que tenga un cojinete de amortiguamiento lineal.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un tensor que tenga bloques de fricción, que transmitan amortiguamiento en respuesta al movimiento lineal de una placa de polea.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un tensor que tenga un amortiguamiento determinado por un par de fuerzas que actúan sobre bloques de fricción, acoplando una placa de polea.

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

La invención comprende un tensor como el enunciado en la reivindicación 1 anexa. Así, el tensor tiene una base. Un resorte conectado a la base deriva a una placa, que tiene una polea, hacia una correa. Los bloques de fricción están alineados sobre la base, de forma escalonada, a lo largo de un eje longitudinal del resorte. La placa se mueve de forma deslizante, en un trayecto lineal entre los bloques. Los bloques limitan el trayecto de la placa, permitiendo solo el movimiento en un eje, en general paralelo a un eje del resorte. La carga central procedente de una correa que corre sobre la polea, combinada con la fuerza de resorte que actúa sobre la placa, crea un par de fuerzas que actúan sobre la placa a través de los bloques de fricción. Las superficies de acoplamiento entre la placa y los bloques, tienen un coeficiente de fricción predeterminado creándose, de ese modo, una fuerza de amortiguamiento cuando la polea y la placa se mueven en un trayecto lineal, sobre los bloques. La polea tiene un eje de rotación, que normalmente está desplazado cierta distancia respecto del eje del resorte.

Breve descripción de los dibujos

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

La figura 1 es una vista superior, en perspectiva, de la invención.

La figura 2 es una vista parcial superior, en perspectiva, de la invención.

La figura 3 es una vista parcial superior, en perspectiva, de la invención.

La figura 4 es una vista parcial superior, de la invención.

La figura 5 es una vista en alzado, de la invención.

La figura 6 es una vista en planta, de la invención.

Descripción detallada de la realización preferida

La figura 1 es una vista superior, en perspectiva, de la invención. El elemento de derivación o resorte 1 está unido a una base 2 y a una espiga 3. La espiga 3 está sujeta, de forma fija, a la placa 30 (no mostrada). La placa 30 está montada para desplazar la placa 4 (no mostrada). El eje 5 está montado en la placa 30. El cojinete 6 de polea está montado en el eje 5. La polea 7 está montada en el cojinete 6. La correa B corre en torno a la polea 7. En la realización preferida, el resorte 1 comprende un resorte de serpentín helicoidal, pero también puede comprender cualquier componente de derivación adecuado, conocido en el arte, por ejemplo un pistón neumático o hidráulico.

La figura 2 es una vista parcial superior, en perspectiva, de la invención. Se muestra el tensor sin la polea 7. El eje 5 y la espiga 3 están montados en la placa 30. No se muestra la placa 4.

La figura 3 es una vista parcial superior, en perspectiva, de la invención. Se omite la placa 30, para proporcionar una visión de la placa 4 montada de forma deslizante sobre la base 2. Los sujetadores F unen el tensor a cualquier superficie apropiada para el uso.

La figura 4 es una vista parcial superior, en perspectiva, de la invención. Se omite el eje 5, el cojinete 6, la polea 7 y la placa 30, para mostrar la placa 4 montada de forma deslizante en la base 2.

La figura 5 es una vista de costado, en alzado, de la invención. Se muestra la placa 4 acoplada al bloque 9 y al bloque 10. Los bloques 9, 10, aludidos también como elementos de fricción, están unidos de forma fija a la base 2. Los bloques 9, 10 están desplazados sobre lados opuestos del eje A-A del resorte. Los bloques 9 describen un ángulo \alpha1 entre las superficies de acoplamiento 21, 22 del elemento de fricción. Las superficies de acoplamiento 23, 27 de la placa, sobre la placa 4, acoplan de forma deslizante las superficies de acoplamiento 21, 22 del elemento de fricción, respectivamente. El bloque 10 describe un ángulo \alpha2 entre las superficies de acoplamiento 24, 25 del elemento de fricción. Las superficies de acoplamiento 26, 28 de la placa, sobre la placa 4, respectivamente acoplan de forma deslizante las superficies de acoplamiento 25, 24 del elemento de fricción.

Las superficies 21, 22, 23, 24, 25, 26 y 28 pueden comprender cualquier material de fricción conocido en el arte incluyendo, pero no limitándose a, nailon o PTFE, y por lo tanto cada una de ellas tiene un coeficiente de fricción predeterminado. En una realización preferida, el ángulo \alpha1 y el ángulo \alpha2 son iguales, pero también pueden diferir en función de las necesidades de un usuario.

La figura 6 es una vista en planta, de la invención. Esta vista describe el tensor tal como se muestra en la figura 4, con la excepción de que se omite la placa 4, para mostrar la relación entre los bloques 9, 10 y el resorte 1. El bloque 9 y el bloque 10 se alternan, a diferentes distancias desde el resorte 1 a lo largo del eje A-A del resorte. Los bloques están además separados entre sí, en una distancia b transversal al eje A-A del resorte. Normalmente, el centro de polea P_{C} está descentrado respecto del eje A-A del resorte, en una distancia de desplazamiento, a, y está descentrado respecto de un borde del bloque 9, en una distancia c. La distancia a es mayor que una distancia hasta la superficie de acoplamiento del bloque 9 de fricción, desde el eje A-A del resorte.

En funcionamiento, se hace correr una correa que tiene una tensión, en torno a la polea 7, que crea una fuerza de carga central F_{L} que actúa en P_{C}, que a su vez opera sobre el eje 5 y, de ese modo, sobre la placa 4. Un vector F_{S} de fuerza del resorte, trabaja para contrarrestar la fuerza de carga central F_{L}, lo que genera las fuerzas de reacción F_{R9} y F_{R10} que, a su vez, actúan sobre los bloques 9, 10. La placa 4 está limitada a moverse linealmente a lo largo de un trayecto fijo, paralelo al eje A-A del resorte, entre los bloques 9, 10. Las fuerzas F_{R9} y F_{R10} son generalmente aludidas como F_{R}.

Puesto que para el análisis que nos ocupa, puede asumirse que el tensor está en equilibrio estático, puede sumarse los vectores para dar los vectores F_{R9} y F_{R10} de fuerza de reacción, sobre los bloques 9, 10:

(1)F_{S} + F_{L} = F_{R9} + F_{R10}

F_{R9} y F_{R10} pueden resolverse como un par, que actúa sobre los bloques 9, 10. Puesto que los lados de los bloques 9, 10 acoplados con las superficies cooperativas sobre la placa 4, tienen un coeficiente de fricción predeterminado, se crea una fuerza de fricción mediante la actuación del par F_{R9} y F_{R10} sobre los bloques. Además, puesto que los bloques tienen superficies de acoplamiento del elemento de fricción, que tienen ángulos \alpha1 y \alpha2, la placa 4 realiza, además, un efecto de leva cuando las superficies de acoplamiento de la placa acoplan con las superficies de acoplamiento 22 y 25. Esto introduce un factor sen(\alpha) en la fuerza de fricción, asumiendo que F_{R} es una fuerza normal a cada bloque, en el plano de la placa 4. A su vez, la fuerza de fricción determina el efecto de amortiguamiento \zeta, o:

(2)\zeta = sen\alpha(F_{R}\mu)

donde \mu es un coeficiente de fricción para cada superficie de acoplamiento del elemento de fricción, y cada superficie de acoplamiento de la placa.

Una persona cualificada en el arte, apreciará fácilmente que cambiar la magnitud y la dirección de los vectores F_{R}, así como el coeficiente de fricción de cada superficie de acoplamiento, variará el efecto de amortiguamiento. Esto puede también conseguirse mediante cambiar cualquiera de las variables relevantes, tales como la distancia "a" entre el eje A-A del resorte, y el centro de polea P_{C}; la distancia "b" entre los bloques 9, 10; y la distancia "c" entre el bloque 9 y el centro de polea. La selección apropiada de cada variable, permite a un usuario diseñar el tensor para funcionar en base a un conjunto dado de requisitos y parámetros operativos.

El eje A-A del elemento de derivación, puede también estar algo descentrado verticalmente, respecto de un plano de las superficies de acoplamiento del elemento de fricción, lo que variará el efecto de amortiguamiento aquí descrito.

Aunque aquí se ha descrito una sola forma de la invención será obvio, para aquellas personas cualificadas en el arte, que puede realizarse variaciones en la construcción y en la relación de las piezas, sin apartarse del espíritu y el alcance de la invención aquí descrita.

Claims (8)

1. Un tensor que comprende:

\quad

una base (2);

\quad

un elemento de fricción (9; 10) montado en la base, y que tiene superficies de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción;

\quad

una placa (4) que tiene una superficie de acoplamiento de la placa (23, 27; 26, 28), en acoplamiento deslizante con una correspondiente superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, teniendo tal acoplamiento deslizante un efecto de amortiguamiento;

\quad

un elemento de derivación (1), entre la base (2) y la placa (4), para derivar a la placa contra una fuerza;

\quad

teniendo el elemento de derivación, un eje (A-A);

\quad

una superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa, sobre cada lado del eje del elemento de derivación, y alineadas sustancialmente con el eje del elemento de derivación, permitiendo, de ese modo, un movimiento lineal de la placa (4); y

\quad

una polea (7) que tiene un centro de polea (P_{C}) engoznado en la placa (4), teniendo la polea (7) un eje de rotación;

caracterizado porque el eje de rotación está normalmente desplazado cierta distancia desde el eje (A-A) del elemento de derivación, siendo la distancia (a) mayor que una distancia de una superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, desde el eje (A-A) del elemento de derivación.

2. El tensor según la reivindicación 1, en el que:

\quad

cada superficie de acoplamiento (21, 22) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27) de la placa, están normalmente desplazadas cierta distancia sobre lados opuestos del eje (A-A) del elemento de derivación, respecto de otra superficie de acoplamiento (24, 25) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (26, 28) de la placa.

3. El tensor según la reivindicación 1 o la 2, en el que:

\quad

cada superficie de acoplamiento del elemento de fricción, está desplazada axialmente respecto de las otras, en paralelo al eje (A-A) del elemento de derivación, desde otra superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción y la correspondiente superficie de acoplamiento de la placa.

4. El tensor según cualquier reivindicación precedente, en el que:

\quad

cada una de las superficies de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, y las correspondientes superficies de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa, son sustancialmente planas.

5. El tensor según cualquier reivindicación precedente, en el que:

\quad

cada superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa están, cada una, a una distancia diferente a lo largo del eje (A-A) del elemento de derivación, desde un punto de montaje del elemento de derivación.

6. El tensor según cualquier reivindicación precedente, en el que cada superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) del elemento de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa, comprenden además:

\quad

un par de superficies que describen un ángulo (\alpha1; \alpha2) entre sí, y teniendo cada ángulo un vértice; y

\quad

estando cada vértice en lados opuestos del eje (A-A) del elemento de derivación, y dirigido alejándose respecto del eje del elemento de derivación.

7. El tensor según cualquier reivindicación precedente, en el que cada superficie de acoplamiento (21, 22; 24, 25) de fricción, y la correspondiente superficie de acoplamiento (23, 27; 26, 28) de la placa, comprenden un coeficiente de fricción predeterminado.

8. El tensor según cualquier reivindicación precedente, en el que el elemento de derivación (1) comprende un resorte.