ES2402704T3 - Polea de desacoplamiento - Google Patents

Abstract

Polea de desacoplamiento que incluye una llanta (4Polea de desacoplamiento que incluye una llanta (4) solidaria a un primer elemento de transmisión de) solidaria a un primer elemento de transmisión de potencia,así como un muelle de torsión (1) montad potencia,así como un muelle de torsión (1) montado en un receptáculo solidario a un segundo elemento en un receptáculo solidario a un segundo elemento de transmisión depotencia, siendo uno de los eleo de transmisión depotencia, siendo uno de los elementos de transmisión de potencia motriz y siendo mentos de transmisión de potencia motriz y siendo el otro de los elementos detransmisión de potenciael otro de los elementos detransmisión de potencia receptor, caracterizada porque el receptáculo es receptor, caracterizada porque el receptáculo es una campana (3) en cuyo interior estácentrado el muna campana (3) en cuyo interior estácentrado el muelle, que presenta una primera (12) y una segundauelle, que presenta una primera (12) y una segunda (14) región de extremo, cada una de las cuales se (14) región de extremo, cada una de las cuales seapoya en una cara de apoyo (32, 34) de la campana apoya en una cara de apoyo (32, 34) de la campana (3), porque la llanta (4) presenta por lo menos un(3), porque la llanta (4) presenta por lo menos un primer topede arrastre (42) con una primera cara primer topede arrastre (42) con una primera cara (47) que coopera con la primera región de extremo (47) que coopera con la primera región de extremo (12) del muelle (1) paraarrastrarlo en el sentido (12) del muelle (1) paraarrastrarlo en el sentido del cierre en un primer sentido de rotación relatidel cierre en un primer sentido de rotación relativo entre la llanta (4) y la campana (3), yporque lvo entre la llanta (4) y la campana (3), yporque la campana (3) incluye al menos un primer tope de ca campana (3) incluye al menos un primer tope de campana (37, 371, 37', 118) cuya posición angulardeampana (37, 371, 37', 118) cuya posición angulardefine un primer valor máximo dado α1 para el fine un primer valor máximo dado α1 para el desplazamiento de la primera región de extremo (12desplazamiento de la primera región de extremo (12) del muelle (1)arrastrado para su cierre por dich) del muelle (1)arrastrado para su cierre por dicho primer tope de arrastre (42). o primer tope de arrastre (42).

Description

Polea de desacoplamiento

La presente invención tiene por objeto una polea de desacoplamiento utilizable en un sistema de transmisión por correa para atenuar las variaciones de tensión de correa mediante la deformación de un componente elástico interpuesto entre una parte motriz que proporciona energía mecánica y una parte receptora.

Por ejemplo, en el caso de una polea de alternador, la llanta de la polea (parte motriz) es arrastrada por la correa y el cubo de la polea que es solidario al alternador (parte receptora). La función elástica de filtrado (filtro de paso bajo) está garantizada generalmente por un cuerpo elastomérico.

Para los sistemas de transmisión fuertemente acíclicos (importantes irregularidades del motor) o para los sistemas cuyo ciclo de utilización es muy solicitante (alternador-motor de arranque, por ejemplo), los fenómenos vibratorios son tales que el cuerpo de filtrado de goma no permite en general garantizar un compromiso satisfactorio entre vida útil y prestaciones de filtrado. Efectivamente, con objeto de filtrar correctamente, las rigideces de torsión del cuerpo elastomérico deben ser débiles, mientras que, al mismo tiempo, el cuerpo elastomérico no debe deformarse demasiado si se desea aumentar su vida útil. Por lo tanto, se consigue muy a menudo una vida útil limitada con prestaciones de filtrado medias.

Se conocen poleas de desacoplamiento cuya rigidez elástica necesaria para el filtrado está garantizada por un muelle de torsión. Especialmente, las Solicitudes de Patente US 2006/264280, US 2008/108442 y WO 2009/47816 describen poleas de desacoplamiento destinadas a accesorios de automóvil (alternador). El documento US 2008/108442 muestra una polea de desacoplamiento según el preámbulo de la reivindicación 1.

Estas poleas garantizan un acoplamiento y un desacoplamiento del muelle por un sistema de fricción que implica hacer trabajar el muelle en apertura, y que implican necesariamente el empleo de un modo de funcionamiento desacoplado incompatible con ciertas aplicaciones, especialmente las poleas de alternador-motor de arranque (ADS).

El sistema de acoplamiento/desacoplamiento de fricción es fuente de fricción y, por lo tanto, de desgaste, lo que afecta a la estabilidad de las prestaciones en el tiempo, así como a la fiabilidad y la longevidad del producto.

Asimismo, es poco favorable hacer trabajar un muelle alternativamente en modo de apertura y en modo de cierre para garantizar un acoplamiento y un desacoplamiento, es decir un embrague y un desembrague.

La presente invención propone evitar estos inconvenientes, eliminando cualquier sistema de acoplamiento/desacoplamiento de fricción y previendo una cinemática que solo haga trabajar el muelle en modo de cierre.

La invención se refiere, por lo tanto, a una polea de desacoplamiento que incluye una llanta solidaria a un primer elemento de transmisión de potencia, así como un muelle de torsión montado en un receptáculo solidario a un segundo elemento de transmisión de potencia, siendo uno de los elementos de transmisión de potencia motriz y siendo el otro de los elementos de transmisión de potencia receptor, caracterizada porque el receptáculo es una campana en cuyo interior está centrado el muelle, que presenta una primera y una segunda región de extremo, cada una de las cuales se apoya en una cara de apoyo de la campana, porque la llanta presenta por lo menos un primer tope de arrastre con una primera cara que coopera con la primera región de extremo del muelle para arrastrarlo en el sentido del cierre en un primer sentido de rotación relativo entre la llanta y la campana, y porque la campana incluye al menos un primer tope de campana cuya posición angular define un primer valor máximo dado a1 para el desplazamiento de la primera zona de extremo del muelle arrastrada en modo de cierre por dicho primer tope de arrastre.

Un muelle de torsión es un muelle que presenta varias espiras enrolladas con un paso axial (por ejemplo muelle helicoidal o cónico).

Según una primera variante, la polea puede caracterizarse porque solo dicha primera región de extremo coopera mediante dicha primera cara de dicho primer tope de arrastre, de manera que la segunda región de extremo del muelle permanezca apoyada sobre su cara de apoyo.

Puede entonces caracterizarse porque, para el segundo sentido de rotación relativo entre la llanta y la campana opuesto a dicho primer sentido de rotación, el contorno de la campana presenta un sector angular de rotación libre para el primer tope de arrastre en un desplazamiento angular a4 entre el primer extremo del muelle y un segundo tope de campana.

Preferiblemente, la segunda región de extremo del muelle permanece apartada del sector angular para permitir el paso del primer tope de arrastre hasta dicho segundo tope de campana.

Según una segunda variante, la polea se caracteriza porque dicha primera región de extremo así como dicha segunda región de extremo cooperan alternativamente según dicho sentido de rotación relativo con dicho primer tope de arrastre para arrastrar el muelle para su cierre, y porque la campana presenta un tercer tope de campana cuya posición angular define un segundo valor máximo dado a2 para el desplazamiento de la segunda región de extremo del muelle arrastrado para su cierre por una segunda cara del primer tope de arrastre, opuesta a la primera cara.

La campana presenta ventajosamente un sector angular a3 de rotación con par constante para el primer tope de arrastre entre el primero y el segundo extremo del muelle.

Un sector angular de rotación con par constante puede funcionar en rotación libre o incluir un elemento de fricción para ejercer un par de frenado.

Según una tercera variante, la polea se caracteriza porque el muelle presenta una primera región de extremo que coopera con dicha primera cara de dicho primer tope de arrastre y una dicha segunda región de extremo que coopera con una primera cara del segundo tope de arrastre para arrastrar el muelle en el sentido del cierre en un segundo sentido de rotación opuesto al primer sentido de rotación, y porque la campana presenta un dicho tercer tope de campana cuya posición angular define un segundo valor máximo dado a2 para el desplazamiento de la segunda región de extremo del muelle arrastrado para su cierre por el segundo tope de arrastre.

La polea puede caracterizarse porque la campana presenta un cuarto y un quinto tope de campana que permiten respectivamente un desplazamiento angular a1 para el segundo tope de arrastre cuando el primer extremo del muelle es arrastrado para su cierre por la primera cara del primer tope de arrastre y un desplazamiento angular a2 para el primer tope de arrastre cuando el segundo extremo del muelle es arrastrado para su cierre por la primera cara del segundo tope de arrastre.

El ángulo a1 puede ser o no igual al ángulo a2.

La polea puede caracterizarse porque al menos un dicho tope de campana presenta una cara que coopera con una dicha cara de un dicho tope de arrastre para definir un dico valor máximos dado a1 y/o a2. Al menos una dicha cara de tope de campana puede incluir al menos un elemento amortiguador, por ejemplo un elemento elástico.

La polea puede caracterizarse porque al menos uno dicho tope de campana presenta una cara que coopera con una dicha cara de una región de extremo del muelle para definir un dicho valor máximo dado a1 y/o a2.

La polea puede incluir un elemento de fricción que introduce un par de contacto entre el primero y el segundo elemento de transmisión de potencia.

Dicha primera y/o segunda región de extremo puede estar en contacto con dicha cara de apoyo de la campana.

Alternativamente, la polea puede caracterizarse porque incluye una pieza anular centrada en la campana y que presenta un alojamiento que recibe la primera región de extremo del muelle, teniendo este alojamiento al menos una cara de contacto que está en contacto con dicha cara de apoyo de la campana.

La pieza anular puede ser de un material no metálico que atenúa el ruido debido a los choques, como poliamida o poliuretano, o puede presentar por lo menos una cara de contacto revestida de un material amortiguador de choques, como un elastómero o un material termoplástico elastomérico.

La polea puede ser una polea de accesorio de automóvil, por ejemplo para un alternador, en la que el primer elemento de transmisión de potencia es motriz, e incluye un dentado para recibir el dentado de una correa del tipo K, y porque el segundo elemento de transmisión de potencia presenta un elemento de acoplamiento a dicho accesorio.

La polea puede ser una polea de cigüeñal en la que el segundo elemento de transmisión es motriz, incluyendo el segundo elemento un elemento de acoplamiento a un cigüeñal, e incluyendo el primer elemento un dentado para recibir el dentado de una correa del tipo K.

La polea puede ser una polea de alternador-motor de arranque para la que el primer elemento de transmisión puede ser motriz o receptor según el modo de funcionamiento (arranque o arrancado).

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto en la siguiente descripción, proporcionada a título de ejemplo no limitativo, en relación con los dibujos, en los cuales:

− las figuras 1a a 1g ilustran una primera variante de la invención en la que un único tope de arrastre coopera

con una única región de extremo del muelle, con dos vistas en perspectiva de la polea (1a y 1d), una vista del

muelle (1b) y dos vistas frontales de la polea (1c y 1e), siendo las figuras 1f y 1g características de par (en

N.m) en función del ángulo (grados);

− las figuras 2a a 2g ilustran una segunda variante de la invención en la que un único tope de arrastre coopera

alternativamente con una u otra región de extremo del muelle, con tres vistas en perspectiva de la polea (2a,

2c, 2d), dos vistas frontales de la polea (2b), mientras que las figuras 2f y 2g son características de par (en

N.m) en función del ángulo (en grados);

− las figuras siguientes (3a a 3e; 4a, 4b; 5a a 5e) ilustran otras variantes de la invención en la que dos topes de

arrastre cooperan en alternancia con una u otra de las dos regiones de extremo del muelle, es decir:

− las figuras 3a a 3e son relativas a una polea de accesorio, en este caso una polea de alternador, con un

esquema de principio (3a), una vista de la polea en corte axial (3b), una vista en perspectiva de la polea con retirada parcial (3c), una vista de despiece ordenado (3d) y un detalle en corte de una variante que permite

añadir un par resistente constante;

− las figuras 4a y 4b se refieren a una polea de cigüeñal;

− las figuras 5a a 5e se refieren a una polea de alternador-motor de arranque (“ADS”);- las figuras 6a a 6e

representan variantes de muelles;

− las figuras 7a a 7c representan una variante de la invención en la que la función de amortiguación de ruido se

realiza por medio de una pieza anular en la que se aloja el extremo del muelle que se solicita para sul cierre;

− la figura 8 ilustra una variante de realización del extremo del muelle cuando está alojado en la campana.

Se observa que, en la medida de lo posible, se han conservado los mismos signos de referencia para los elementos homólogos de las distintas variaciones.

En las figuras 1a a 1d, la polea de desacoplamiento incluye un muelle de torsión (por ejemplo un muelle helicoidal o cónico) 1 (figura 1b) que incluye por ejemplo espiras rectangulares 11 o circulares. Dos regiones de extremo curvadas 12 y 14 (figura 1b) permiten un arrastre para su cierre del muelle 1 por su cara 17, 17’ que es adyacente al borde externo 15 de las espiras 11. La otra cara 18, 18’ que es adyacente al borde interno 16 de las espiras 11, que serviría para arrastrar el muelle 11 en el sentido de la apertura no se utilizan en el marco de la presente invención para arrastrar el muelle 1, pero pueden servir de tope para limitar el movimiento angular del muelle 1 arrastrado para su cierre.

El muelle 1 está centrado en el interior de una campana 3 en la que sus regiones de extremo 12 y 14 están en contacto con topes de campana 322 y 34. La región de extremo 12 presenta un extremo 19 que sobrepasa radialmente el contorno cilíndrico externo 31 de la campana 3 para permitir un arrastre para su cierre del muelle 1 por la cara 17. La región de extremo 14,sin embargo, no sobrepasa (o prácticamente) radialmente el contorno cilíndrico externo 31 de la campana 3.

Una región cilíndrica 2 de la campana 3 permite un montaje axial a presión de la campana 3 en el cubo 5.

Dos cojinetes 101 y 102 garantizan la rotación relativa y la sujeción axial de la llanta 4 y del cubo 5. La llanta 4 puede presentar una prolongación cilíndrica 6 que incluye un dentado de polea 61 para recibir una correa estriada (correa de automóvil del tipo K).

El centrado del muelle 1 por su borde externo 15 en la campana 3 puede efectuarse directamente por el contorno interno 33 de la campana 3 o bien, como se muestra, mediante un anillo de centrado 36 hendido (extremos 361 y 362) que es visible asimismo en la vista de despiece ordenado de la figura 5d. Está dispuesto entre el muelle 1 y la campana 3 para facilitar el montaje del muelle.

La cara 17 está en contacto con el tope 322 y la cara 17’ está en contacto con el tope 34, estando estos dos topes espaciados angularmente de un ángulo que permite preferiblemente una ligera pretensión (por ejemplo del orden de 1º a 5º) del muelle 1 en el sentido del cierre, lo que permite al muelle no pasar nunca por su posición en vacío y no pretensada, y oscilar a partir de esta pre-torsión en el sentido del cierre.

Una llanta 4 coaxial a la campana 3 la rodea. Presenta un fondo 40, un contorno cilíndrico externo 41 y un contorno cilíndrico interno 43, a partir del cual sobresale hacia el interior un dedo de tope 42 que presenta dos caras opuestas 47 y 48.

Una abertura 32 que presenta eventualmente una zona corriente arriba ampliada 321, provista de un tope 322 para el extremo 12 del muelle 1, permite un desplazamiento angular de la región de extremo 19 de un ángulo a1 hasta que la cara 47 entra en contacto con un tope de campana 37. En efecto, es más favorable que este efecto de puesta en contacto se obtenga por la cara 47 del dedo de tope 42en lugar de que los sea por la cara 18 del extremo 12.

Este tope de campana está dispuesto en una cara 37 de un sector circular 35 de la campana 3 que sobresale de su contorno cilíndrico externo 31. La cara 37 puede presentar al menos un elemento elástico 37’. Otra cara 38 del sector circular 35 forma otro tope de campana cuya función se explicará más adelante, y que puede presentar al menos un elemento elástico 38’.

El muelle 1 puede ser impregnado de grasa para reducir las fricciones. Alternativamente, un centrador como 36 puede estar alojado en el exterior del muelle 1 para permitir al muelle 1 trabajar siempre en la misma posición radial y reducir las fricciones. El centrador 36 está unido en rotación a la campana 3, por ejemplo mediante un pasador o un dedo.

Un cubo 5 es solidario en rotación al conjunto constituido por el muelle 1 y la campana 3 y, en su caso, el anillo de centrado 36.

La llanta 4 puede ser un elemento motriz (por ejemplo polea de accesorio), siendo entonces el cubo 5 el elemento receptor, o bien un elemento receptor (por ejemplo polea de cigüeñal), siendo entonces el cubo 5 el elemento motriz. En el caso de una polea de alternador-motor de arranque, en modo de arranque del motor del vehículo automóvil, el cubo 5 es motriz y, en modo arrancado, la llanta 4 es motriz.

El funcionamiento es el siguiente: a partir de la posición de reposo (figura 1a), una velocidad relativa de la llanta 4 más elevada que la del cubo 5 en el sentido de la flecha F, que es asimismo el sentido de rotación del motor, pone en contacto la cara 47 del tope 42 con la cara 17 del extremo 12, arrastrándolo en rotación a lo largo de la abertura 32, lo que arrastra el muelle de torsión 1 en el sentido del cierre, mientras que la cara 17’ permanece en contacto con el tope 34. Este movimiento giratorio puede continuar hasta alcanzar el tope 37, preferiblemente por parte de la cara 47 del tope 42 que sobresale lateralmente de la cara 17, lo que corresponde a una amplitud angular máxima de a1 (figura 1c). El extremo 12 que circula en la abertura 32 desaparece detrás del sector circular 35.

Si, por el contrario, la velocidad angular de la llanta 4 es inferior a la del cubo 5, entonces el tope 42 de la llanta 4 puede desplazarse libremente en un sector circular 45 existente entre el contorno cilíndrico exterior 31 de la campana y el contorno cilíndrico interior 43 de la llanta. El sector circular 45 posee la forma de un sector de cilindro. Este movimiento contra-giratorio puede seguir hasta que la cara 48 del dedo de tope 42 alcance el tope 38, lo que corresponde a una amplitud angular máxima a4 (figura 1c). Para aumentar al máximo el valor del ángulo a4, el extremo 14 del muelle 1 no sobrepasa (o poco) el contorno externo 31 de la campana 3, para dejar el paso libre al dedo 42 de la llanta 4. Por supuesto, es posible elegir a4 para que esta superación del extremo 14 no se produzca, disponiendo un tope 38 adicional en otro sector circular que sobresale del contorno externo 31 de la campana 3 o bien, como se muestra en la figura 1e, disponiendo en la llanta 4 el dedo de tope adicional 42’ que presenta caras laterales opuestas 47’ y 48’. Este dedo de tope 42’ está separado del dedo de tope 42 por una distancia angular elegida en función del valor deseado de a4. Este valor a4 corresponde al desplazamiento del dedo de tope 42’ entre la posición de reposo representada en la figura 1c y la puesta en apoyo de la cara 48’ con el tope 38 (posición representada en trazo discontinuo en la figura 1c). También es posible anular a4.

La solución preferida (figuras 1a a 1c) es, sin embargo, prever un valor máximo de a4 para aprovechar la rotación del dedo de tope 42 en el sector cilíndrico 45 y de la llanta 4. Esta rotación se efectúa con par constante, es decir, bien con par nulo (salvo por las fricciones residuales), bien con par de valor dado, previendo un elemento de fricción, por ejemplo entre la llanta 4 y el cubo 5.

Las figuras 1f y 1g muestran las características de la polea descrita anteriormente. En la figura 1f (par nulo), tenemos en modo denominado de desaceleración un par nulo hasta a4 = 200º y, en el sentido denominado de aceleración, un par creciente dado por el muelle 1 hasta a1 = -40º. Más allá de estos valores, se observa el par elevado inducido por los topes elásticos 37’ y 38’. La figura 1g representa la característica, cuando se añade un par de fricción, lo que produce un desfase constante de la característica tanto en un sentido de rotación relativo como en el otro.

Por lo tanto, la variante descrita anteriormente presenta dos modos:

− Un modo de aceleración de la llanta 4 con relación al cubo 5 que se desacopla mediante el muelle 1 hasta la

puesta en apoyo en 37.

− Un modo de desaceleración relativa de la llanta 4 con relación al cubo 5, que se desacopla por la rotación con

par constante de amplitud a4 del dedo de tope 42 en el sector cilíndrico 45, hasta la puesta en apoyo en 38.

Se observa que a4 puede ser nulo, especialmente para una polea de alternador-motor de arranque.

Los elementos elásticos 37’ y 38’, por ejemplo elastoméricos, sirven para amortiguar la puesta en apoyo al final del recorrido.

Dado que el dedo de tope 42 está dispuesto de manera que solo su cara 47 puede entrar en contacto con el extremo 12 del muelle 1 para accionarlo para su cierre por la cara lateral 17, el funcionamiento es indiferente al hecho de que la llanta 4 o el cubo 5 sea el elemento motriz (o el elemento receptor).

Las figuras 2a a 2c se refieren a otra variante en la que el dedo de tope 42 acciona el muelle 1 para su cierre alternativamente a partir de uno u otro de sus extremos 12 y 14 que, en reposo, están apoyados en 322 y en 34.

En este modo de realización, a partir de una posición de reposo representada en la figura 2a, el tope de campana 42 puede arrastrar el muelle 1 en el sentido del cierre, bien por su cara 47 que entra en contacto con la cara 17 del extremo 12 (como en la variante anterior), bien por su cara opuesta 48 que entra en contacto con la cara 17’ del extremo 14 que sobrepasa el contorno externo 31. El dedo de tope 42 se desplaza angularmente entre las caras 17 y 17’ de los extremos 12 y 14 del muelle 1 que lo accionan para su cierre, de manera que el funcionamiento depende únicamente de la velocidad relativa de la llanta 4 y del cubo 5, cualquiera que sea el motriz entre estos dos elementos, y es indiferente al sentido de rotación de la polea.

El muelle 1 es arrastrado en modo de cierre por su extremo 12 con un recorrido angular máximo a1 antes de que la cara 47 entre en apoyo en 37 (con eventualmente un elemento elástico 37’), o por su extremo 14 con un recorrido angular máximo a2 antes de que su cara 48 entre en apoyo en 38 (con eventualmente un elemento elástico 38’). Los valores a1 y a2 pueden ser iguales (a1 = a2) o distintos (a1 fa2).

La figura 2b representa el dedo de tope 42 en sus cuatro distintas posiciones características, es decir, por una parte, una posición de reposo en trazo continuo, por otra parte, en trazo discontinuo, una posición de entrada en apoyo en 37 de su cara 47 (recorrido angular a1), a continuación, una posición de contacto entre su cara 48 y la cara 47’ del extremo 14 del muelle (recorrido a3) y, finalmente, una posición de puesta en apoyo en 38 de su cara 48 (recorrido a2).

Entre los extremos 12 y 14, existe un recorrido angular máximo a3 que es preferible elegirlo lo más grande posible. Es asimismo posible reducir el valor de a3, incluso anularlo, por ejemplo contando con la diferencia angular entre los extremos 12 y 14 del muelle 1 (véase por ejemplo el muelle representado en la figura 6a).

La figura 2e muestra un modo de realización en el que el valor del ángulo a3 se reduce debido a la presencia de un dedo de tope adicional 42’ separado angularmente del dedo de tope 42.

En este modo de realización, el dedo de tope 42 se desplaza (flecha F) con una amplitud angular a1, entre una posición de reposo donde está representado en trazo continuo y una posición de apoyo(cara 47 en tope en 37) representada en trazo discontinuo.

Durante la deceleración de la llanta 4 con relación al cubo 5, el desplazamiento angular a3 del dedo de tope 42 está limitado por la entrada en contacto de la cara 48’ del dedo de tope 42’ con la cara 17’ del extremo 14 del muelle 1, tras lo cual el dedo de tope arrastra por su cara 48’ el extremo 14 del muelle 1 hacia el tope 38, 38’, según un recorrido angular de valor máximo a2.

Dicho de otro modo, el ángulo a3 está limitado por la presencia de un segundo dedo de tope 42’ separado angularmente del extremo 14 del muelle 1 para obtener el ángulo a3 deseado.

Las figuras 2f y 2g muestran por ejemplo características de la polea de las figuras 2a a 2c en el caso en que la zona de par constante es de par nulo, es decir limitado a las fricciones residuales (figura 2f) o bien con un par de valor dado proporcionado por un elemento de fricción (figura 2g), que produce un desfase constante de la característica, tanto en un sentido de rotación como en el otro. En este ejemplo, a1 = 40º, a2 = 20º y a3 = 150º para la figura 2f, y a3 = 50º para la figura 2g.

Las figuras 3a a 3d representan una variante en la que solo están previstos (a3 = 0) desplazamientos según los ángulos a1 y a2 gracias al empleo de dos topes de llanta 421 y 422 que están en contacto, en posición montada, con las caras 17 y 17’ de los extremos 12 y 14 del muelle 1 (figura 3a).

La polea representada a título de ejemplo es una polea de alternador para la que la llanta 4 es el elemento motriz, gracias a la energía motriz proporcionada por la correa de transmisión 100 y para la que el cubo 5 es el elemento receptor que arrastra al alternador (no representado).

Según la vista en corte 3d, la vista en perspectiva 3c (con retirada de la tapa 8) y la vista de despiece ordenado de la figura 3d, la polea incluye:

-

una llanta 4 que presenta un fondo 40, un contorno externo cilíndrico 41, un contorno interno cilíndrico 43, así como dos dedos de tope 411 y 422 que están, en este ejemplo, diametralmente opuestos; esta llanta 4 presenta una prolongación cilíndrica 6 de menor diámetro, que incluye un dentado de polea 61 para recibir una correa estriada (correa de automóvil del tipo K);

-

una campana 3 cuyo contorno interno 33 sirve para centrar el muelle 1. La campana presenta dos aberturas 32 y 32’ para el recorrido angular de los extremos 12 y 14 del muelle 1; las caras 18 y 18’ de los extremos 12 y 14 vienen en tope contra las caras 118, 118’ respectivamente de las aberturas 32, 32’ (figura 3d), y los topes 37 y 38 no están presentes (esta variante puede emplearse para cada uno de los modos de realización representados);

-

un cubo 5 que presenta una cabeza dotada de una abertura 52 hexagonal para su apriete en el árbol de un alternador, y que incluye una zona cilíndrica central 53, y una zona cilíndrica de extremo 54 de menor diámetro que la zona central 53;

-

una tapa 8 dotada de un tapón 81, que se acopla por su contorno en un alojamiento de la llanta 4;

-

un conjunto que incluye una pieza de apoyo cilíndrica 9 y una traviesa 96, estando la pieza de apoyo cilíndrica 9 introducida a la fuerza entre la periferia de la región de extremo 54 y el contorno interno de un rodamiento 62, con interposición de una traviesa 96 (con compresión de la arandela Belleville 92).

La figura 3e ilustra una variante en la que se introduce un par de fricción constante entre la pieza 9 solidaria al árbol del alternador (a través del apriete sucesivo de la misma en el contorno interno de un rodamiento 63 y del cubo 5, a su vez apretado en el contorno interno del rodamiento 62) y la prolongación 65 de la llanta 4. Un conjunto que incluye una arandela Belleville 92, una arandela 93 y una arandela de fricción 94, por ejemplo PTFE, es atrapado en sándwich (con compresión de la arandela Belleville 92) entre un resalte anular 91 de la pieza 9 y un resalte anular 65 de la prolongación 61.

Las figuras 4a y 4b representan otra variante, es decir una polea de cigüeñal en la que solo están previstos desplazamientos según los ángulos a1 y a2. El cubo 5 es, en este caso, el elemento motriz y la llanta 4 es el elemento receptor.

Ocurre lo mismo en las figuras 5a a 5g que representan una polea de alternador-motor de arranque (ADS), en este caso, la llanta 4 y el cubo 5 son alternativamente motriz y receptor según se esté en modo motor de arranque o en modo alternador. En modo motor de arranque, el cubo 5 es motriz, mientras que la llanta 4 es receptora en modo alternador.

Estos ejemplos confirman que el concepto de la invención depende de los movimientos de rotación relativos, pero es independiente del carácter motriz o receptor de la llanta 4 o del cubo 5, y que en el caso en que los dos extremos 12 y 14 del muelle 1 sirven para accionarlo en modo de cierre, existe además independencia frente al sentido de rotación del elemento motriz.

La polea de cigüeñal representada en las figuras 4a y 4b incluye:

-

una llanta 4 que incluye un contorno cilíndrico externo 41, y un contorno cilíndrico interno 43 dotado de dos dedos de tope 421 y 422 que están, en este ejemplo, diametralmente opuestos; esta llanta presenta una zona cilíndrica principal 6 de mayor diámetro que el contorno externo 41 y que incluye un dentado de polea 61 para recibir una correa estriada (correa de automóvil del tipo K). La llanta 4 se prolonga en el interior de la zona principal 6 mediante una prolongación cilíndrica 66;

-

una campana 3 cuyo contorno interno 33 sirve directamente para el centrado del muelle 1. Tampoco está previsto un centrador interno como 36. La campana 3 presenta dos aberturas 32 para permitir el recorrido angular de los extremos 32 y 34 del muelle 1.

Un rodamiento 62 está alojado entre el contorno externo 364 de una prolongación cilíndrica 362 de la campana 3 y el contorno interno 66’ de la prolongación cilíndrica 66.

El contorno interno 363 de la prolongación 362 posee una forma por ejemplo cilíndrica, para garantizar el paso de un tornillo de fijación que permite el acoplamiento al cigüeñal.

Una tapa 8 se inserta en el contorno 41 de la llanta.

En el otro extremo, una brida 110 se monta centrada en el contorno externo 364.

Su contorno cilíndrico externo III recibe, por unión a presión, una pieza cilíndrica 112 del tipo polimérico y una masa 113, permitiendo estas dos piezas garantizar de manera conocida un filtrado de las vibraciones de alta frecuencia del cigüeñal (amortiguación de las vibraciones de torsión AVT).

Las figuras 5a a 5f se refieren a una polea de alternador-motor de arranque (sistema denominado ADS).

El motor del vehículo gira por ejemplo en el sentido de la flecha F. En la figura 5a, a1 designa entonces el ángulo de desplazamiento debido al par eléctrico del alternador (llanta motriz).

En la figura 5a, a2 designa el ángulo de desplazamiento cuando el cubo 5 es motriz (modo motor de arranque).

La posición I denominada de reposo corresponde a un doble contacto entre la llanta y el muelle y entre la campana y el muelle.

La posición II corresponde a un contacto entre la llanta 4 y el muelle 1 en la posición de desplazamiento angular máximo a1.

La posición III corresponde a un contacto entre la llanta 4 y el muelle en la posición de desplazamiento angular máximo a2.

La figura 5b (vista desde abajo) muestra la correa 100 montada cerca de la cara 105 situada del lado del alternador (cuando la polea está montada).

Las figuras 5c y 5d ilustran el ensamblaje de la polea. En este modo de realización, se han previsto topes de campana adicionales (opcionales) 351, 371, 381, cuya función se explicará más adelante.

Este modo de realización permite un desplazamiento según los ángulos a1 y a2 únicamente, sin que sea deseable la presencia de una zona con par angular constante en esta aplicación.

La polea de alternador-motor de arranque incluye (véase figuras 5c y 5d):

-

una llanta 4 que incluye un contorno cilíndrico externo 41, y un contorno cilíndrico interno 43 dotado de dos dedos de tope 411 y 422 que están, en este ejemplo, diametralmente opuestos; esta llanta presenta una zona cilíndrica principal 6 de menor diámetro que el contorno cilíndrico 41 y que incluye un dentado 61 para recibir una correa estriada (correa de automóvil del tipo K);

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una campana 3 cuyo contorno interno 33 recibe un anillo hendido 36 cuyos bordes están designados mediante 361 y 362, y que presenta aberturas que terminan en 363 y 364 para el paso de los extremos 12 y 14 del muelle 1 durante su rotación. El anillo hendido 36 sirve para centrar el muelle 1 en su diámetro exterior; en el contorno 31 de la campana 3 están dispuestos dos sectores circulares 35 y 351, dotados cada uno de caras de topes 37, 38, 371, 381 respectivamente;

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un cubo 5 que incluye un collarín 51 dotado de una abertura hexagonal 52 en vista del acoplamiento al árbol de un alternador y que incluye una zona cilíndrica central 53 y una zona cilíndrica de extremo 54 de menor diámetro;

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un cojinete en dos partes 101, 102 para garantizar la rotación relativa entre la llanta 4 y el cubo 5; los cojinetes 101 y 102 están acoplados en la llanta 4 para permitir un guiado en rotación en la zona central 53 del cubo 5

. A continuación, se describe el funcionamiento en relación con las figuras 5e y 5f.

En una fase en que la llanta 4 se encuentra en aceleración con relación al cubo 5, el extremo 12 del muelle es arrastrado para su cierre por su cara 17 en contacto con la cara 471 del dedo de tope 421, hasta que la cara 471 se apoya en 37, 37’ en la posición representada en trazo discontinuo.

La rotación de la llanta 4 arrastra al mismo tiempo el dedo de tope 422 que se libera del contacto entre su cara 472 y la cara 17’ del extremo 14, hasta que su cara 482 se apoya en 381, como se muestra en trazo discontinuo. Se obtiene así, después de un movimiento angular de amplitud a1, un doble efecto de tope en 37 y 381, con amortiguación eventual por los elementos 37’ y 38’1.

En el caso de una rotación de amplitud a2 del cubo 5 motriz, se produce un fenómeno simétrico.

En efecto, la cara 472 del dedo de tope 422 arrastra por su cara 17’ el extremo 14, hasta que la cara 472 se apoya en 38 (en la posición representada en trazo discontinuo). El dedo de tope 421 se encuentra entonces apoyada, mediante su cara 481, contra el tope 371. Al igual que anteriormente, se beneficia de un doble efecto de apoyo, con la presencia eventual de elementos de amortiguación 38’ y 37’1.

Esta disposición, que podría emplearse asimismo en los demás modos de realización de la invención, es especialmente interesante en la aplicación particular que se plantea aquí, debido a los importantes esfuerzos que transmite una polea de alternador-motor de arranque.

Las figuras 6a a 6e representan variantes de muelle.

En la figura 6a, las caras 17 y 17’ se posicionan en el mismo plano (o a proximidad una de otra), lo que tiene como efecto limitar los esfuerzos radiales resultantes en la campana 3. En este tipo de realización, los topes 42 no ocupan la totalidad de la longitud axial de la campana 3.

En las figuras 6b a 6d, los extremos 120 y 140 del muelle 1 están situados en la prolongación de las espiras 11, sin zonas curvadas, y su desplazamiento es accionado para su cierre mediante sus caras 170 y 170’, gracias a dedos de tope 1421 y 1422 en forma de esquina (figuras 6c y 6d) que presentan caras planas 1471 y 1472 que se apoyan en plano sobre las caras 170 y 170’.

En la figura 6e, los extremos del muelle 1, situados en la prolongación de las espiras, están nada o poco desfasados angularmente para tener un número entero de espiras.

Las figuras 7a a 7c son una variante de la invención en la que el extremo 12 del muelle está alojado en una pieza intermedia, es decir un anillo 9 centrado con relación a la campana 3, que tiene como función disminuir el impacto de los choques en el extremo 12 del muelle 1 por el que este es arrastrado para su cierre. Por lo tanto, este anillo 9 es preferiblemente de un material no metálico que reduce el ruido (por ejemplo poliamida o poliuretano) o bien presenta al menos una cara de contacto 92 revestida de un material amortiguador de choques, como un elastómero o un material termoplástico elastomérico (TPE). Este anillo 9 permite especialmente cumplir o completar la función de los elementos elásticos 37’ o 38’ mencionados anteriormente interpuestos entre las caras 47 y 48 y los topes 37 y 38 respectivamente, los cuales pueden emplearse sin embargo en la presente variante.

Un cubo cilíndrico 5 dotado de una cabeza 51 y de una zona cilíndrica 53, solidaria en rotación a la campana 3, permite su montaje en un árbol, por ejemplo de alternador, por su abertura hexagonal 52.

Las referencias 201 y 202 designan cojinetes interpuestos entre la campana 3 y la llanta 4, y 203 una arandela de fricción eventual. La llanta 4 es por ejemplo de aluminio o de material plástico (poliamida, resina termoendurecible). Los cojinetes 201 y 202 pueden ser sobremoldeados, así como la arandela 203. Una junta 204 garantiza la estanqueidad alrededor de una arandela de apoyo 205. La arandela de apoyo 205 presenta eventualmente una prolongación 206 de centrado de la campana 3 en una abertura 315 de su fondo 313.

La tapa 8 dotada de un tapón 81 viene a acoplarse por su contorno 82 en el contorno externo 41 de la llanta 4.

El muelle 1 presenta una rama axial 14 alojada en una hendidura 314 dispuesta en la campana. La rama radial 12 que sirve para el arrastre del muelle 1 para su cierre está alojada en una hendidura 94 del anillo 9, que está dispuesta en un sector anular 91 bordeado por ambos lados por un tope 92 que coopera con la cara 47 del tope 42 de la llanta 4, para accionar el muelle 1 para su cierre, y con el tope 393 de la campana 3, para limitar a continuación el desplazamiento angular del muelle 1 al valor angular a1. La cara 47 del tope de llanta entra así en contacto con el tope 92 del anillo 9, para arrastrar el muelle en modo de cierre, y a1 es el ángulo incluido entre la cara 93 del anillo 9 y la cara 393 de la campana 3.

La cara 470’ del tope de llanta 420 entra en contacto con el tope 93 del anillo 9. a4 es el ángulo recorrido por la cara 470’ hasta su contacto en 93.

El contorno del anillo 9 y de la campana 3 puede presentar al menos otro sector anular (95, 395) que permite desdoblar los topes que sirven para definir los ángulos a1 y eventualmente a4.

La incorporación del anillo 9 permite evitar los contactos directos entre el muelle 1 y la llanta 4, por una parte, y entre el muelle 1 y la campana 3, por otra parte, contactos que son generadores de ruido por el contacto de metal contra metal. En esta variante, en efecto, todos los contactos debidos a los movimientos relativos entre las piezas tienen lugar en la pieza anular 9, estando las ramas (12, 14) del muelle alojadas estrechamente en el anillo 9 y/o en la campana 3. En el caso de las variantes que ponen en juego los ángulos a2 y/o a3, es posible emplear un segundo anillo 9.

Las figuras 8 son variantes de las figuras 7a y 7b en las que la rama axial 14 es sustituida por una rama 144 curvada hacia el interior del muelle y que es recibida en un alojamiento (ranura de empotramiento 320) de la campana 3. Esta variante puede emplearse asimismo en el caso de los demás modos de realización descritos, que no incluyen el anillo 9.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Polea de desacoplamiento que incluye una llanta (4) solidaria a un primer elemento de transmisión de potencia, así como un muelle de torsión (1) montado en un receptáculo solidario a un segundo elemento de transmisión de potencia, siendo uno de los elementos de transmisión de potencia motriz y siendo el otro de los elementos de transmisión de potencia receptor, caracterizada porque el receptáculo es una campana (3) en cuyo interior está centrado el muelle, que presenta una primera (12) y una segunda (14) región de extremo, cada una de las cuales se apoya en una cara de apoyo (32, 34) de la campana (3), porque la llanta (4) presenta por lo menos un primer tope de arrastre (42) con una primera cara (47) que coopera con la primera región de extremo (12) del muelle (1) para arrastrarlo en el sentido del cierre en un primer sentido de rotación relativo entre la llanta (4) y la campana (3), y porque la campana (3) incluye al menos un primer tope de campana (37, 371, 37’, 118) cuya posición angular define un primer valor máximo dado a1 para el desplazamiento de la primera región de extremo (12) del muelle (1) arrastrado para su cierre por dicho primer tope de arrastre (42).

2. 2.

   Polea según la reivindicación 1, caracterizada porque únicamente dicha primera región de extremo (12) del muelle (1) coopera mediante dicha primera cara (47) con el primer tope de arrastre (42), de manera que la segunda región de extremo del muelle permanezca apoyada sobre su cara de apoyo (34).

3. 3.

   Polea según la reivindicación 2, caracterizada porque, para el segundo sentido de rotación relativo entre la llanta

   (4) y la campana (3) opuesto a dicho primer sentido de rotación, el contorno de la campana (3) presenta un sector angular (45) de rotación con par constante para el primer tope de arrastre (42) en un desplazamiento angular a4 entre el primer extremo del muelle (12) y un segundo tope de campana (38, 381, 38’, 118’).

4. 4.

   Polea según la reivindicación 3, caracterizada porque la segunda región de extremo (14) del muelle (1) es liberado del sector angular (45) para permitir el paso del primer tope de arrastre (42) hasta dicho segundo tope de campana (38, 381, 38’, 118’).

5. 5.

   Polea según una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizada porque la segunda región de extremo (14) del muelle (1) está curvada hacia el interior del muelle (1) y empotrada en una ranura de empotramiento (320) dispuesta en la campana (3).

6. 6.

   Polea según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha primera región de extremo (12), así como dicha segunda región de extremo (14), cooperan alternativamente según dicho sentido de rotación relativo con dicho primer tope de arrastre (42) para arrastrar el muelle (1) para su cierre, y porque la campana (3) presenta un tercer tope de campana (38, 38’) cuya posición angular define un segundo valor máximo dado a2 para el desplazamiento de la segunda región de extremo (14) del muelle (1) arrastrado para su cierre por una segunda cara (48) del primer tope de arrastre (42) opuesto a la primera cara (47).

7. 7.

   Polea según la reivindicación 6, caracterizada porque la campana (3) presenta un sector angular (45) de rotación libre para el primer tope de arrastre (42) en un desplazamiento angular a3 entre el primero (12) y el segundo (14) extremo del muelle (1).

8. 8.

   Polea según la reivindicación 1, caracterizada porque el muelle (1) presenta una primera región de extremo (12) que coopera con dicha primera cara (471) de dicho primer tope de arrastre (421) y una segunda región de extremo

   (14) que coopera con una primera cara (472) de un segundo tope de arrastre (422) para arrastrar el muelle (1) en el sentido del cierre en un segundo sentido de rotación opuesto al primer sentido de rotación , y porque la campana (3) presenta un tercer tope de campana (38, 38’, 381, 118’) cuya posición angular define un segundo valor máximo dado a2 para el desplazamiento de la segunda región de extremo (14) del muelle (1) arrastrado para su cierre por el segundo tope de arrastre (14).

9. 9.

   Polea según la reivindicación 8, caracterizada porque la campana presenta un cuarto (381, 38’1) y un quinto (371, 37’1) tope de campana que permiten respectivamente un desplazamiento angular a1 para el segundo tope de arrastre (422) cuando el primer extremo (12) del muelle (1) es arrastrado para su cierre por la primera cara (471) del primer tope de arrastre (421), y un desplazamiento angular a2 para el primer tope de arrastre (421) cuando el segundo extremo (14) del muelle (1) es arrastrado para su cierre por la primera cara (472) del segundo tope de arrastre (422).

10. 10.

    Polea según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque a1 fa2.

11. 11.

    Polea según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque a1 = a2.

12. 12.

    Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque por lo menos un tope de campana (37, 38) presenta una cara que coopera con una dicha cara (47, 471, 472, 48) de un dicho tope de arrastre (42, 421, 422) para definir un dicho valor máximo dado a1 y/o a2.

13. 13.

    Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos un dicho tope de campana (37, 371, 38, 381, 118) incluye al menos un elemento amortiguador (37’, 37’1, 38’, 38’1, 118’), por ejemplo un elemento elástico.

14. 14.

    Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos un dicho tope de campana (118, 118’) presenta una cara que coopera con una dicha cara (18, 18’) de una región de extremo (12, 14) del muelle

    (1) para definir un dicho valor máximo dado a1 y/o a2.
15. 15. Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye un elemento de fricción (92, 5 94) que introduce un par constante entre el primero y el segundo elemento de transmisión de potencia.

16. 16.

    Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera (12) y/o la segunda (14) región de extremo está en contacto con dicha cara de apoyo (32, 34).

17. 17.

    Polea según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque incluye una pieza anular (9) centrada en la campana (3) y que presenta un alojamiento (94) que recibe la primera región de extremo (12) del muelle (1),

    10 teniendo este alojamiento (94) una cara de contacto (92) que está en contacto con dicha cara de apoyo (392) de la campana.

18. 18.

    Polea según la reivindicación 17, caracterizada porque la pieza anular (9) es de un material no metálico que atenúa los ruidos debidos a los choques, como la poliamida o el poliuretano.

19. 19.

    Polea según la reivindicación 17, caracterizada porque la pieza anular (9) presenta por lo menos una cara de

    15 contacto revestida de un material amortiguador de choques, como un elastómero o un material termoplástico elastomérico.
20. 20. Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque es una polea de accesorio de automóvil, porque el primer elemento de transmisión de potencia incluye un dentado (61) para recibir el dentado de una correa del tipo K y porque el segundo elemento de transmisión de potencia presenta un elemento de

    20 acoplamiento (52) a dicho accesorio.
21. 21. Polea según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque es una polea de cigüeñal, porque el segundo elemento de transmisión incluye un elemento de acoplamiento a un cigüeñal y porque el primer elemento de transmisión de potencia incluye un dentado (61) para recibir el dentado de una correa del tipo K.