MX2014006648A - Montaje de polea con un mecanismo de desacoplamiento. - Google Patents

Abstract

Son descritos varios montajes de polea que incluyen un cuerpo de polea, un cubo que define un eje de rotación colocado dentro de un orificio del cuerpo de polea, y un accionador y un mecanismo de embrague colocado alrededor del cubo. El accionador se expande axialmente cuando el cuerpo de polea gira en una dirección predominante, y el mecanismo de embrague es activado por lo tanto en una posición acoplada. En esta posición acoplada, el mecanismo de embrague une el cuerpo de polea al cubo para la rotación simultánea en una dirección predominante. Entonces, cuando el cuerpo de polea gira en una dirección no dominante o experimenta una desaceleración, el montaje de polea entra en una posición de desbordamiento donde el mecanismo de embrague se desacopla y permite que el cubo gire a velocidades mayores que las del cuerpo de polea. Adicionalmente, se describe una configuración inversa donde el accionador se expande axialmente cuando el cubo gira y el mecanismo de embrague, cuando se acopla, une el cubo al cuerpo de polea.

Description

MONTAJE DE POLEA CON UN MECANISMO DE DESACOPLAMIENTO CAMPO TECNICO La presente solicitud se relaciona de manera general con poleas y de manera más particular con un montaje de polea que incluye un mecanismo de desacoplamiento .

Se sabe como accionar varios montajes accesorios de automóvil, incluyendo por ejemplo una bomba de agua, un alternador/generador, un ventilador para enfriar fluido refrigerante, una bomba de dirección asistida, y un compresor, usando un motor de vehículo. En particular, una polea de accionamiento accionado por un eje de motor del vehículo de motor acciona una banda de accionamiento sinfín que a su vez acciona los montajes accesorios a través de poleas accionadas.

Los impulsos de torsión periódicos iniciados por, por ejemplo, el encendido del motor de combustión pueden crear transiciones de velocidad significativas las cuales pueden interrumpir la operación uniforme de los componentes accionados. Además, las transiciones de velocidad inercial y accionada asociadas con el arranque, frenado, frenado jake (frenado con motor), cambio de engranes, etc. también pueden interrumpir la operación de los componentes accionados. Esas transiciones pueden dar como resultado efectos indeseables como el salto de la banda, desgaste de la banda, desgaste del cojinete, ruido, etc.

El motor, el sistema de banda de accionamiento, y el accesorio accionado están comprendidos de velocidades y frecuencias de accionamiento/accionadas primarias y adicionales. Esas son características del sistema y usualmente cumplirán con los objetivos de operación deseados aunque sean conectadas de manera relativamente rígida por el sistema de accionamiento de banda. Sin embargo en algunos puntos y/o condiciones de operación esas velocidades y frecuencias contribuyen a ruido indeseable, comprometen la integridad del sistema o componente, o contribuyen a reducir la vida de servicio del sistema de banda o componente individual. Las soluciones actuales proporcionan el desbordamiento de un accesorio que existe y otras proporcionan aislamiento torsional, pero son necesarias mejoras que superen esto, duren más, y sean más baratas de fabricar.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Se describen montajes de polea accionados o de accionamiento mejorados que utilizan acoplamiento y desacoplamiento sensible a la torsión para permitir un movimiento relativo en un sentido entre un eje de entrada y un accesorio accionado y una roldana acanalada accionada externa del montaje de polea o entre un cigüeñal y una roldana acanalada de accionamiento externa del montaje de polea .

Para un montaje de polea accionado, cuando la roldana acanalada del montaje de polea está siendo accionada en la dirección predominante de rotación, el mecanismo de embrague del montaje de polea se acopla con y acciona el eje de entrada accesorio para la rotación uniforme deseada. Cuando ocurre una reversión de torsión relativa como resultado de, por ejemplo, transiciones de velocidad accionadas, el mecanismo de embrague interno del montaje de polea propuesto desacopla el eje a accesorio accionado de la roldana acanalada accionada externa, permitiendo por lo tanto que el eje accionado continúe girando comúnmente en la dirección predominante de rotación a unas velocidades mayores que la de la roldana acanalada de la polea.

Para un montaje de polea de accionamiento, cuando el cubo de la polea, el cual se acopla a un cigüeñal, se hace girar en la dirección de rotación predominante, el mecanismo de embrague del montaje de polea se acopla con y activa la roldana acanalada del montaje de polea para la rotación uniforme deseada. Cuando ocurre la reversión de torsión relativa como resultado de, por ejemplo, transiciones de velocidad en cigüeñal, el mecanismo de embrague inercial del montaje de polea propuesto desacopla la roldana acanalada del montaje de polea del cubo (cigüeñal), permitiendo por lo tanto que la roldana acanalada de la polea continúe girando con momento en la dirección de rotación predominante aún a velocidades mayores que la del cubo o cigüeñal.

En un aspecto, también se proporcionan montajes de accionamiento de banda para accionar accesorios accionados por una banda en un motor de un vehículo automotriz, y de manera más particular, un mecanismo de desacoplamienfo para permitir que los accesorios accionados por una banda operen temporalmente a una velocidad diferente a la del montaje de accionamiento de banda. Aquí el montaje de accionamiento de banda incluye la polea accionada mencionada mejorada descrita anteriormente, al menos una polea de accionamiento, y una banda sinfín enredada alrededor de ambas poleas. En otra modalidad, el montaje de accionamiento de banda puede incluir la polea de accionamiento mejorada en el cigüeñal, al menos una polea accionadas y una banda sinfín alrededor de ambas poleas. En otra modalidad más, el montaje de accionamiento de banda puede incluir la polea de accionamiento mejorada en el cigüeñal, la polea accionada mejorada, y una banda sinfín alrededor de ambas poleas.

Los montajes de polea descritos aquí proporcionan la capacidad de desbordamiento y desacoplamiento que excede el desempeño actual y conserva el nivel práctico demandado por la industria automotriz. En una modalidad, el montaje de polea incluye un cuerpo de polea que tiene un orificio, un cubo que define un eje de rotación colocado dentro del orificio del cuerpo de la polea, y un accionador y un mecanismo de embrague colocado alrededor del cubo. El accionador es capaz de expandirse axialmente cuando el cuerpo de la polea gire en una dirección predominante y el mecanismo de embrague sea activado, moviéndose hacia una posición acoplada, por medio de expansión axial del accionador. La posición acoplada une el cubo al cuerpo de la polea para la rotación simultánea en la dirección predominante. Entonces, cuando el cuerpo de la polea gira en una dirección opuesta a la dirección predominante o experimenta una desaceleración, el mecanismo de embrague se desacopla del accionador y permite que el cubo gire independientemente del cuerpo de la polea, aún, en la dirección predominante bajo su propio momento. En otras palabras, el montaje de polea entra a una posición de desbordamiento cuando el mecanismo de embrague se desacopla del accionador y permite que el cubo gire __a__ una velocidad mayor que la del cuerpo de la polea.

El accionador dentro del montaje de polea puede ser rampa-rampa, rodillo-rampa, balín-rampa, seguidor de leva, o unidad de tornillo de bola que se expande axialmente cuando el cuerpo de la polea gira en la dirección predominante. Si el accionador es la unidad de rodillo-rampa, la unidad de rodillo-rampa incluye uno o más elementos de rodillo colocados entre un componente de rampa superior y un componente de rampa inferior. Si el accionador es una unidad de tornillo de bola, la unidad de tornillo de bola incluye una tuerca acoplada al cuerpo de la polea para rodar con esta y ser trasladable con relación a esta, un eje roscado alrededor de la cual la unidad es colocada, y una pluralidad de elementos giratorios que recirculan dentro de una pista definida entre la tuerca y el eje roscado.

El mecanismo de embrague dentro del montaje de polea puede ser un paquete de embrague o un embrague cónico. Si este es el paquete de embrague, incluye al menos una placa de embrague y al menos un disco de fricción y cualquiera de la placa de embrague disco de fricción se acoplan al cubo para la rotación con este mientras sean trasladables a lo largo y a otra se acopla al accionador para la rotación con este mientras sea trasladable a lo largo del cubo.

El montaje de polea también puede incluir un miembro de desviación que desvia los componentes del accionador axialmente en contacto constante durante la operación del montaje de polea. Este miembro de desviación puede ser colocado entre el accionador y una tapa o entre el accionador y el mecanismo de embrague. En una modalidad, el miembro de desviación incluye una o más rondanas de Belleville. En otra modalidad, el miembro de desviación es un resorte helicoidal.

En una modalidad donde el montaje de polea es una polea de accionamiento montada a un cigüeñal, el accionador es acoplado al cubo para la expansión axial en respuesta a la rotación del cubo y el mecanismo de embrague es activado por el accionador que se expande axialmente hacia una posición acoplada gue acopla el cubo al cuerpo de la polea para su rotación simultánea juntos. Entonces, cuando el mecanismo de embrague es desacoplado en respuesta a la contracción del accionador, el montaje de polea se "desborda" y permite que el cuerpo de la polea continúe girando bajo su propio momento a velocidades mayores que aquellas del cubo (y el cigüeñal) .

Las ventajas y características de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de modalidades particulares y de las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista esquemática de una modalidad de un sistema de accionamiento de accesorio.

La Figura 2 es una vista en perspectiva, del despiece, de una modalidad de un montaje de polea para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en corte, lateral, del montaje de polea de la Figura 2.

La Figura 4 es una vista en perspectiva, del despiece, de una segunda modalidad de un montaje de polea para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

La Figura 5 es una vista en corte, lateral, del montaje de polea de la Figura 4.

La Figura 6 es una vista en perspectiva, del despiece, de una tercera modalidad de un montaje de polea para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

La Figura 7 es una vista en corte, lateral, del montaje de polea de la Figura 6.

La Figura 8 es una vista en perspectiva de una porción del accionador incluido en el montaje de polea de la Figura 6.

La Figura 9 es una vista en perspectiva, del despiece, de una modalidad de un montaje de polea para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

La Figura 10 es una vista en corte, lateral, del montaje de polea de la Figura 9.

La Figura 11 es una vista en corte de una modalidad de una placa de rampa como se ilustra en la figura 9.

La Figura 12 es una vista en perspectiva, del despiece, de una modalidad alternativa del montaje de polea de la Figura 2 para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

Las Figuras 13A y 13B son vistas en perspectiva, laterales, del accionador de embrague del montaje de polea de la Figura 12 que ilustran una posición montada (Figura 13A) y una posición de desplazamiento máximo (Figura 13B) .

La Figura 14 es una gráfica de una curva de amortiguador para el montaje de polea de la Figura 12.

La Figura 15 es una vista en perspectiva, del despiece, de una modalidad alternativa del montaje de polea de la Figura 2 para usarse en un sistema de accionamiento de accesorio como el que se ilustra en la Figura 1.

La Figura 16 es una vista en corte transversal, montada, del montaje de polea de la Figura 15.

La Figura 17A es un submontaje del accionador y placa de accionamiento dentro de un montaje de polea de la Figura 15.

La Figura 17B es una vista en perspectiva del despiece de un submontaje de la Figura 17A.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La siguiente descripción detallada ilustrará los principios generales de la invención, ejemplos de la cual son ilustrados adicionalmente en las Figuras acompañantes. En las Figuras, en números de referencia similares indican elementos idénticos o funcionalmente similares.

Refiriéndose a la Figura 1, un sistema de accionamiento de accesorio 10 de, por ejemplo, un motor de combustión interna de un automóvil incluye una banda sinfín 30 que es usada para accionar un número de accesorios. Los accesorios son representados en la Figura 1 esquemáticamente por sus montajes de polea. La banda 30 pasa alrededor del montaje de polea de cigüeñal 12, montaje de polea de ventilador/bomba de agua 14, un montaje de polea de dirección asistida 18, un montaje de polea de marcha lenta 20 y un montaje de polea tensora 22. En algunas modalidades, el montaje de polea tensora 22 incluye amortiguación, como amortiguación simétrica con un amortiguador de fricción para resistir la relevación del brazo tensor lejos de la banda 30.

Los diferentes accesorios son accionados a través del uso de montajes de polea 14, 16, 18, 20 y 22 que por sí mismos giran por medio de la banda 30. Para propósitos de descripción, nos enfocaremos a continuación sobre el montaje de polea 16 de un alternador. Deberá notarse, sin embargo, que los otros montajes de polea de uno o más de los otros accesorios también pueden operar en una forma similar a la del montaje de polea 16.

Refiriéndose ahora a las Figuras 2 y 3, el montaje de polea 16 transfiere torsión de entrada de la banda 30 al eje de entrada 78 de un accesorio, por ejemplo un alternador o ventilador, cuando gira en una dirección rotacional predominante y también aisla el eje de entrada 78 de las reversiones de torsión relativa entre el montaje de polea 16 y el eje de entrada 78. Cuando ocurren esas reversiones de torsión relativa entre el montaje de polea 16 y el eje de entrada 78, un sistema desacoplador interno del montaje de la polea 16 actúa para desacoplar el eje de entrada 78 de la reversión de torsión, también referida como una condición de desbordamiento, permitiendo por lo tanto el eje de entrada del accesorio 78 y continúa girando en la dirección operativa predominante.

El montaje de polea 16 incluye un cubo 40 que es acoplable con el eje de entrada 78 del accesorio, un cojinete de rodillo 42, un mecanismo de embrague de un sentido 44, un anillo de fricción 46, un accionador de embrague 48, un miembro de desviación 50, y un miembro de cierre 52 (o tapa) que están todos alojados dentro del orificio 54 de un cuerpo de polea 56. El cubo 40 puede ser acoplado al eje de entrada 78 por una chaveta de Woodruff, como es bien sabido, para evitar que el cubo 40 gire libremente alrededor del eje de entrada. Por supuesto, también son posibles otras conexiones entre el cubo 40 y el eje de entrada 78 incluyendo, por ejemplo, una acanaladura. El cojinete de rodillo 42 puede ser ubicado entre el cubo 40 y el cuerpo de polea 56 para permitir la rotación estable del cuerpo de la polea 56 con relación al cubo 40 cuando se desacople. El anillo de rodadura interno 64 del cojinete de rodillo 42 puede estar adyacente y acoplado al cubo 40. El anillo de rodadura externa 66 del cojinete de rodillo 42 puede estar adyacentes a y acoplado al cuerpo de la polea 56. El uso de un cojinete de rodillos puede mejorar la rigidez estructural total del montaje y extender la vida del montaje reduciendo un desgaste como los elementos del mecanismo de embrague giran uno con relación a otro.

Como se ilustra en las Figuras 2 y 3, el cuerpo de polea 56 se localiza alrededor del cubo 40 e incluye un orificio o abertura central 54 que está dimensionado de modo que el cuerpo de polea pueda girar alrededor del cubo. El cuerpo de la polea 56 también incluye una superficie de acoplamiento de banda periférica, externa 58, que se acopla a la banda 30 (Figura 1), y un elemento de acoplamiento 59 dentro de la cara interna 62 que define el orificio 54. En la modalidad ilustrada, la superficie de acoplamiento de la banda 58 se perfila incluyendo rebordes en forma de V y ranuras que se acoplan con los rebordes y ranuras correspondientes sobre la banda 30. Son posibles otras configuraciones, como rebordes y ranuras con dientes, planos o redondeados. El elemento de acoplamiento 59 sobre la superficie interna 62 (más fácilmente observado en la Figura 2) puede ser ranuras, trayectorias, acanaladuras, o similares rebajadas en la superficie interna 62. De manera alternativa, el elemento de acoplamiento 59 puede ser una proyección, lengüeta, chaveta, acanaladuras, o similares sobre la superficie interna 62 que se proyecten o extiendan hacia dentro (hacia el eje de rotación) . El elemento de acoplamiento 59 está configurado para acoplarse a un elemento de acoplamiento por apareamiento 102 en un miembro de accionador de embrague 48. El acoplamiento del elemento de acoplamiento por apareamiento 102 con el elemento de acoplamiento 59 proporciona la rotación del cuerpo de la polea 56 con un miembro del accionador de embrague (es decir, de la torsión de transferencia del cuerpo de la polea 56 a otros componentes) .

El accionador de embrague 48 incluye una construcción de la rampa o una construcción de rodillo-rampa que se expande axialmente (es decir, que tiene al menos un componente que puede trasladarse a lo largo del eje de rotación 49 hasta un lugar que está más allá del otro componente del mismo) como resultado del movimiento rotacional de al menos una porción del accionador de embrague. La expansión axial típicamente es el resultado de un componente que se mueve hacia arriba o a lo largo de un elemento inclinado o que se mueve en respuesta al movimiento de un elemento giratorio hacia arriba o a lo largo de un elemento inclinado. El uso del accionador de embrague 48 para accionar el mecanismo de embrague de un sentido 44 proporciona capacidad de aislamiento o amortiguación al montaje de polea 16. El accionador de embrague en la modalidad de las Figuras 2 y 3 incluye un componente de rampa superior 80 y un componente de rampa inferior 82 con un elemento de rodillo 84 encerrado entre ellos. Superior e inferior se usan aquí con relación a la posición de los componentes del montaje de polea 16 como se ilustra en la Figura 3 con respecto a la orientación de la página. Los términos superior e inferior son igualmente aplicables a otras figuras aquí. El componente de rampa superior 80 se localiza generalmente adyacente al resorte 50, el cual es ilustrado como una roldana de Belleville, y el componente de rampa inferior 82 se localiza generalmente adyacente a los otros componentes del mecanismo de embrague de un sentido 44.

El componente de rampa superior 80 tiene una superficie superior generalmente lisa 90, una superficie inferior 92 que comprende uno o más primeros elementos inclinados 94 rebajados hacia el cuerpo 96 del componente de rampa superior 80, una superficie interna 98 que define un orificio para recibir el cubo 40, y otra superficie 100 que tiene uno o más elementos de acoplamiento por apareamiento 102. En el estado montado (Figura 3), el componente de rampa superior 80 se acopla al cuerpo de la polea 56 acoplando los elementos de acoplamiento por apareamiento 102 con los elementos de acoplamiento 59 en el cuerpo de la polea 56. En consecuencia, el componente de rampa superior 80 se fija al cuerpo de la polea 56 para rotar con este, pero sea libre para trasladarse con relación a este manteniendo a la vez el acoplamiento de los elementos de acoplamiento 59, 102. El montaje de polea 16 es construido de modo que cuando el componente de rampa superior 80 se traslade con relación al cuerpo de la polea 56, los elementos de acoplamiento 59, 102 proporcionen contacto por fricción entre ellos, que proporciona una amortiguación de Coulomb benéfica.

Los primeros elementos inclinados 94, mejor observado en la Figura 2, definen un canal dentro del cual se sienta un elemento de rodillo 84. El canal tiene un primer extremo 103 que es poco profundo con relación a un segundo extremo 104 (es decir, que el segundo extremo está rebajado más profundamente hacia el cuerpo 96 del componente de rampa superior 80). Para el desplazamiento angular uniforme del componente de rampa superior 80 (y la rotación del elemento de rodillo 84} el canal se ahúsa gradualmente, de manera preferible desde el primer extremo 103 hacia el segundo extremo 104.

El componente de rampa inferior 82 tiene una superficie superior 110 que comprende uno o más segundos elementos inclinados 112 rebajados hacia el cuerpo 114 del componente de rampa inferior 82, una superficie inferior generalmente lisa 116, una superficie interna 118 que define un orificio para recibir un anillo de fricción 46, los cuales juntos reciben el cubo 40, y una superficie externa generalmente lisa 120. La superficie inferior 116 incluye una o más lengüetas 122 que se extienden axialmente hacia abajo alejándose de la superficie inferior. Las lengüetas 122 se colocan generalmente cerca de la superficie externa 120 del componente de rampa inferior 82 y crean un corral para contener uno o más componentes del mecanismo de embrague 44, en particular, un paquete de embrague 130 (Figura 3). Los segundos elementos inclinados 112 son construidos de manera similar a aquellos del componente de rampa superior 82, excepto que la orientación del primer extremo y el segundo extremo de los segundos elementos inclinados 112 se revierte con relación a la orientación del primero y segundo extremo 103, 104 de los primeros elementos inclinados 94.

Los elementos de rodillo 84 recibidos en el primero y segundo elementos inclinados opuestos 94, 112 pueden ser cilindros, bolas, cilindros generalmente cónicos, o similares.

El anillo de fricción 46 es fijado al componente de rampa inferior 82 de modo que giren juntos. Cuando se monta la Figura 3, el anillo de fricción 46 frota contra la porción de eje 41 del cubo 40 durante la rotación. Este contacto por fricción retarda el movimiento del componente de rampa inferior con relación al cuerpo de la polea 56 permitiendo por lo tanto que el componente de rampa superior 80 y el componente de rampa inferior 82 no giren juntos. Esto crea divergencia circunferencial donde ambos pueden aún girar, pero en direcciones opuestas y no necesariamente a la misma velocidad. Esta rotación relativa moverá los elementos de rodillo 84 dentro, hacia arriba, o a lo largo del primer y segundo elementos inclinados 94, 112 para trasladar axialmente el primero y segundo componentes de rampa uno con relación al otro.

La expansión axial del accionador 48 durante la rotación del cuerpo de la polea 56 en la dirección rotacional predominante acciona el mecanismo de embrague en el sentido 44 lo cual acopla el cuerpo de la polea 56 al cubo 40 para transmitir energía de la banda 30 (Figura 1) al eje de entrada 78 (Figura 2) de un accesorio. El mecanismo de embrague en el sentido 44 incluye una pluralidad de discos de fricción alternados 130 y placas centrales de fricción 132. Cada disco de fricción 130 y placa central de fricción 132 tiene un orificio a su través para recibir el eje 41 del cubo.

El montaje de polea 16 también incluye un elemento de desviación 50 (Figuras 2 y 3) que es comprimido conforme los componentes de rampa-rampa, rodillo-rampa, seguidor de leva, o tornillo de bola se expanden, en particular, conforme los componentes de rampa superior e inferior 80, 82 se expanden axialmente separados. La compresión del elemento de desviación 50 se traduce en una masa de torsión a través del dispositivo. El amortiguamiento de Coulomb, descrito anteriormente, es creado por la fricción entre el componente de rampa superior 80 que se desliza contra el cuerpo de la polea 56 durante la carrera del resorte y cuando el anillo de fricción 46 se desliza contra el cubo 41. De este modo, la entrada y salida se desacoplan, o aislan, de las excitaciones torsionales, generalmente de la entrada, por esta configuración de rodillo-rampa/amortiguador de muelle o resorte. La tasa de resorteo puede variar, a través de la selección del resorte, para acoplarse a los requerimientos del sistema. El ángulo o perfil de la rampa puede ser modificado para mejorar y/o diseñar las características de aislamiento.

Interpuesto entre el accionador 48 y el cojinete de rodillo 42 se encuentra un embrague 44 que incluye un paquete de embrague 130. Como se muestra en la Figura 2, el paquete de embrague incluye discos de fricción 131 y placas centrales de fricción 132 alternados. Los discos de fricción 131 tienen un diámetro interno que define una superficie que incluye una chaveta o bocallave para el acoplamiento por apareamiento con el cubo 40 para rotar con este. En una modalidad, los discos de fricción 131 y el cubo 40 tienen una conexión ranurada. Las placas centrales de fricción 132 incluyen una chaveta, bocallave, lengüetas, ranuras, dientes, o similares 134 en la superficie que define su diámetro externo. Los dientes 134 son recibidos entre las lengüetas 122 sobre el componente de rampa inferior 82 y segundas lengüetas configuradas de manera similar 135 sobre el sujetador 140 para formar una jaula o correa de alrededor del paquete de embrague.

El montaje de polea 116, en particular el cubo 40 del mismo, define un eje de rotación 49 como se marca en la Figura 3. Cuando el mecanismo de embrague de un sentido 44 es acoplado, el cuerpo de la polea 56 hace girar el eje de entrada 78 del accesorio. La posición acoplada es lograda por el desplazamiento angular proporcionado a través de la rotación relativa del cuerpo de la polea 56 y los componentes del accionador 48 que están rotacionalmente fijos al cuerpo de la polea. En las Figuras 2 y 3, el componente de rampa 80 se fijó para rotar con el cuerpo de la polea. La rotación del componente de rampa superior 80 vía la rotación del cuerpo de la polea 56 mueve elemento de rodillo 84 dentro de los elementos inclinados 94, 112, los cuales expanden el accionador trasladando los componentes de rampa superior e inferior axialmente. Esta traslación axial comprime el miembro de desviación 50, lo cual a su vez empuja todos los componentes del accionador 40 para trasladarse axialmente hacia el embrague 44 para comprimir el paquete de embrague 130 para incrementar el acoplamiento por fricción entre el disco de fricción 130 y la placa central de fricción 132. Una vez que el paquete de embrague 130 es comprimido en un acoplamiento por fricción que permita que todos los componentes del paquete de embrague giren juntos como una unidad, el cubo 40, el cual se acopla al disco de fricción 130 para rotar con este, girará con el cuerpo de la polea 56. Esta es la posición acoplada del embrague .

Durante la condición de desbordamiento, el eje de entrada 78 se desacopla del montaje de polea, en particular del cuerpo de polea 56, y continúa girando un momento en la primera dirección rotacional (la dirección predominante) cuando el cuerpo de la polea 56 experimenta una reversión de torsión relativa o aletargamiento súbito. En esta condición, el cuerpo de la polea 56 puede continuar girando en la primera dirección rotacional pero con menos velocidad angular que la velocidad a la cual había sido accionado el eje de entrada 78. La disminución súbita de la velocidad angular en el cuerpo de la polea 56 tiene el efecto de una reversión relativa de la torsión, lo cual hace girar al menos un componente del accionador 48 a través de la rotación del cuerpo de la polea 56 para comprimir el accionador (es decir, reducir la expansión axial del accionador) , lo cual alivia al embrague 44 de las. fuerzas compresivas que llevaron este a la posición acoplada. Cuando la presión de contacto y fuerza de fricción entre el accionador 44 y el embrague 44 disminuyen, ellas eventualmente desacoplarán en embrague 44, lo cual desacopla el cuerpo de la polea 55 del cubo 40 de modo que puedan girar uno con relación al otro con fricción mínima, de modo que el eje de entrada 78 gire independientemente del cuerpo de la polea 56.

La Figura 12 es una modalidad alternativa del montaje de polea 16. Aquí, los componentes similares tienen los mismos números de referencia que aquellos usados en la Figura 2. Una adición a la modalidad de la Figura 12 es la inclusión de topes sobre los componentes de rampa superior e inferior 80 como 82. Como se observa en las Figuras 12-13B, están presentes topes inferiores 160 y topes superiores 162, los cuales limitan el desplazamiento de los elementos giratorios 84 y en consecuencia el desplazamiento axial del componente de rampa inferior 82 con relación al componente de rampa superior 80. Los topes inferiores 160 y los topes superiores 162 están, como lo sugieren sus nombres, colocados en la parte inferior de los elementos inclinados 94 o 112 del componente de rampa superior 80 y el componente de rampa inferior 82, respectivamente. Los topes 160, 162 proporcionan una función limitadora de torsión al montaje de polea 16, lo cual es benéfico debido a que imitan la torsión aplicada al eje de entrada 78 (mostrado en la Figura 2) si ocurre una transición de torsión alta en algún lugar en el sistema 10 (Figura 1) ; de este modo, protegiendo un accesorio conectado al eje 78 contra posibles daños. Si el accesorio es la fuente de esta torsión transitoria alta, el sistema 10 y la banda 30 quedan protegidos. Por ejemplo, el daño a los cojinetes, etc. en cualquier parte del sistema 10 es minimizado o evitado. La limitación de la torsión también puede reducir la incidencia de salto de la banda. La expansión máxima del accionador 48, remítase nuevamente a las Figuras 12-13B, proporcionada por los topes 160, 162, limita las fuerzas dentro del montaje de polea 16 a un nivel determinado por la compresión de los resortes o muelles 50. Esta fuerza interna limitada, limita por lo tanto la capacidad de torsión del embrague, más allá de lo cual ocurra deslizamiento y es proporcionada protección al sistema. Si la transición de torsión alta se origina en el sistema o accesorio, es impedido el daño interno a la polea de accionamiento 16.

Otra diferencia dentro de la modalidad mostrada en la Figura 2 es que el componente de rampa inferior 82 tiene dientes 123 como parte de la superficie externa del mismo en lugar de lengüeta 122 como se observa en la Figura 2. Los dientes 123 conectan el componente de rampa inferior 82 al sujetador 140 cuando el montaje de polea es colocado entre las lengüetas 136 y el sujetador 140. Los dientes adyacentes 123 están separados entre si por un espacio 125 (véanse las Figuras 13A y 13B) dimensionado para recibir las lengüetas 36 del sujetador 140.

Otra diferencia en la modalidad de la Figura 12, es que está presente una pluralidad de miembros de desviación 50 (por ejemplo una rondana de Belleville) . Como se ilustra, están presentes seis miembros de desviación, pero puede estar presente cualquier otro número de miembros de desviación como uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, etc. También se muestra una pluralidad de miembros de desviación en las Figuras 7 y 15. El número de miembros de desviación 50 afecta las características de desviación y tasa de resortes del montaje de polea 16. Como se observa en la gráfica en la Figura 14, un cambio en el número de resortes o un cambio en la rigidez total del montaje, como resultado de la alteración de la tasa de resorteo de los resortes (uso de resortes más rígidos) cambia la curva de amortiguación (curva de aislamiento) . Las líneas ascendentes ilustran, durante la rotación en la dirección predominante, que la fricción resiste la rotación y que la torsión requerida para hacer girar el montaje de polea en la dirección predominante se incrementa por la cantidad de fricción presente durante la rotación. El cambio en la pendiente de cada línea en la Figura 4 es logrado debido a que existe más de un resorte presente, en serie, dentro del montaje de polea. Inicialmente todos los resortes del montaje se comprimen (cantidad determinada por la rigidez individual) . La rigidez del montaje, o tasa de resorteo, es menor que la de cualquier resorte individual (puesto que están en serie) . Cuando la carga se incrementa sobre el montaje de polea un resorte individual puede perder la capacidad de comprimirse aún más (en este caso un resorte de Belleville) se "aplana" - contra la tapa 52 (Figura 12) o placa de accionamiento 80. Una vez que un resorte o muelle se "aplana" ya no contribuye al cambio de carga. Los resortes restantes determinan entonces el cambio de carga pero a una tasa mayor, y en consecuencia la pendiente se vuelve más prolongada.

El montaje de polea 16 de la Figura 12 también incluye un montaje de cojinete 324 entre el cojinete 42 y el sujetador 140, de manera similar al montaje de cojinete mostrado en la Figura 4, explicado con mayor detalle más adelante .

Refiriéndose a las Figuras 4 y 5, la entrada de energía hacia el montaje de polea es a través del cuerpo de polea 314, cuando este gira por su contacto con una banda.

La entrada de energía está a través del cubo 301 (que en uso puede ser fijado al eje del alternador o eje de otro accesorio) . El soporte entre el cuerpo de la polea 314 y el cubo 301 incluye el cojinete 302 y la tapa 313. La tapa 313 se fija al cuerpo de la polea 314 e incluye un buje de soporte de carga en su diámetro interno, para permitir la rotación relativa entre el cubo 301 y la tapa 313 y, por la selección de material, una porción controlable de amortiguación Coulomb. La placa de rampa inferior 311, los elementos de rodillo 312, y la superficie de rampa superior 315 (mostrada en la Figura 5) incluidos en la tapa 313 comprenden un accionador de bola-rampa 320. La rotación relativa de la placa de rampa inferior 311 con relación a la tapa 313 produce desplazamiento axial, como resultado del contorno de las rampas, entre la placa de rampa inferior 311 y la tapa 313.

La placa de rampa inferior 311, el miembro de desviación 310, y el retén superior 309 se desplazan axialmente para efectuar el accionamiento del embrague. El embrague en esta modalidad se muestra como un paquete de embrague 322 que comprende una pluralidad de placas 308, pero también puede ser un embrague cónico similar al embrague cónico ilustrado en las Figuras 6 y 7. La placa de rampa inferior 311 es fijada de manera giratoria al elemento de desviación 310 pero está libre para trasladarse axialmente en relación al miembro de desviación 310. El miembro de desviación 310 puede ser cualquiera de los miembros de desviación discutidos anteriormente, pero sin limitarse a estos. Aqui, el miembro de desviación 310 también es fijado de manera giratoria al retén superior 309, pero está libre para trasladarse axialmente con relación a este. Esta modalidad tiene una conexión en serie que difiere de la modalidad de rampa-rampa de las Figuras 2 y 3 en que las Figuras 2 y 3 tienen una conexión emparedada donde los elementos externos (el elemento de desviación 50 y la tapa de desviación) son fijados rotacionalmente y otros componentes están libres para girar (conexión emparedada) . Puede ser usada cualquier modalidad. El desplazamiento axial de la placa de rampa inferior 311 entra en contacto con y mueve el miembro de desviación 310 hacia el contacto con el retén superior 309, el cual a su vez hace contacto axialmente el paquete de embrague 22 que comprende discos de fricción 307, placas centrales de fricción 308 y el retén inferior 306. Un montaje de cojinete 324 que incluye la placa superior 303, placa de elemento de rodillo 304 y placa inferior 305 hace reaccionar la carga del paquete de embrague a la polea, a través de cojinete 302. Esta modalidad, además de tener un accionador de bola-rampa 320, proporciona una modalidad que tiene, de manera ventajosa, características de amortiguamiento mínima. El amortiguamiento es proporcionado a través de: (1) el uso de montaje de cojinete 324; (2) la conexión en serie del miembro de desviación 310 a otros componentes; y (3) haciendo que el miembro de desviación y el mecanismo de embrague se encuentren sobre el mismo lado el accionador.

En la modalidad de la Figura 4, la placa de rampa inferior 311 tiene una superficie superior 344 que se orienta hacia una superficie inferior 346 de la capa 313. Ambas de la superficie superior 344 y la superficie inferior 346 tienen chuletas de rampa 342 que se alinean entre sí para permitir que los elementos giratorios 312 residan en las cavidades formadas por las chuletas de rampa 342 cuando las placas de rampa superior 311 y la capa 313 sean montadas. Las chuletas de rampa 342 tienen una cavidad 352 para recibir el elemento giratorio 312 y una cola de chuleta 354 como se muestra en la Figura 4. La cavidad 352 tiene una profundidad al menos igual a las dimensiones de los elementos giratorios 312. La cola de chuleta 354 tiene un primer extremo que comienza a una profundidad igual a la de la cavidad 352 y se vuelve gradualmente más profunda hasta que un segundo extremo de la cola de chuleta 354 se nivela con la superficie superior 344 de la planta de rampa inferior 312, o la superficie inferior 346 de la tapa 313 dependiendo de la ubicación de la chuleta o saco de rampa 342.

La construcción de rampa o construcción de rodillos-rampa ilustrada en la Figura 4 también puede ser descrita como elementos inclinados como se expuso anteriormente para las Figuras 2 y 3.

Refiriéndose a las Figuras 6-8, la entrada de energía al montaje de polea es a través del cuerpo de la polea 201 cuando es tejida por su contacto con una banda. La salida de energía es a través del cubo 205 (que en uso puede ser fijado a un eje de alternador u otro eje de accesorio) . El soporte entre el cuerpo de la polea 201 y el cubo 205 consiste de un cojinete 202 y una capa 210. La capa 210 incluye un buje de soporte de carga en su diámetro interno, para permitir una rotación relativa entre el cuerpo de la polea 201 y el cubo 205 y, mediante la selección del material, una porción controlable de amortiguamiento de Coulomb. La tapa 210 y la leva 208 comprenden un accionador de rampa-rampa o seguidor de leva. Como se observa en la Figura 8, la tapa 210 incluye, en su superficie interna 212, un canal o ranura 214 que incluye obstáculos 216 separados dentro del surco 214. Los obstáculos 216 pueden tener extremos arqueados o extremos que tengan superficies en pendiente o inclinadas orientadas hacia la leva 208 de modo que la rotación relativa entre la leva 208 y la capa 210 produzca el desplazamiento axial de la leva 208, como resultado de que el contorno de las superficies de rampa de la leva se muevan rotacionalmente a lo largo de los obstáculos 216. La leva 208 incluye una superficie superior 220 que está contorneada para proporcionar una acción de elevación que da como resultado el desplazamiento axial de la leva 208 durante la rotación de la misma. El contorno puede incluir valles 222 y picos 224, alternados, o inclusive ondulantes. Los valles 22 del contorno se localizan opuestos a los obstáculos 226 cuando el montaje de polea está en una posición de reposo. La entrada positiva del cuerpo de la polea 210 da como resultado la rotación relativa en un sentido positivo, la entrada negativa da como resultado la rotación negativa en el sentido negativo de la posición de reposo. Las pendientes, o perfiles negativos y positivos se muestran como idénticos en las Figuras 6-8, pero el montaje no se limita a este. En la práctica esas pendientes de rampa o perfiles sobre los obstáculos 216 y el contorno de la superficie superior 220 de la leva 208 pueden ser pendientes o perfiles diferentes.

El anillo cónico interno 207, la leva 208 y los elementos de desviación 209 proporcionan desplazamiento axial y fuerza para aplicar un embrague 230 que tenga miembros de forma cónica. La leva 208 es fijada de manera giratoria al anillo cónico interno 207, pero está libre para trasladarse axialmente con relación a este. El desplazamiento axial de la leva 208 entra en contacto con y mueve los elementos de desviación 209 en contacto con el anillo cónico interno 207, lo cual a su vez traslada el anillo cónico interno 207 axialmente en contacto con el anillo cónico intermedio 206. El anillo cónico intermedio 206 se traslada axialmente, como resultado, en contacto con el anillo cónico externo 203. El anillo cónico externo 203 se fija de manera axial y giratoria al cuerpo de la polea 201. El desplazamiento adicional de la leva 208 comprimirá los miembros de desviación 209. Esta fuerza de compresión es transmitida al anillo cónico interno 207 y el anillo cónico intermedio 206, y entonces el anillo cónico intermedio 206 se acopla por fricción al anillo cónico externo 203. Los anillos cónicos interno, intermedio y externo 207, 206, y el conector del tubo 204 comprenden el embrague 230. El anillo cónico interno 207 y el anillo cónico externo 203 se conectan a la entrada (es decir, el cuerpo de la polea 201), y el anillo cónico intermedio 207 y el conector del cubo 204 se conectan a la salida (es decir, el cubo 205). El anillo cónico intermedio 206 se fija de manera giratoria al conector de cubo 204, pero queda libre para trasladarse axialmente con relación a este a través de lengüetas de accionamiento. El conector del cubo 204 es fijado de manera giratoria a la salida, el cubo 205.

El embrague cónico en las Figuras 6-8 es ilustrado y descrito como un embrague de dos elementos, en el que dos componentes son móviles. En la práctica, de acuerdo a los requerimientos de aplicación, este embrague también puede ser un embrague de un solo elemento o elementos múltiples. También el ángulo del elemento cónico es ilustrado como idéntico sobre los anillos cónicos externo, intermedio, e interno 203, 206, 207, pero no se limita a esto. En la práctica, nuevamente de acuerdo a los requerimientos de aplicación, los ángulos cónicos pueden ser significativamente diferentes.

Refiriéndose ahora a las Figuras 9 - 11, en una modalidad, el montaje de polea 16 puede incluir un cubo 500 que sea acoplable con el eje de entrada del accesorio (no mostrado, pero véase el eje 78 de la Figura 2), un cojinete de rodillo 502, un mecanismo de embrague de un sentido 504, un buje 506, un accionador de embrague 508, sellos anulares 534 que estén todos alojados dentro del orificio 512 de un cuerpo de polea 514. El mecanismo de embrague de un sentido 504 incluye discos de fricción 524, una placa de embrague 526, y un sujetador 528 para los discos de fricción 524 y la placa de embrague 526 (de modo que todos giren como una unidad cuando se acople el embrague de un sentido) . El accionador de embrague 508 incluye una placa de accionamiento 510, una placa de rampa 522, elementos giratorios 532, y un resorte de precarga 530. El cubo 500 puede ser acoplado al eje de entrada (no mostrado) por una chaveta de oodruff, como es bien sabido, para evitar que el cubo 500 gire libremente alrededor del eje de entrada. Por supuesto también son posibles otras conexiones entre el cubo 500 y el eje de entrada incluyendo, por ejemplo, una ranura o acanaladura.

El cojinete de rodillo 502 puede localizarse entre el cubo 500 y el cuerpo de la polea 514 para permitir la rotación estable del cuerpo de la polea 514 con relación al cubo 500 cuando se desacople. El anillo de rodadura interno 516 del cojinete de rodillo 502 puede estar adyacente y acoplado al cubo 500. El anillo de rodadura externo 518 del cojinete de rodillo 502 puede estar adyacente y acoplado al cuerpo de la polea 514. El uso de un cojinete de rodillo puede mejorar la rigidez estructural total del montaje y extender la vida del montaje reduciendo el montaje de los elementos del mecanismo de embrague que giran uno con relación a otro.

Como se ilustra en las Figuras 9 y 10, el cuerpo de polea 514 se localiza alrededor del cubo 500 e incluye un orificio o abertura central 512 que está dimensionada de modo que el cuerpo de polea pueda girar alrededor del cubo. El cuerpo de la polea 514 también incluye una superficie de acoplamiento de banda externa, periférica 520 que puede acoplarse a la banda como la banda 30 en la Figura 1. En la modalidad ilustrada, la superficie de acoplamiento de banda 520 está perfilada con rebordes en forma de V y ranuras que se acoplan con los rebordes y ranuras correspondientes de una banda. Son posibles otras configuraciones, como dientes, rebordes o ranuras planas o redondeadas.

Pasando ahora a los componentes del accionador 508, Figura 9, la placa de rampa 522 tiene una superficie superior 544 orientada hacia una superficie inferior 546 de la placa de accionamiento 510. Ambas de la superficie superior 544 y la superficie inferior 546 tienen chuletas de rampa 542 que se alinean entre si para permitir que los elementos giratorios 532 residan en las cavidades formadas por las chuletas de rampa 542, cuando la placa de rampa 522 y la placa de accionamiento 510 se monten. Las chuletas o sacos de rampa 542 tienen una cavidad 560 para recibir el elemento giratorio 532 y una cola de chuleta 562 como se muestra en la Figura 11. La cavidad 560 tiene una profundidad al menos igual a la dimensión de los elementos de giratorios 532. La cola de chuleta 562 tiene un primer extremo 564 que comienza a una profundidad igual a la de la cavidad 560 y se vuelve gradualmente menos profunda hasta que un segundo extremo 566 de la cola de chuleta 562 se nivela con la superficie superior 544 de la placa de rampa 522, o la superficie inferior 546 de la placa de accionamiento 510 dependiendo de la ubicación de la chuleta de rampa 542 y por lo tanto define un plano inclinado a lo largo del cual los elementos giratorios 352 pueden girar.

La construcción de rampa o construcción de rodillos-rampa ilustrada en la Figura 9 también puede ser descrita como elementos inclinados como se expuso anteriormente para las Figuras 2 y 3, o las Figuras 12-13B.

Como se observa en la Figura 9, la superficie superior 544 de la placa de rampa inferior 522 incluye una primera cavidad 548 que define un asiento para un primer extremo 562 de resorte de precarga 530. Similarmente, la superficie 546 de la placa (o tapa) de accionamiento 510 incluye una segunda cavidad (no mostrada) que define un asiento para un segundo extremo 564 del resorte de precarga 530. Cuando es montado, el primer extremo 562 del resorte de precarga 530 es insertado en la primera cavidad 548 en la placa de rampa inferior 522 y el segundo extremo 564 del resorte de precarga 530 es insertado en la segunda cavidad en la placa de accionamiento 510. Los elementos giratorios 532 son colocados dentro de chuletas de rampa alineadas 542 y sujetados entre la placa de accionamiento 510 y la placa de rampa inferior 522. La desviación del resorte de precarga 530 hace girar la placa de rampa inferior 522 ligeramente en la dirección rotacional predominante con relación a la placa de accionamiento 510. Como resultado, los elementos giratorios 532 desplazan ligeramente hacia arriba la cola de chuleta 563. Cuando los elementos giratorios 562 desplazan hacia arriba la cola de chuleta 562, empujan la placa de accionamiento 510 y la placa de rampa inferior 522, lo cual da como resultado una separación axial de la placa de accionamiento 510 y la placa de rampa inferior 522. La placa de rampa inferior 522 se mueve axialmente hacia el sujetador 528. Esta traslación axial mueve la placa de rampa 522 hacia la derecha en la Figura 9 y hacia el exterior de la página en la Figura 10, lo cual a su vez empuja los discos de fricción 524 y la placa de embrague 526 del mecanismo de embrague de un sentido 504 para trasladarse axialmente hacia el sujetador 528 dando como resultado un acoplamiento de mayor fricción entre los discos de fricción 524 y la placa de embrague 526. Una vez que los discos de fricción 524 se mueven hacia el acoplamiento por fricción, todos los componentes del mecanismo de embrague de un sentido 504 giran juntos como una unidad de modo que el cubo 500, el cual se acopló a los discos de fricción 524 para la rotación con este, girará con el cuerpo de la polea 514. Esta es la posición acoplada del embrague.

Como se ilustra en la Figura 10, el buje 506 es fijado de manera giratoria a la placa de accionamiento 510. El anillo de rodadura interno 516 del cojinete de rodillo 502 es fijado de manera giratoria al cubo 500, y el anillo de rodadura externo 518 del cojinete de rodillo 502 es fijado de manera giratoria al cuerpo de la polea 514. El buje 506 y el cojinete de rodillo 502 proporcionan soporte radial del cuerpo de polea 514 al cubo 500. El buje 506 permite la rotación relativa entre el cubo 500 y la placa de accionamiento 510 y, mediante la selección del material, una porción controlable del amortiguamiento de Coulomb para el montaje de polea 16.

La expansión axial del accionador de embrague 508 durante la rotación del cuerpo de la polea 514 en la dirección rotacional predominante acciona el mecanismo de embrague de un sentido 504 que acopla el cuerpo de la polea 514 al cubo 500 para transmitir energía desde una banda como la banda 30 en la Figura 1 al eje de entrada (no mostrado) de un accesorio. El mecanismo de embrague de un sentido 508 incluye una pluralidad de discos de fricción alternados 524 y placas de embrague 526. Cada disco de fricción 524 y placa de embrague 526 tiene un orificio a su través para recibir el eje del cubo 500. Los discos de fricción 524 tienen un diámetro interno que define una superficie perforada, que incluye una chaveta 525 para el acoplamiento por apareamiento con el cubo 500 para la rotación con este. En una modalidad, los discos de fricción 524 y el cubo 500 tienen una conexión roscada. Las placas de embrague 526 y la placa de rampa inferior 522 incluyen una chaveta, bocallave, lengüetas, ranuras, dientes 540, o similares, sobre la superficie que define su diámetro externo. Los dientes 540 son recibidos entre las lengüetas 536 sobre el sujetador 528.

El montaje de polea 16 en la Figura 10, en particular, el cubo 500 del mismo, define un eje de rotación 600. Cuando el mecanismo de embrague de un sentido 504 es acoplado, el cuerpo de la polea 514 hace girar el eje de entrada del accesorio. La posición acoplada es lograda por el desplazamiento axial proporcionado a través de la rotación relativa del cuerpo de la polea 514 y el movimiento axial de los componentes del mecanismo de embrague de un sentido 504 para acoplar el cuerpo de la polea 514 con el cubo 500 para el movimiento de rotacional conjunto alrededor del eje de rotación 600.

Durante la condición de desbordamiento, el cubo 500, y en consecuencia eje de entrada, se desacopla del cuerpo de la polea 514 y continúa girando con momento en la primera dirección rotacional (la dirección predominante) cuando el cuerpo de la polea 514 experimenta una reversión de torsión relativa o aletargamiento súbito. En esta condición, el cuerpo de la polea 514 puede continuar girando en la primera dirección rotacional, pero a menos velocidad angular que la velocidad a la cual había sido accionado el eje de entrada. La disminución súbita de la velocidad angular en el cuerpo de la polea 514 tiene el efecto de una reversión relativa de torsión, lo cual supera la desviación del resorte de precarga 530. Esto da como resultado la alineación de las chuletas de rampa 542 y los elementos giratorios 532 que se desplazan hacia las cavidades 542. Cuando los elementos giratorios 532 están en las cavidades 542 la expansión axial entre la placa de rampa inferior 522 y la placa de accionamiento 510 se reduce, lo cual alivia el mecanismo de embrague de un sentido 504 de las fuerzas que llevaron este a la posición de acoplamiento. Como la presión de contacto y la fuerza de fricción entre los componentes del mecanismo de embrague de un sentido 504 disminuyan, eventualmente se desacoplarán el mecanismo de embrague de un sentido 504, lo cual desacopla el cuerpo de la polea 514 del cubo 500 de modo que puedan girar uno con relación al otro con fricción mínima, de modo que el eje de entrada gire independientemente del cuerpo de la polea 514.

Refiriéndose a las Figuras 15 y 16, la entrada de energía hacia el montaje de polea 716 es a través del cuerpo de la polea 704 cuando este gira en virtud de su contacto con la banda como la banda 30 en la Figura 1. La entrada de energía a través del cubo 700 (es decir en uso puede ser fijada a un eje para operar otro dispositivo) . El soporte entre el cuerpo de la polea 708 y el cubo 700 incluye el cojinete 702 y la tapa 710. La tapa 710 se fija al cuerpo de la polea 704 e incluye un buje de soporte de carga 711 para permitir la rotación relativa entre el cubo 700 y la tapa 710 y, mediante la selección del material, una porción controlable de amortiguamiento de Coulomb. Esta modalidad, el accionador es capaz de efectuar la expansión axial cuando el cuerpo de la polea gira en una dirección dominante es un accionador de tornillo de bola 720, el cual se coloca alrededor del cubo 700. El mecanismo de embrague en las Figuras 15-16 es un paquete de embrague 721 colocado alrededor del cubo y activable en una posición acoplada por la expansión axial del accionador 720. En otra modalidad, el mecanismo de embrague puede ser un embrague cónico como el que se describió anteriormente con respecto a la Figura 6. Moviéndose de izquierda a derecha en la Figura 15 el montaje de polea incluye un anillo de retención 734, un sello 735, una tapa, un buje 711, un resorte de precarga 713, resortes 750, un asiento de resorte 718, un accionador de tornillo de bola 720, una placa de accionamiento 722, un paquete de embrague 721, un buje 730, una placa 732, un eje 700, un cojinete 702, y un cuerpo de polea 704. El cuerpo de polea 704 incluye una superficie de acoplamiento de banda 706. La tapa 710 también puede incluir un sello secundario 735 como un sello anular. Los resortes 713, 750 actúan para desviar componentes del montaje de polea 716 axialmente para el acoplamiento constante durante la operación de la polea. En las Figuras 15-16 los resortes 50 son una pluralidad de rondanas de Belleville. El número de resortes puede variar asi como el material de los resortes para cambiar las características del montaje de polea como se describió anteriormente. El accionador de tornillo de bola 720 y el paquete de embrague 721 serán descritos más adelante. El cojinete 702 es como se describió anteriormente en las otras modalidades y proporciona las mismas ventajas.

Como se observa en la Figura 16 y en la vista del despiece de la Figura 17B, el accionador del tornillo de bola 720 incluye un eje roscado 760 que tiene una tuerca 662 colocada alrededor del eje, de modo que el eje 760 y la tuerca 762 definan un anillo de rodadura 768 (Figura 16) para una pluralidad de elementos giratorios 764 (Figura 17B) . El accionador de tornillo de bola 720 también incluye un tubo de bola 766 (Figura 17B) que conecta el fondo del anillo de rodadura 782 (Figura 16) hasta la parte superior del anillo de rodadura 784 (Figura 16) para recircular los elementos giratorios 764. El eje roscado 760 se conecta a la placa de accionamiento 722. Como se observa en las Figuras 16 y 17B, el eje roscado 760 puede ser centrado en un orificio 786 de la placa de accionamiento 722. La placa de accionamiento 722 incluye una chaveta, bocallave, lengüetas, ranuras, dientes, o similares 725 en o extendiéndose desde la superficie que define el diámetro externo. En la modalidad de las Figuras 15-17B, la placa de accionamiento 722 tiene dientes 723 como parte de la superficie externa de la misma separados de dientes adyacentes 723 por el espacio 725 que está dimensionado para recibir las lengüetas 736 del sujetador 728. Cuando se monta la Figura 16, las lengüetas 736 del sujetador son sentadas en los espacios 725 de la placa de accionamiento 722, pero la placa de accionamiento 722 es capaz de trasladarse axialmente con relación al sujetador 728.

Como se observa en las Figuras 17A y 17B, la tuerca 762 también incluye chavetas o ranuras 763 que se acoplan con las bocallaves (no mostradas) dentro del orificio del cuerpo de la polea 704. Esta conexión roscada (conexión chaveta o llave a bocallave) acopla la tuerca 762 al cuerpo de la polea 704 para girar juntos alrededor del eje de rotación 749 definido por el eje 700.

El mecanismo de embrague en las Figuras 15-17B se muestra como un paquete de embrague 721 que comprende una pluralidad de placas de discos de fricción alternados 724 y placas de embrague 726. En una modalidad, el paquete de embrague 721 puede incluir solo una placa de embrague 726 y dos discos de fricción 724 empaquetados en un sujetador 328. El sujetador 728 es como se describió anteriormente. Los discos de fricción 724 están ranurados (véanse las ranuras 752) , de modo que se conecten a las ranuras de acoplamiento 701 del eje 700 de modo que el eje 700 se conecte de manera giratoria a los discos de fricción 724, pero los discos de fricción 724 queden aún libres para trasladarse axialmente con relación al eje 700. En consecuencia, cuando el paquete de embrague 721 sea activado por la expansión axial del accionador de tornillo de bola 720, los discos de fricción 724 y las placas de embrague 726 se mueven axialmente hacia el acoplamiento por fricción entre si, de modo que giren juntos como una unidad .

Como ya se describió, el accionador de tornillo de bola 720, durante la operación del montaje de polea, se expande axialmente para activar el mecanismo de embrague 721. La tuerca 762 se acopla al cuerpo de la polea 704 para rotar con este, y cuando el cuerpo de la polea 704 gira en la dirección predominante, la tuerca 762 gira con este alrededor del eje roscado 760 hasta que la tuerca 762 se ha movido axialmente a una posición expandida que mueve la placa de accionamiento 722 lejos de la tuerca 762 y en acoplamiento con los componentes del paquete de embrague 721. Como resultado del movimiento de placa de accionamiento 722, los componentes del paquete de embrague también se mueven axialmente hacia el acoplamiento por fricción. Ahora, el paquete de embrague 721 está acoplado y el cuerpo de la polea 704 y el eje 700 están conectados para girar juntos alrededor del eje de rotación 749.

Entonces, cuando el cuerpo de la polea 704 gira en una dirección opuesta a la dirección predominante, por ejemplo, experimenta una reversión de torsión, el paquete de embrague 721 se desacopla del accionador 720 como resultado de que el accionador 720 gira con el cuerpo de la polea 704 y por lo tanto alivia la expansión axial (contrayéndose en una posición no acoplada) que permite que el cubo 700 gire independientemente del cuerpo de la polea 704. El cubo 700 puede continuar girando en la dirección predominante bajo su momento restante, lo cual puede permitir al cubo girar a velocidades mayores que las velocidades del cuerpo de la polea. Esta es conocida también como la posición de desbordamiento o rueda libre.

En las Figura 15 y 16, los miembros de desviación 750 están colocados entre el accionador 720 y la tapa 710. Sin embargo, los miembros de desviación 750 no se limitan a esta posición. En otra modalidad, similar a la de la Figura 4. Los miembros de desviación pueden ser colocados entre el accionador y el mecanismo de embrague, el paquete de embrague 721.

Varios parámetros pueden afectar la operación, respuesta, y desempeño de los montajes de polea descritos aquí, incluyendo el ángulo, pendiente o rampa de perfil o superficies de elevación, los coeficientes de fricción entre los componentes de acoplamiento de fricción entre si, y la tasa de resorteo del miembro de desviación. Otros factores que afectan la selección de una combinación particular incluyen el desgaste, embrague primario, durabilidad y costo.

La protección contra la torsión de desbordamiento puede ser proporcionada en todas las modalidades aquí. Sin embargo, específicamente con relación a la Figura 9, la torsión de desbordamiento (torsión de arrastre) es la suma de la torsión de precarga, arrastre del sello y cojinete y/o buje. En consecuencia, la torsión de desbordamiento es ajustable cambiando el resorte de precarga 530, 713, etc. y a través de la selección de sellos y bujes (es decir el material de que estén hechos para alterar el coeficiente de fricción dentro del montaje de polea) .

Varias modalidades son descritas aquí, y un experto en la técnica apreciará que los diferentes accionadores , mecanismos de embrague y configuraciones de resorte pueden ser combinadas y combinadas para crear modalidades adicionales. Adicionalmente, en una modalidad, el montaje de polea puede ser conectado a un eje de cigüeñal y usado para accionar una banda. Para operar en esa aplicación, el orden de los componentes en el montaje de polea es invertido de modo que el accionador se conecte al cubo (y en consecuencia al cigüeñal) y al mecanismo de embrague en una posición acoplada con el cubo al cuerpo de la polea para su rotación simultánea. Cualquiera de las modalidades descritas aquí o mezcladas y combinadas como se indicó anteriormente como una opción pueden ser (invertidas) como ya se describió, de modo que el montaje de polea pueda ser montado a un cigüeñal. Aquí, el cuerpo de la polea tiene un orificio y el cubo, el cual define un eje de rotación, se coloca dentro del orificio. Un accionador, como una unidad de rampa-rampa, unidad de rodillo-rampa, unidad de bola-rampa, unidad de seguidor de leva o similar que se expanda axialmente cuando el cubo gire en la dirección predominante, se coloca alrededor del cubo. Adicionalmente, un mecanismo de embrague es colocado alrededor del cubo. El mecanismo de embrague es activado en una posición acoplada por la expansión axial del accionador. En esta posición acoplada la activación del mecanismo de embrague une el cubo al cuerpo de la polea para la rotación simultánea en la dirección predominante. Entonces cuando el cigüeñal experimenta una desaceleración (y el cubo también experimenta la desaceleración) , el montaje de polea entra en una posición de desbordamiento donde el mecanismo de embrague se desacopla, típicamente como resultado de la contracción del accionador, y permite que el cuerpo de la polea gire a velocidades mayores que las del cubo.

Las modalidades han sido descritas con detalle con respecto a las Figuras presentadas aquí, pero es evidente que son posibles numerosas variaciones y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define en las siguientes reivindicaciones .

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un montaje de polea, caracterizado porque comprende: un cuerpo que polea que tiene un orificio; un cubo que define un eje de rotación colocado dentro del orificio del cuerpo de polea; un accionador colocado alrededor del cubo, donde el accionador es capaz de expandirse axialmente cuando el cuerpo de la polea gire en una dirección predeterminada; y un mecanismo de embrague colocado alrededor del cubo, siendo el mecanismo de embrague activable en una posición acoplada por la expansión axial del accionador; donde, en la posición acoplada, la expansión axial del accionador activa el mecanismo de embrague, lo cual une el cuerpo de la polea al cubo para la rotación simultánea en la dirección predominante .

2. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador incluye una unidad de rampa-rampa, una unidad de rodillo-rampa, una unidad de leva-seguidor, o una unidad de tornillo de bola que se expande axialmente cuando el cuerpo de la polea gira en la dirección predominante.

3. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador incluye la unidad de rodillo-rampa, teniendo la unidad de rodillo-rampa uno o más elementos de rodillo colocados entre un componente de rampa superior y un componente de rampa inferior.

4. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque uno o más elementos de rodillo son esféricos, uniformemente cilindricos, o cojinetes cilindricos ahusados.

5. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además un miembro de desviación que desvia el componente del accionador axialmente para mantener el contacto durante la operación del montaje de polea.

6. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el miembro de desviación está colocado entre el accionador y una capa o entre el accionador y un mecanismo de embrague.

7. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el miembro de desviación incluye una o más rondanas de Belleville.

8. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el miembro de desviación es un resorte helicoidal colocado entre un componente de rampa superior y un componente de rampa inferior .

9. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de embrague incluye un paquete de embrague y un embrague cónico .

10. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el mecanismo de embrague es el paquete de embrague y el paquete de embrague incluye al menos una placa de embrague y al menos un disco de fricción.

11. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la placa de embrague con los discos de fricción se acoplan al tubo para rotar con este siendo a la vez trasladables a lo largo de este y el otro se acopla al accionador para la rotación con este siendo a la vez trasladable a lo largo del cubo.

12. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de la polea gira en una dirección opuesta a la dirección predominante o experimenta una desaceleración, el mecanismo de embrague se desacopla del accionador y permite que el cubo gire independientemente del cuerpo de la polea en la dirección predominante bajo su propio momento.

13. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el mecanismo de embrague incluye un paquete de embrague o un embrague cónico .

14. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cuando el cuerpo de la polea gira en una dirección opuesta a la dirección predominante o experimenta una desaceleración, el montaje de polea entra en una posición de desbordamiento donde el mecanismo de embrague se desacopla del accionador y permite que el cubo gire a velocidades mayores que las del cuerpo de la polea.

15. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el accionador es un tornillo de bola que comprende una tuerca acoplada al cuerpo de la polea para rotar con esta y es trasladable con relación a este, un eje roscado alrededor del cual la tuerca se coloca, y una pluralidad de elementos giratorios que recirculan dentro de un anillo de rodadura definido entre la tuerca y el eje roscado.

16. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el accionador proporciona aislamiento de y amortiguación contra las excitaciones torsionales.

17. Un montaje de polea, caracterizado porque comprende: un cuerpo de polea que tiene un orificio; un cubo que define un eje de rotación colocado dentro del orificio del cuerpo de polea; un accionador colocado alrededor del cubo, el accionador es capaz de expandirse axialmente cuando el cubo gira en una dirección predominante; y un mecanismo de embrague colocado alrededor del cubo, siendo el mecanismo de embrague activable en una posición acoplada por la expansión axial del accionador; donde, en la posición acoplada, la expansión axial del accionador activa el mecanismo de embrague, lo cual une el cubo al cuerpo de la polea para la rotación simultánea en la dirección predominante.

18. El montaje de polea de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque cuando el cubo experimenta una desaceleración, el montaje de polea entra en una posición de desbordamiento donde el mecanismo de embrague se desacopla del accionador y permite que el cuerpo de la polea gire a velocidades mayores que las del cubo .