SISTEMA AISLADOR DE ESCAPE CAMPO DE LA INVENCIÓN [0001] La presente invención se refiere a un arreglo de montaje para un sistema de escape de un vehículo. Más particularmente la invención se refiere a un sistema aislador de escape único que proporciona aislamiento de vibración entre el sistema de escape y el vehículo mientras que proporciona superior capacidad de alineamiento durante la operación de ensamblado del sistema de escape. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0002] Típicamente, vehículos automotrices incluyendo automóviles y camiones tienen un motor de combustión interna que se acopla cuando menos a una transmisión y un diferencial para proporcionar energía a ruedas impulsadas del vehículo. Un sistema de escape en el motor típicamente incluye una tubería de escape, un convertidor catalítico y un silenciador, se conectan al motor para silenciar el proceso de combustión, para limpiar el gas de escape y dirigir los productos de combustión alejados del motor. El motor de combustión interna se sostiene en el vehículo en un conjunto de montajes del motor que se colocan entre un bastidor u otra estructura del soporte y el motor. El sistema de escape se sostiene por montajes de escape que se colocan entre el sistema de escape y el bastidor u otra estructura de soporte de la carrocería. A fin de evitar que vibraciones del motor sean transmitidas a la carrocería del vehículo, los montajes de escape incorporan miembros de escape flexibles como miembros de suspensión elásticos. Los montajes de escape también incluyen un soporte colgante superior, que tiene un extremo sujeto a la carrocería del vehículo o semejante y el otro extremo conectado al miembro de montaje flexible y un soporte colgante inferior que tiene un extremo conectado al miembro flexible y el otro miembro sujeto al sistema de escape. [0003] El miembro de soporte elástico típicamente se diseña para permitir un gran desplazamiento en una primer dirección, pero se restringe en su desplazamiento en una segunda dirección, que típicamente es de 90° desde la primer dirección. De esta manera el desplazamiento o vibraciones en la primer dirección se absorben efectivamente mientras que el desplazamiento o vibraciones en la segunda dirección son absorbidos en forma menos efectiva. Además, el ensamblado del vehículo y sistema de escape al vehículo tienen que tomar en consideración los montajes de escape y cualquier pre-carga de miembros elásticos que se pueden complicar innecesariamente el proceso de ensamblado. [0004] Mientras que los montajes de descarga previos han demostrado ser efectivos en el aislamiento de vibración del motor, el desarrollo continuo de estos montajes de escape, se ha dirigido a sistemas de montaje que son más efectivos para sus propiedades de aislamiento, que pueden funcionar efectivamente en más de una sola dirección y que simplifican el ensamblado del vehículo y el ensamblado del sistema de escape al vehículo. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN [0005] La presente invención proporciona a la técnica con un sistema aislador o aislante de escape único, que proporciona aislamiento de vibración entre el sistema de escape y de vehículo, mientras que proporciona superior capacidad de alineamiento para el ensamblado del escape del vehículo. El sistema aislador de escape utiliza tres aisladores para soportar el silenciador y el montaje de tubo de escape. Un aislador se coloca adelante del silenciador, un aislador se coloca atrás del silenciador y un aislador se coloca en el tubo de escape, Cada aislador incluye un soporte de metal conectado al vehículo, un aislador de elastómero sostenido por soporte de metal y una varilla de soporte que se extiende entre el aislador de elastómero y el sistema de descarga (conjunto de silenciador y tubo de escape). Las varillas de soporte todas se alinean paralelas con el eje longitudinal del vehículo. Esto permite que las varillas de soporte se deslicen axialmente en el aislador de elastómero evitando de esta manera que el aislador restrinja excesivamente al sistema de escape conforme se calienta y expande a su estado de operación. [0006] Adicionales áreas de aplicabilidad de la presente invención serán aparentes a partir de la descripción detallada que se proporciona a continuación. Habrá de entenderse que la descripción detallada y ejemplos específicos, mientras que indican la modalidad preferida de la invención, se pretenden para propósitos de ilustración solamente y no se pretende que limiten el alcance de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS [0007] La presente Invención será más completamente comprendida a partir de la descripción detallada y los dibujos acompañantes en donde: [0008] La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de escape que incorpora el sistema aislador de escape único de acuerdo con la presente invención; [0009] La Figura 2 es una vista en perspectiva de uno de los aisladores ilustrados en la Figura 1 ; [0010] La Figura 3 es una vista en perspectiva de otro de los aisladores ilustrados en la Figura 1 ; y [0011] La Figura 4 es una vista en perspectiva de otro de los aisladores ilustrados en la Figura 1. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS [0012] La siguiente descripción de la o las modalidades preferidas simplemente es ejemplar en naturaleza y de ninguna manera se pretende que limiten la invención su aplicación o usos. [0013] Ahora con referencia a los dibujos, en donde números de referencia semejantes designan partes semejantes o correspondientes a través de las diversas vistas, se ilustra en la Figura 1 , un sistema aislador de escape único de acuerdo con la presente invención, que se sujeta a un vehículo y que se designa generalmente por el número de referencia 10. El vehículo 10 comprende un motor de combustión interna (no mostrado), una carrocería (no mostrada) y un sistema de escape 16 que se conecta tanto al motor como a la carrocería. El motor de combustión interna se diseña para energizar una o más ruedas de impulso del vehículo. [0014] El sistema de descarga 16 comprende una tubería intermedia 22, un silenciador 24 y un tubo de escape 26 y una pluralidad de montajes aisladores 30, 130 y 230. La tubería intermedia 22, típicamente se conecta a un convertidor catalítico (no mostrado) que se conecta a una tubería de escape que a su vez se conecta a un múltiple de escape (no mostrado), que es uno de los componentes del montaje de combustión interna del vehículo. El convertidor catalítico puede conectarse a una sola tubería de escape que conduce a un solo múltiple de escape o el convertidor catalítico puede conectarse a una tubería de escape ramificada que conduce a una pluralidad de múltiples de escape. También, la tubería intermedia 22 puede conectarse a una pluralidad de convertidores catalíticos que se conectan en conjunto antes de alcanzar el silenciador 24 utilizando la tubería intermedia 22 o el vehículo puede tener una pluralidad de tuberías de escape, una pluralidad de convertidores catalíticos, una pluralidad de tuberías intermedias 22 y una pluralidad de silenciadores 24 que se conectan en conjunto utilizando un solo tubo de escape 26. Además, la presente solicitud aplica a sistemas de escape que se denominan "sistemas de escape dual", ya que tienen dos sistemas de escape paralelos separados que se extienden desde un solo motor de combustión interna. [0015] El sistema de escape 16 se utiliza para dirigir los gases de escape desde el motor al área posterior del vehículo. Mientras que recorre del motor a la parte del vehículo, el convertidor catalítico limpia los gases de escape y el silenciador 24 silencia el ruido creado por el proceso de combustión en el motor. Los montajes aisladores 30, 130 y 230 sostienen al sistema de escape 16 por debajo del vehículo y operan para evitar que vibraciones del motor sean transmitidas a la carrocería del vehículo. Además, montajes aisladores 30, 130 y 230 proporcionan superiores capacidades de alineamiento durante el ensamblado del sistema de escape 16 al vehículo. [0016] Ahora con referencia a la Figura 2, el montaje aislador 30 comprende un soporte exterior 40, un aislador elastomérico 42 y una varilla de escape 44. El soporte exterior 40 comprende un miembro generalmente en forma de U 46 que se utiliza para asegurar el montaje aislador 30 al vehículo. La Figura 2 ¡lustra el montaje aislador 30 que se diseña para sujetarse al lado frontal (en la dirección del vehículo) del silenciador 24. [0017] El miembro en forma de U 46 se ilustra que tiene una primer brida 40 y una segunda brida 52. Cada brida 50 y 52 se adapta para sujetarse al vehículo. La brida 50 define una lengüeta 54 y la brida 52 define un orificio de perno pasante 53. La lengüeta 54 se diseña para acoplar un orificio 58 formado en una porción de la estructura del vehículo. Un perno 60 se extiende a través del orificio de perno 56 para sujetar el miembro en forma de U 46 del soporte exterior 40 y de esta manera el montaje aislador 30 al vehículo al acoplarlo con un miembro roscado 62 conectado a o formado como un miembro integral de una porción de la estructura del vehículo. [0018] El aislador elastomérico 42 se dispone dentro de la cavidad interior constituida por el miembro en forma de U 46 y se diseña para corresponder con el miembro en forma de U 46 al tener una superficie de extremo generalmente cilindrica y acoplar con una superficie generalmente plana en el vehículo al tener una superficie de extremo generalmente planar. El aislador elastomérico 42 puede formarse de silicona (para aplicaciones a alta temperatura), EPDM (monómero de etilen-propilen-ona) (para aplicaciones a temperatura modulada), hule natural (para aplicaciones a baja temperatura), o cualquier otro elastómero que satisface los requerimientos de la aplicación. El aislador elastomérico 42 puede unirse al miembro de forma de U 46, si se desea. El aislador elastomérico 42 define una pluralidad de huecos 64 que se someten a ingeniería en tamaño, forma y ubicación, para controlar la velocidad dinámica del montaje aislador 30, la fuerza de inserción para el montaje aislador 30, los requerimientos de durabilidad del sistema para el montaje de aislador 30 así como otras características de desarrollo y desempeño para el montaje aislador 30. El aislador elastomérico 42 también define un orificio pasante 66 a través del cual se inserta la varilla de escape 44. [0019] La varilla de escape 44 es una varilla formada que incluye codos compuestos, de manera tal un primer extremo 78 se coloque para acoplar axialmente la perforación 66 y un segundo extremo 70 se diseña para que corresponda y se sujete con un componente del sistema de escape 16. En la modalidad ¡lustrada, la varilla de escape 44 se conecta al frente del silenciador 24, pero está dentro del alcance de la presente invención conectar la varilla de escape 44 a cualquier otro componente del sistema de escape 16, si se desea. [0020] Ahora con referencia a la Figura 3, se ilustra un montaje aislador 130 de un diseño ligeramente diferente . El montaje aislador 130 comprende un soporte exterior 40, aislador elastomérico 42 y una varilla de escape 144. El soporte exterior 40 comprende un miembro generalmente en forma de U 46, que como se describió anteriormente, se utiliza para sujetar el montaje aislador 130 al vehículo. La Figura 3 ilustra el montaje aislador 130 que se diseña para sujetarse al lado posterior (en la dirección del vehículo) del silenciador 24. [0021] El miembro en forma de U 46 se ilustra que tiene una primer brida 50 y una segunda brida 52. Cada brida 50 y 52 se adapta para sujetarse al vehículo. La brida 50 define la lengüeta 54 y la brida 52 define el orificio de perno pasante 56. La lengüeta 54 se diseña para acoplar un orificio 158 formado en una porción de la estructura del vehículo. El perno 60 se extiende a través del orificio de perno 56 para sujetar el miembro en forma de U 46 del soporte 40 y de esta manera el montaje aislador 30 al vehículo al acoplar con el miembro roscado 162 conectado o formado como un miembro interno de una porción de la estructura del vehículo. [0022] El aislador elastomérico 42 se coloca dentro de la cavidad interior constituida por el miembro en forma de U 46 y se diseña para corresponder con el miembro en forma de U 46 al tener una superficie de extremo generalmente cilindrica y corresponder a una superficie generalmente plana en el vehículo al tener una superficie de extremo generalmente planar. El aislador elastomérico 42 puede formarse de silicona, EDPM, hule natural u otros materiales como se detalló anteriormente. El aislador elastomórico 42 puede unirse al miembro en forma de U 46, si se desea. El aislador elastomórico 42 define una pluralidad de huecos 164 que se someten a ingeniería, en tamaño, forma y ubicación para controlar la velocidad dinámica del montaje aislador 130, la fuerza de inserción para el montaje aislador 130, los requerimientos de durabilidad para el montaje aislador 130 así como otras características de desarrollo y desempeño para el montaje aislador 130. Huecos 164 pueden o no ser los mismos que los huecos 64 del montaje aislador 30. El aislador elastomórico 42 también define un orificio pasante 166 a través del cual se inserta la varilla de escape 144. [0023] La varilla de escape 144 es una varilla formada que incluye codos compuestos tal que un primer extremo 168 se coloque para acoplar axialmente la perforación 166 y un segundo extremo 170 se diseña para corresponder con y sujetar con un componente del sistema de escape 16. En la modalidad ilustrada, la varilla de escape 144 se conecta a la parte posterior del silenciador 24, pero está dentro del alcance de la presente invención el conectar la varilla de escape 144 o cualquier otro componente del sistema de escape 16, si se desea. [0024] Ahora con referencia a la Figura 4, un montaje aislador 230 de diseño ligeramente diferente, se ilustra. El montaje aislador 230 comprende un soporte exterior 240, un aislador elastomérico 42 y un sistema de varilla de escape 244. La abrazadera exterior 240 comprende un miembro generalmente en forma de U 246 que, similar a aquel descrito anteriormente para el miembro en forma de U 46, se utiliza para sujetar el montaje aislador 230 al vehículo. La Figura 4 ilustra el montaje aislador 230 que se diseña para sujetarse al tubo de escape 26.
[0025] El miembro en forma de U 246 se ilustra que tiene un primer extremo formado 250 y una segunda brida 52. El extremo formado 250 y la segunda brida 52 se adaptan para sujetarse al vehículo. El extremo formado 250 se perfila para corresponder con la estructura de soporte del vehículo y define un orificio de perno pasante 254. Un perno se extiende a través del orificio de perno 254 para sujetar el miembro en forma de U 246 del soporte 240 y de esta manera el montaje aislador 230 al vehículo al acoplar con un miembro roscado conectado a o formado con un miembro integral de una porción de la estructura del vehículo. La brida 52 define un orificio de perno 56. El perno 60 se extiende a través del orificio de perno 56 para sujetar el miembro en forma de U 246 del soporte 240 y de esta manera el montaje aislador 230 al vehículo al acoplar con otro miembro roscado 262 conectado a o formado con un miembro integral de una porción de la estructura del vehículo. [0026] El aislador elastomérico 42 se coloca dentro de la cavidad interior formada por el miembro en forma de U 246 y se diseña para corresponder o acoplar con el miembro de forma de U 246, al tener una superficie de extremo generalmente cilindrica y acoplar con una porción generalmente plana en el vehículo al tener una superficie de extremo generalmente planar. El aislador elastomérico 42 puede formarse de silicona, EPDM, hule natural u otros materiales como se detalló anteriormente. El aislador elastomérico 42 puede unirse al miembro de forma de U 246, si desea. El aislador elastomérico 42 define una pluralidad de huecos 264 que se someten a ingeniería en tamaño, forma y ubicación para controlar la velocidad dinámica del montaje aislador 230, la fuerza de inserción para el montaje aislador 230, los requerimientos de durabilidad para el montaje aislador 230 así así como otras características de desarrollo y desempeño para el montaje aislador 230. El hueco 264 puede o no ser el mismo que los huecos 164 del montaje aislador 230 y puede o no ser el mismo que los huecos 64 del montaje aislador 30. El aislador elastomérico 42 también define un orificio pasante 266 a través del cual el montaje de varilla de escape 244 se inserta. Los huecos 264 controlan las fuerzas de inserción para el montaje de varilla de escape 144. [0027] El montaje de varilla de escape 244 comprende una varilla de escape 270 y un soporte en forma de V 272. La varilla de escape 270 es una varilla generalmente recta, que se coloca para acoplar axialmente la perforación 266. El soporte de forma de V 272 se conecta a la varilla de escape 270 en un extremo y se diseña para acoplar con y sujetarse con un componente del sistema de escape 16 en su extremo opuesto. En la modalidad ilustrada, el soporte en forma de V 272 se conecta al tubo de escape 26, pero está dentro del alcance de la presente invención el conectar la abrazadera en forma de V 272 a cualquier otro componente del sistema de escape 16, si se desea. [0028] Ahora con referencia a la Figura 1 , el sistema de escape 16 incluye el montaje aislador 30 ubicado delante del silenciador 24, el montaje de aislador 130 ubicado tras el silenciador 24 y el montaje de aislador 230 ubicado en el tubo de escape 26. Mientras que el sistema de escape 16 se ilustra con tres montajes aisladores 30, 130 y 230, colocados en los sitios específicos anteriormente mencionados, están dentro del alcance de la presente invención el utilizar un número menor o un número mayor de montajes aisladores ubicados en cualquier punto sobre el sistema de escape 16 según se requiera por la aplicación específica. Cada montaje aislador 30, 130 o 230 proporciona un diseño a prueba de falla al tener el miembro en forma de U 46 o 246 en conexión con la superficie de montaje en el vehículo que circunscribe completamente la varilla de escape 44, 144 o 244.
Al circunscribir completamente la varilla de escape 44, 144 o 244, el sistema de escape 16 evita que esté sin soporte en cualquier montaje o estructura aisladora en caso de que el aislador elastomérico 242 se deteriore al punto de que sea incapaz de soportar el sistema de escape 16. [0029] Cada montaje aislador 30, 130, 230 se orienta con respecto al vehículo tal que las perforaciones 66, 166 y 266 del aislador elastomérico 42 y el extremo de acoplamiento de las varillas de escape 44, 144 o 244, se extiende generalmente paralelo a la dirección longitudinal del vehículo o generalmente paralelo a un eje longitudinal 88 definido por el sistema de escape 16 que se adapta para ser paralelo con el eje longitudinal del vehículo que se extiende desde el centro frontal al centro posterior del vehículo. Esta orientación única de montajes aisladores 30, 130 y 230, permite que se que el sistema de escape 16 se alinea utilizando solo uno de los montajes aisladores 30, 130, 230, mientras que los montajes aisladores 30, 130, 230 pueden ser suministrados parcialmente ensamblados con el sistema de escape 16 antes de ensamblarse en el vehículo. Además, una vez que todos los sistemas aisladores 30, 130, 230 se sujetan, el sistema de escape 16 se alinea en su estado natural o libre para características de ruido vibración y rudeza (NVH = Noise, Vibration and Harshness) a diferencia de los sistemas aisladores de escape de la técnica previa. Una ventaja adicional para el alineamiento longitudinal de los montajes aisladores 30, 130 y 230 es que permitirán el crecimiento térmico del sistema de escape 16. Este alineamiento longitudinal de las varillas de escape 44, 144 y 244 permite que las varillas de escape se deslicen individual y simultáneamente en sentido longitudinal en los aisladores elastoméricos 42 y de esta manera evita que los montajes aisladores 30, 130 y 230 restrinjan excesivamente a! sistema de escape 16 conforme se calienta y se alargue a su estado operativo. [0030] Finalmente, la forma cilindrica del aislador elastomérico 42 permite que sea ajustado dinámicamente en dos direcciones utilizando los huecos 64, 164 y 264, en oposición a los dos aisladores de varilla de la técnica previa convencionales, que son unidireccionales. Esto permite aislamiento incrementado y ajuste preciso para minimizar las fuerzas localizadas que se transmiten al vehículo. Además, el aislador en el diseño de soporte permite frecuencias resonantes extremadamente elevadas en oposición a los diseños de la técnica previa que reducen significativamente la resonancia lateral del vehículo. Esto permite rigidez agregada a la varilla del lado de escape, para incrementar frecuencias resonantes de todo el sistema aislador. [0031] La descripción de la invención simplemente es ejemplar en naturaleza y de esta manera variaciones que no se apartan de la esencia de la invención, se pretenden dentro del alcance de la invención. Estas variaciones no habrán de considerarse como una separación del espíritu y alcance de la invención.