MXPA04006246A

MXPA04006246A - Polea guia de cadena.

Info

Publication number: MXPA04006246A
Application number: MXPA04006246A
Authority: MX
Inventors: John D Redmond
Original assignee: Gates Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-10-15
Also published as: AU2002364505A8; ATE478279T1; US20030104889A1; CA2467704C; US6648784B2; JP4004051B2; WO2003048603A3; TW200300828A; CA2467704A1; CN100363646C; AU2002364505A1; EP1448913A2; KR20050058248A; KR100592359B1; JP2005522634A; CN1596348A; WO2003048603A2; EP1448913B1; DE60237387D1; TWI254109B

Abstract

El invento comprende un sistema de transmision por banda y una polea guia de cadena que tiene un paso curvo para reducir considerablemente el ruido. La polea guia de cadena tiene un paso suficiente para que se lleve a cabo el acoplamiento adecuado entre una banda y la polea de cadena en un angulo minimo de contacto con la banda.

Description

POLEA GUÍA DE CADENA El invento se refiere a poleas de cadena guia y más particularmente a poleas de cadena guia en un sistema de transmisión por banda.

Un sistema de transmisión por banda puede incluir dos o más poleas con una banda enganchada entre ellas. La banda puede incluir cualquier perfil conocido en el oficio, incluyendo bandas con costillas múltiples, dentadas o en V. Para asegurar un funcionamiento correcto y la vida de la banda, se aplica una tensión o precarga a la banda. Esto se puede lograr simplemente separando ligeramente las poleas a una distancia predeterminada. También se puede lograr mediante el uso de un tensor de carga por resorte aplicado a la banda. Otra opción es usar una polea guia de cadena a ustable . En el caso de la polea guia de cadena, la tensión de la banda será una función de la posición de la polea guia con relación a una banda. La polea guia también tendrá una superficie de apoyo para la banda. En el caso de una polea guia de cadena usada con bandas síncronas o dentadas, la superficie de. apoyo también puede incluir dientes. Este es particularmente el caso cuando la polea guía de cadena se apoya en el lado dentado de la banda. Durante su funcionamiento la polea de cadena dentada guía genera ruido debido al impacto de los dientes de la polea en la banda en lo que la polea gira . Este ruido puede polea en la banda en lo que la polea gira. Este ruido puede ser muy objetable. Representativa del oficio es la Solicitud Japonesa No. 09220821 A a Ricoh Co . Ltd., la cual revela fijar una posición en donde cada diente de n (números enteros de 2 o más) de las bandas sincronizadas comienza a engranarse con la ranura del diente de una polea motriz de tal manera que se desvia en la dirección periférica por 1/n de un paso de un diente de la polea motriz. Lo que se necesita es una polea de cadena que al funcionar ocasione un ruido significativamente reducido. Lo que se necesita es una polea de cadena . que tenga un paso curvo que coincida substancialmente con el paso de una banda enganchada a una polea de cadena. Lo que se necesita es una polea de cadena para usarla con una banda que tenga un ángulo mínimo de contacto. Este invento satisface estas necesidades.

El aspecto primordial del invento es proporcionar una polea de cadena con un ruido significativamente reducido al funcionar . Otro aspecto del invento es proporcionar una polea de cadena que tiene un paso curvo que coincide substancialmente con el paso de una banda enganchada a una polea de cadena. Otro aspecto del invento es proporcionar una polea de cadena para utilizarse con una banda que tiene un ángulo mínimo de contacto. Se señalarán otros aspectos del invento o serán obvios mediante la siguiente descripción del mismo y los dibujos que mediante la siguiente descripción del mismo y los dibujos que lo acompañan. El invento comprende un sistema de transmisión por banda y una polea de cadena dentada guia que tiene un paso curvo para reducir en forma considerable el ruido. La polea de cadena dentada guia cuenta con un paso suficiente para que se lleve a cabo el acoplamiento adecuado entre una banda y la polea de cadena en un ángulo mínimo de contacto con la banda.

Los diagramas que se acompañan, · que se incluyen y forman parte de la especificación, ilustran las incorporaciones predominantes de este invento y junto con una descripción sirven para explicar los principios del mismo. La Fig. 1 es una vista vertical lateral de una polea. La Fig. 2 es una vista vertical lateral de un sistema de transmisión por banda con dos poleas incluyendo la polea del invento. La Fig. 3 es otra incorporación de la polea del invento.

La Fig. 1 es una vista vertical lateral de una polea. La polea 10 comprende las ranuras 11 y los dientes 12 colocados entre las ranuras 11. La banda dentada 20 se engancha en la polea 10. La polea 10 se puede enganchar en cualquier tramo de la banda de un sistema de transmisión. Generalmente, una polea guía se usa para ajustar la tensión de una banda en un sistema. de una banda en un sistema. Haciendo referencia a la Fig. 1, en un sistema de transmisión por banda, el paso . PB de la banda 20 es la distancia entre los centros de los dientes adyacentes 21 de la banda. El paso Ps de la polea de cadena 10 es una distancia entre los centros de los dientes adyacentes 12 de la polea de cadena en la superficie de cada diente adyacente. Para un funcionamiento correcto, se engancha una banda en la polea alrededor de una porción de la circunferencia de ésta última, a lo que también se hace referencia como un ángulo de contacto. En el caso de un sistema estándar de polea/banda, para lograr el ángulo de contacto correcto es necesario que el paso Ps de un diente de la polea de cadena sea ligeramente menor que el paso Ps de un diente de la banda, o para decirlo de otra manera, que un diámetro de la circunferencia primitiva de la polea de cadena sea igual a un diámetro de la circunferencia primitiva de la banda. La circunferencia primitiva se encuentra generalmente en la ubicación de la cuerda de tensión de la banda. La circunferencia primitiva usualmente se representa por un arco de referencia colocado a alguna distancia arriba de la superficie de un diente de la polea de cadena. Otro valor utilizado en el oficio es la circunferencia primitiva diferencial o "PLD". Generalmente es la diferencia entre la ubicación de la circunferencia primitiva de la banda, o el diámetro de la circunferencia primitiva de la polea de cadena (PD) , y una polea de cadena fuera del diámetro ("PD"). En otras palabras: PD - OD = PLD El OD se mide en una superficie exterior del diente de la polea de cadena. Por ejemplo, el OD para un diente de la polea de cadena de 8MM-28 puede ser 2.744", lo cual resultará en un diámetro, de la circunferencia primitiva ("PD") de 2.807". En este caso el PLD de 0.063" permite que los dientes de la banda que tienen un paso de 8.0 MM se engranen correctamente con los dientes de la polea de cadena en un ángulo de contacto. En aplicaciones anteriores, las poleas utilizadas con sistemas de transmisión por bandas dentadas están cortadas utilizando el método PLD. Esto significa que una polea de cadena de las anteriores se engranará correctamente con una banda en un ángulo de contacto significativo. También significa que los dientes de la polea de cadena impactarán cada parte del cuerpo de la banda. En forma contraria a las poleas de cadena anteriores, una banda no se enganchará correctamente con una polea de . cadena del invento en cualquier ángulo de contacto significativo, como se describe con mayor detalle en el presente. Más particularmente, en la mayoría de las aplicaciones de poleas donde un lado dentado de la banda está enganchado, el ángulo de contacto a es generalmente menor a 30°. Esto significa que la banda se encuentra substancialmente en forma estirada, es decir plana, en lo que la polea de cadena engancha la banda. Por ejemplo, dos perfiles de dientes coincidentes cuando están engranados en forma estirada tendrán exactamente el mismo paso; Sin embargo, cualquier diferencia en el paso entre los perfiles, como es necesario para el diseño PDL, ocasionará que los perfiles no coincidan ligeramente en la forma estirada. Esto resulta en espacios libres inaceptables entre un flanco del diente de la banda y una ranura de la polea de cadena. El movimiento de la banda dentro de estos espacios libres también contribuye a un ruido operacional, como es el caso en un motor de combustión interna. En esta revelación "ángulo de abrazo" y "ángulo de contacto" se pueden usar intercambiablemente y tienen el mismo significado. Entre los dientes adyacentes de la polea de cadena se encuentra una ranura que comprende una profundidad. Se elige la profundidad para asegurar un engranaje correcto de un diente de la banda con una ranura de la polea, lo que por consiguiente asegura una máxima transmisión de potencia. Cada diente de la polea engrana una base entre cada diente de la banda. En operación, el impacto de cada diente de la polea de cadena con una base de la banda ocasiona que se. genere ruido. La intensidad del ruido es una función de varios factores, incluyendo la altura del diente en comparación con la profundidad de la base. La polea de cadena del invento reduce considerablemente el ruido con una banda en una posición substancialmente estirada o plana, y en ángulos de contacto reducidos, debido a que el paso de la polea de cadena coincide substancialmente con el paso de la banda en la inferíase coincidente. Por ejemplo, una banda con un paso de 8.0 mm en posición estirada tiene un espaciado de diente con* diente de 8.0 mm. En consecuencia, para lograr una condición de poco ruido el espaciado de diente con diente ("paso curvo") de la polea de cadena también debe ser de 8.0 mm. Este "engrane en posición estirada" es aplicable si no más de uno de los dientes de la polea de cadena está en contacto con la banda en una posición realmente plana. En una aplicación con una deflexión de los tramos de la banda mensurables y más de uno de los dientes de la banda en contacto con la polea de cadena, se debe reducir el "engrane en posición plana" OD en una cantidad adecuada para mantener el engranaje correcto entre los dientes de la polea de cadena y las ranuras de la banda. Se usa la siguiente fórmula para determinar el . OD ajustado ("Ad") de una polea de cadena del .invento en un sistema en donde un tramo de la banda está desviado de una posición plana. Además del número de dientes en la polea de cadena, se deben conocer dos cosas, el PLD para una polea de cadena "estándar" . que tiene el mismo número de dientes y la cantidad de contacto con la banda en la polea de cadena durante la operación del sistema. El número de dientes y el PLD están disponibles en las tablas de especificaciones de varios catálogos de productos. El ángulo de contacto también se puede calcular usando métodos conocidos en el oficio. Por consiguiente, Ad = Sd - (PDL x B d) Donde : PLD = Diferencial de la circunferencia primitiva BWd = Contacto con la banda en grados Sd = Diámetro exterior de la polea de cadena para engranaje con la banda : en posición plana. Ad = Diámetro exterior ajustado de la polea de cadena PDLd = PLD/3600 ' Un cálculo muestra para un ángulo de contacto de 5° para un diente de la polea de cadena de "8MM" - 28 es el siguiente: PLD = 0.063" BWd - 5o ! Sd = 2.807" PLDd = 0.00018"/° Por lo tanto: Ad = 2.807" - (.00018"/° . 5°) = 2.806" Para, un sistema que tiene un ángulo de contacto de 5o, Ad = 2.806". Esto se puede comparar a un OD "estándar" de 2.744". La polea de cadena del invento tiene un OD que es 0.062" mayor que una. polea de cadena estándar. El número . de dientes permanece en 28. Uno podrá apreciar que este cálculo es aplicable a una polea de cadena que tenga cualquier número de dientes. ¡ Continuando, dado que Ad = 2.806", el paso de la polea de cadena del invento para un ángulo de contacto de 5o es: Paso del Invento = p(2.806") / 28 = 0.3148" o 7.9959mm Esto en comparación con el paso de una polea de cadena estándar de: Paso Estándar = p(2.744") / 28 = 0.3079" o 7.8206mm La diferencia en el paso entre la polea de cadena estándar y la del invento es de 0.0069" o 0.1753mm. Esto ilustra que la polea de cadena del invento tiene un mayor paso que una estándar en un ángulo de contacto reducido, por lo tanto mejorando el engranaje entre la polea de cadena y la banda. Poniéndolo de otra manera, el paso de la polea de cadena es inversamente proporcional a un ángulo de contacto, es decir, en lo que el ángulo de contacto disminuye el paso de la polea de cadena aumenta. El experto en el oficio también podrá notar que en lo que el ángulo de contacto se acerca a cero, un paso de la polea de cadena será substancialmente igual" al paso en posición plana de una banda a la que está enganchada. Esto además ilustra que la polea de cadena del invento reduce considerablemente o elimina el desacoplamiento entre el perfil de la polea de cadena y el perfil de una banda que de otra manera están incluidos en sistemas de poleas de cadena guia, por lo tanto reduciendo o eliminando el ruido ocasionado por este desacoplamiento. Aunque la polea de cadena del invento es realmente aplicable a ángulos de contacto reducidos, por ejemplo debajo de 5o, se puede aplicar el método a cualquier situación que tenga un ángulo de contacto particular y que requiera un acoplamiento preciso · -entre la polea guia de cadena y una banda, hasta e incluyendo un ángulo de contacto de 180°. Para una reducción adicional del ruido, el perfil de las ranuras de la polea de cadena puede ser una imagen de espejo del perfil de . los dientes de la banda eliminando el ruido de desajuste en transmisiones con variaciones rotacionales de velocidad, por ejemplo en un motor de combustión interna. También se mejora la signatura acústica reduciendo la profundidad de las ' ranuras de la polea de cadena. Esto crea un área de espacio libre en la interfase de la banda/polea de cadena, reduciendo por consiguiente el nivel de presión acústica. En consecuencia, este invento significa una mejora para muchos problemas en las aplicaciones anteriores. Son muchas las ventajas de la polea de cadena del invento y del sistema. Primero, los dientes de la polea de cadena engranan correctamente cada diente de 'la superficie de la banda en forma más completa y precisa que en el caso de una polea de cadena estándar PLD. Segundo, se puede reducir la altura de un diente de la polea de cadena en comparación con la profundidad de , la ranura de la banda para asegurar un engrane total correcto entre el flanco de un diente de la banda y una ranura de la polea de cadena. Tercero, los dientes de la polea de cadena engranan cada diente de la banda en una forma correcta reflejando el ángulo de contacto especifico en lugar de una forma genérica PLD. Cuarto, el acoplamiento mejorado de la polea de cadena y la banda resulta en un ruido reducido considerablemente generado durante el funcionamiento del sistema de transmisión por banda debido al contacto reducido entre un diente de la polea de cadena y una base de la banda. Quinto, los espacios libres entre una ranura de la polea de cadena y un diente de la banda se reducen considerablemente y por lo tanto se reduce el ruido ocasionado por el movimiento relativo entre la polea de cadena y la banda.

Por ejemplo, en este invento, a un perfil de ranura que se extiende en una dirección longitudinal se le puede dar substancialmente una forma en una curva catenaria como se revela en la patente de EE.UU. 4,605,389 a Westhoff, que se incorpora en el presente como referencia. Aunque el perfil de ranura de esta incorporación incluye una curva catenaria, la utilidad del invento no está limitada a un solo perfil de diente. El perfil de ranura también puede incluir cualquier otro perfil de diente que se puede utilizar en el oficio en una banda dentada, en tanto que la polea de cadena del invento tenga un perfil que se acople en forma cooperante con un perfil de la banda.1 En otra incorporación que se muestra en la Fig. 3, un perímetro exterior de la polea de cadena 500 del invento incluye un material elástico 50, como un material elastomérico que incluye hules naturales y sintéticos.' La porción central 5'1 comprende un material no comprimible como el metal. La porción comprimible 50 está unida a la porción central 51 por medio de adhesivos conocidos en el oficio. El material elástico amortigua las vibraciones ocasionadas por el acoplamiento de la banda con la polea dé cadena durante el funcionamiento. La Fig. 2 es una vista vertical lateral de un sistema de transmisión por banda con dos poleas incluyendo la polea del invento. Se muestra la polea guía 10 acoplada con un tramo de la banda entre una polea motriz 30 y una polea accionada 40. El ¡ángulo de contacto es menor der aproximadamente 72°. .El ángulo de contacto puede ser tan mínimo como sea necesario para permitir que un solo diente de la polea se engrane con una banda. Por supuesto, el ángulo de contacto podrá ser superior a 72° según lo requiera la configuración de un . sistema. La polea 10 es ajustable mediante un movimiento M en una abrazadera B. Aunque en el presente se describe una sola forma del invento, para los expertos en el oficio será obvio que se pueden hacer variaciones en la construcción y relación de partes sin apartarse del espíritu y alcance del invento que aquí se describe.

Claims

REIVINDICACIONES Reivindico :

1. Un sistema de transmisión por banda que incluye: una banda dentada que tiene un paso, la banda enganchada al menos entre dos poleas de cadena; una tercera polea de cadena que tiene un paso, enganchada esta tercera polea con la superficie dentada de una banda; la banda con un ángulo de contacto alrededor de la tercera polea de cadena; y el paso de la tercer polea de cadena determinado por el ángulo de contacto.

2. El sistema de transmisión por banda como en la reivindicación 1, en donde se reduce considerablemente el ruido de la tercera polea de cadena.

3. El sistema de transmisión por banda como en la reivindicación 1, en donde un perfil dentado de la banda en una dirección longitudinal tiene substancialmente la forma de una curva catenaria.

4. El sistema de, transmisión por banda como en la reivindicación 1, en donde un ángulo de contacto es menor de aproximadamente 72°.

5. El sistema de transmisión por banda como en la reivindicación 1, en donde una ranura de la banda tiene una reivindicación 1, en donde una ranura de la banda tiene una profundidad igual o mayor que la altura de un diente de la polea.

6. Una polea de cadena que tiene una pluralidad de dientes sobre una superficie cilindrica, teniendo los dientes un paso, la mejora consiste en que: el paso se determina substancialmente de acuerdo a un ángulo de contacto de la banda.

7. La polea de cadena como en la reivindicación 6, en donde: el paso se calcula mediante la ecuación 7i(Ad) / (número de dientes de la polea de cadena); y en donde Ad se calcula mediante la ecuación Sd - ( PDL x BWd) .

8. Una polea de cadena que tiene una pluralidad de dientes sobre una superficie cilindrica, teniendo los dientes un paso, la mejora consiste en que: el paso se determina de acuerdo con un ángulo de contacto de la banda para minimizar el ruido de la misma.

9. La polea de cadena de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el paso es substancialmente igual al paso de la banda en lo que el ángulo de contacto se aproxima a cero.

10. La polea de cadena de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el paso es substancialmente igual al paso de la 6, en donde el paso es substancialmente igual al paso de la banda en lo que el ángulo de contacto se aproxima a cero.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso es substancialmente igual al paso de la banda en lo que el ángulo de contacto se acerca a cero.

12. Una polea de cadena que tiene una pluralidad de dientes sobre una superficie cilindrica, teniendo los dientes un paso, la mejora consiste en que: el paso es substancial e inversamente proporcional al ángulo de contacto de la banda.

13. La polea de cadena como en la reivindicación 12, en donde: el paso se calcula mediante la ecuación p(??) / (Número de dientes); y Ad se calcula mediante la ecuación Sd - (PDL x BWd) , en donde B d = contacto de la banda en grados; Sd = Diámetro exterior de la polea de cadena para engranaje con la banda en posición plana. PDLd = PLD/3600