MXPA04008085A - Eje de amortiguacion. - Google Patents

Abstract

El invento comprende un amortiguador de ejes (100) que tiene un masa inercial (30) acoplada con una pieza (20) dentro del anima del eje (40). La pieza elastomerica esta contenida en un espacio anular entre una superficie interior (11) y una superficie exterior (31) de la masa inercial. Un perfil en la superficie exterior de la masa inercial mejora una union mecanica con la pieza elastomerica. La pieza elastomerica y la masa inercial estan dispuestas en el eje para amortiguar una vibracion de flexion del mismo.

Description

AMORTIGUADOR DE EJES El invento se refiere a un amortiguador de ejes y más específicamente a un amortiguador de ejes que incluye una pieza elastomérica y una masa inercial contenidas dentro de un ánima del eje en una ubicación predeterminada.

Los ejes giratorios generalmente oscilan en varios modos dependiendo del tipo de servicio. Las vibraciones del eje contribuyen al ruido. Se conocen amortiguadores que amortiguan las vibraciones. Los amortiguadores reducen el ruido operativo así como el desgaste prematuro del eje y falla del mismo por fatiga. Los amortiguadores pueden tomar la forma de una camisa exterior flexible en un eje motor. También pueden incluir un amortiguador torsional que comprende una masa inercial dentro de un cámara anular fijada a una superficie exterior del eje.

Representativa del oficio es la Patente de EE.UU. No. 5,749,269 (1998) a Szymaski y otros, la cual revela un amortiguador de vibraciones torsionales en medio viscoso que cuenta con una cámara anular alrededor de una masa central . Las masas inerciales están contenidas dentro de la cámara anular . También representativa del oficio es la Patente de EE.UU. No. 4,909,361 (1990) a Stark y otros, la cual revela un amortiguador.de vibraciones para el eje motor hueco de un automóvil que cuenta con una camisa adaptada a presión en el ánima del eje motor y una banda de retención resiliente, deformable, elástica de alta fricción, la cual se apoya forzadamente contra la superficie del ánima y fija la camisa en su lugar dentro del eje. Los amortiguadores anteriores solamente incluyen ya sea una camisa adaptada a presión a la superficie exterior de un eje motor o incluyen masas inerciales adheridas a la superficie exterior de un eje. Estos amortiguadores presentan problemas con respecto al espacio operacional asi como al coeficiente de amortiguamiento. Además, están dirigidos principalmente hacia un amortiguamiento torsional con poco efecto con relación a amortiguar una vibración por flexión a lo largo de la longitud del eje. Lo que se necesita es un amortiguador de ejes para amortiguar una vibración por flexión. Lo que se necesita es un amortiguador de ejes que incluya una masa inercial acoplada con una pieza elastomérica dentro del ánima del eje en una ubicación predeterminada. Este invento satisface estas necesidades .

El principal aspecto del invento es proporcionar un amortiguador de ejes para amortiguar una vibración por flexión. Otro aspecto del invento es proporcionar un amortiguador de ejes que cuente con una masa inercial acoplada cqn una pieza elastomérica dentro del ánima de un eje en una ubicación predeterminada.

Se señalarán otros aspectos del invento o serán obvios mediante la siguiente descripción del mismo y los dibujos que lo acompañan. El invento incluye un amortiguador de ejes que cuenta con una masa inercial acoplada con una pieza elastomérica dentro del ánima de un eje. La pieza elastomérica está contenida en un espacio anular entre la superficie interior de un eje y la superficie exterior de la masa inercial. Un perfil de curva en un perfil exterior de la masa inercial mejora una unión mecánica con la pieza elastomérica. La pieza elastomérica y la masa inercial están dispuestas en el eje en una ubicación predeterminada para amortiguar una vibración por flexión del eje.

La Fig. 1 es una vista lateral transversal del amortiguador de ejes del invento. La Fig. 2 es un detalle del amortiguador de ejes del invento . La Fig. 3 es un detalle de la superficie de la pieza inercial con ranuras.

La Fig. 1 es una vista lateral transversal del amortiguador de ejes del invento. El amortiguador de ejes 100 incluye un cuerpo 10 y un ánima 40. El eje 10 con un largo L y un diámetro D. La pieza elastomérica 20 está acoplada entre el cuerpo 10 y la pieza inercial 30 en el ánima 40. La pieza elastomérica 20 y la pieza inercial 30 están ubicadas en la distancia Ll desde un extremo 50 del eje 10. La Fig. 2 es un detalle del amortiguador de ejes del invento. La pieza elastomérica 20 está acoplada entre la superficie interior del cuerpo del eje 11 y la superficie exterior de la pieza inercial 31. La superficie interior 11 puede incluir una rugosidad para mejorar el coeficiente de fricción. La pieza elastomérica 20 está comprimida en un rango de 5% a 50% entre la superficie interior 11 y la superficie exterior 31. La pieza inercial 30 además incluye el relieve 32 en la superficie exterior 31 que sirve para acoplar mecánicamente la pieza inercial 30 con la pieza elastomérica 20. Esto retendrá adecuadamente la pieza elastomérica en una posición apropiada (retención usualmente medida por una prueba de empuje o momento de fuerza para girar) , sin aumentar la rigidez global. El relieve 32 puede incluir cualquier forma geométrica que se pueda requerir para fijar adecuadamente una posición de la pieza inercial en el ánima 40. En la Fig. 2 se representa una forma curva para la superficie 32. También se puede aplicar una rugosidad a la superficie 32 a manera de aumentar un coeficiente de fricción para fijar una posición de la pieza inercial en el ánima 40. La pieza elastomérica 20 comprende un material elástico que puede incluir cualquier hule natural, hule sintético, cualquier combinación o equivalente de los mismos, o cualquier otro material elástico que sea capaz de soportar la temperatura a la que opera el eje. Aunque no es la intención limitar la siguiente lista, se puede seleccionar una elasticidad, esfuerzo estático, esfuerzo dinámico, coeficiente de compresión y fatiga por flexión de la pieza elástica- para obtener un efecto de amortiguamiento deseado. Se puede ajusfar una rigidez del elastómero ajusfando un perfil de la forma curva de la superficie 32. De esta manera se puede diseñar un amortiguamiento del eje para amortiguar una frecuencia operativa particular. La posición Ll del amortiguador 100 en una longitud L del eje es ajustable para amortiguar un modo determinado de vibración del eje. Este invento se puede afinar para amortiguar la vibración por torsión T asi como una vibración por flexión B, ver la Fig. 1. Esto se lleva a cabo ajusfando la rigidez de torsión y de flexión del elastómero para atenuar las vibraciones por torsión y por flexión. Además, se pueden utilizar dos o más amortiguadores en un eje en diferentes lugares para amortiguar los modos seleccionados de vibración por torsión y flexión. Las ventajas del amortiguador del invento sobre los anteriores son fácilmente aparentes ya que se pueden colocar uno o más de los amortiguadores del invento en cualquier posición a lo largo de la longitud de un eje para proporcionar el amortiguamiento que se requiera. Asi mismo, el amortiguador está contenido enteramente dentro de un eje, por lo tanto eliminando la posibilidad de daño mecánico o falla durante su funcionamiento. La reducción de la vibración por torsión o flexión del eje reducirá las fallas relacionadas con la fatiga, por consiguiente aumentando la vida de un eje. Además, se puede variar y seleccionar una forma de la superficie 32, una masa de la pieza inercial 30 y las dimensiones físicas de la pieza inercial 30 para lograr los requerimientos de la frecuencia específica de un eje y el modo de amortiguamiento. La pieza inercial comprende un ancho W. El ánima central 34 que se extiende a través de la pieza inercial 30 tiene un diámetro d. En una incorporación alterna, la pieza 30 no cuenta con un ánima central 34 por lo que comprende un cuerpo sólido. Esto permite a un usuario maximizar la masa de la pieza inercial para lograr un parámetro de vibración. La inercia y la frecuencia del amortiguador se calculan con base en la masa modal del sistema, la frecuencia natural del eje y de la vibración del motor causada por la inflamación que se produce en el cilindro. La pieza inercial puede comprender cualquier material metálico o no metálico, o equivalentes de los mismos aptos para una condición operativa del motor. Se puede ajusfar la rigidez de un elastómero cambiando la forma de la pieza elastomérica . Cambiando la rigidez del elastómero, uno puede ajusfar una frecuencia de amortiguamiento por el amortiguador. También se puede ajusfar cambiando la compresión de un elastómero entre el eje y la masa inercial en un rango de aproximadamente 5% a 50% de un grosor sin comprimir. El montaje del amortiguador de ejes del invento comprende simplemente presionar la pieza elastomérica con la pieza inercial en el eje. La Fig. 3 es un detalle de la superficie de la pieza inercial con ranuras. En otra incorporación, la masa inercial comprende un perfil que cuenta con ranuras 33 que se extienden paralelas a la linea central de un eje SCL, o que se extienden paralelas a la linea central de la masa inercial MCL. Esto crea un bloqueo mecánico entre la masa inercial 30 y la pieza elastomérica 20 en una dirección radial. El experto en el oficio podrá apreciar que este invento es mucho más ajustable con relación a una ubicación de la masa inercial en un eje y más compacto que los amortiguadores anteriores. Es también mucho más simple en su diseño y más simple en su construcción. 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 (9)

REIVINDICACIONES Reivindico :

1. Un eje que incluye: una pieza exterior que cuenta con una superficie interior que describe un ánima; una pieza inercial dispuesta dentro del ánima y que cuenta con una superficie exterior; y una pieza elástica comprimida entre la superficie interior de la pieza exterior y la superficie exterior de la pieza inercial para amortiguar la vibración de un eje.

2. El eje como en la reivindicación 1 que además incluye: un relieve en la superficie exterior de la pieza inercial para acoplar mecánicamente la pieza elástica.

3. El eje como en la reivindicación 2, en donde la pieza elástica está comprimida en un rango de 5% a 50% de un grosor no comprimido entre la superficie interior y la superficie exterior.

4. El eje como en la reivindicación 2, en donde la pieza inercial amortigua una vibración por flexión.

5. El eje como en la reivindicación 1, en donde la pieza inercial además incluye una ranura que se extiende paralela a una línea central del eje.

6. El eje como en la reivindicación 1 que además incluye : 5 una pluralidad de piezas inerciales acopladas con una pluralidad de piezas elásticas.

7. Un amortiguador de ejes que incluye: una pieza inercial que cuenta con una superficie 10 exterior; una pieza elástica acoplada con la superficie exterior; V la pieza elástica que tiene una superficie exterior para acoplar la superficie del ánima de un eje. 15

8. El amortiguador de ejes como en la reivindicación 7 que además incluye: un perfil en la superficie exterior de la pieza inercial para acoplar mecánicamente la pieza elástica. •20

9. El amortiguador de ejes como en la reivindicación 7, en donde el perfil de la pieza inercial además incluye una ranura que se extiende paralela a una línea central de la masa inercial. 25