ES2306849T3 - Tensor de correa de dos brazos. - Google Patents

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Abstract

Un tensor de correa (16) de dos brazos para una transmisión por correa (1) de un motor de combustión interna (3); comprendiendo el tensor de correa (16) una porción de soporte tubular (20) unida a una estructura de soporte (6) fija; un primer brazo (24) y un segundo brazo (23) unidos a dicha porción de soporte tubular (20) para girar alrededor de un eje de articulación (21) común; una primera rueda loca (25) y una segunda rueda loca (26) unidas a extremos (28) respectivos de dicho primer brazo (24) y de dicho segundo brazo (23) y cooperando con ramales (12) (13) respectivos de una correa (11) de dicha transmisión; y medios de fuerza elásticos (33) para impulsar dicho primer brazo (24) y dicho segundo brazo (23) uno hacia otro para mantener dichas ruedas (25) (26) en contacto con dichos ramales (12) (13) respectivos de la correa (11): que se caracteriza porque dichos medios de fuerza elásticos (33) comprenden un miembro alargado (34) elástico a la torsión que se extiende a través de dicha porción de soporte tubular (20), coaxialmente con el eje de articulación (21), y que tiene porciones de extremo (37) (38) en oposición, respectivas que se extienden hacia fuera de dicha porción de soporte tubular (20); una primera tapa (40) y una segunda tapa (41) situadas en extremos axiales en oposición de dicha porción de soporte tubular (20), y estando unida cada una de manera fijada angularmente a una dicha porción de extremo (37) (38) respectiva; estando unida dicha segunda tapa (41) directamente a un extremo (31) de dicho segundo brazo (23), y definiendo una ranura radial (46) dispuesta sobre dicho primer brazo (24); estando interpuestos medios de conexión angular (43, 51) entre dicho primer brazo (24) y dicha primera tapa (40), y estando alojados dentro de dicha porción de soporte tubular (20) y dichas primera y segunda tapas (40) (41).

Description

Tensor de correa de dos brazos.
El invento presente se refiere a un tensor de correa de dos brazos para una transmisión por correa de motor de combustión interna.
Como se describe en el documento US 4.069.719, en las transmisiones por correa de motores, una correa sinfín conecta el árbol accionador a una máquina eléctrica y posiblemente a uno o más miembros auxiliares. Cuando se usa una máquina eléctrica reversible, esto es, capaz de operar ya sea como motor o como generador, en cuyo caso los ramales de la correa tienen tensiones diferentes, dependiendo del modo de operación de la máquina eléctrica, la tensión de la correa es controlada usando tensores de correa de dos brazos.
Los tensores de correa de dos brazos más comúnmente usados comprenden dos brazos para tensar correas que tienen porciones articuladas respectivas montadas para girar en el mismo pasador de articulación alrededor de un eje común, y dan soporte a poleas locas respectivas, actuando cada una sobre un ramal respectivo de la correa. Los dos brazos son impulsados uno hacia otro por un muelle situado normalmente entre las porciones articuladas de los brazos para forzar las poleas locas contra los ramales de la correa respectivos y para compensar así las variaciones de tensión de la correa.
A pesar de ser ampliamente usados, los tensores de correa conocidos del tipo descrito anteriormente, tienen el inconveniente de ser extremadamente voluminosos, particularmente en direcciones perpendiculares al eje de articulación, siendo por tanto inadecuados para motores de combustión muy compactos. Esto se debe principalmente al tipo de resorte de fuerza usado, cuyo tamaño está determinado por el resorte que tiene que proporcionar fuerza suficiente para asegurar una tensión correcta de la correa, mientras que al mismo tiempo tiene que ser lo suficientemente flexible para absorber las variaciones continuas de tensión de los ramales de la correa.
Es un objeto del invento presente proporcionar un tensor de correa de dos brazos diseñado para proporcionar una solución de bajo costo, sencilla, al problema anterior y, en particular, un tensor de correa de dos brazos que sea muy compacto, fiable y eficiente, y sea sencillo y fácil de fabricar.
De acuerdo con el invento presente, se proporciona un tensor de correa de dos brazos para una transmisión por correa de un motor de combustión interna; comprendiendo el tensor de correa una porción de soporte tubular unida a una estructura de soporte fija; un primer y un segundo brazo aplicados a dicha porción de soporte tubular para girar alrededor del eje de articulación común; una primera y una segunda rueda loca aplicadas a extremos respectivos de dicho primer brazo y dicho segundo brazo y cooperando con ramales respectivos de una correa de dicha transmisión; y medios de fuerza elásticos para impulsar dicho primer brazo y dicho segundo brazo uno hacia otro para mantener dichas ruedas en contacto con dichos ramales respectivos de la correa; que se caracteriza porque dichos medios de fuerza elásticos comprenden un miembro alargado elástico a la torsión que se extiende a través de dicha porción de soporte tubular, coaxialmente con el eje de la articulación, y que tiene porciones de extremo en oposición respectivas que se extienden hacia fuera de dicha porción de soporte tubular; una primera y una segunda tapa de extremo situadas en extremos axiales en oposición de dicha porción de soporte tubular, y cada una aplicada de una manera fijada angularmente a una dicha porción de extremo respectiva; estando aplicada de manera enteriza dicha segunda tapa a un extremo de dicho segundo brazo, y definiendo una ranura radial dispuesta sobre dicho primer brazo; estando interpuestos medios de conexión angulares entre dicho primer brazo y dicha primera tapa, y estando alojados dentro de dicha porción de soporte tubular y dicha primera y dicha segunda tapa.
Se describirá a modo de ejemplo una realización no limitadora del invento a modo de ejemplo haciendo referencia a las Figuras que se acompañan en las que:
la Figura 1 muestra una vista lateral de una transmisión por correa de un motor de combustión interna que tiene un tensor de dos brazos de acuerdo con las enseñanzas del invento presente;
las Figuras 2 y 3 muestran cortes a lo largo de la línea II-II y III-III respectivamente de la Figura 1;
la Figura 4 muestra un corte, con partes retiradas para mayor claridad, a lo largo de la línea IV-IV de la Figura 3;
la Figura 5 muestra una variación de un detalle de la Figura 4;
la Figura 6 es similar a la Figura 2, y muestra, con partes retiradas para mayor claridad, una variación de un detalle de la Figura 2.
\vskip1.000000\baselineskip
El número 1 de la Figura 1 indica en conjunto una transmisión por correa para conectar el árbol de salida 2 de un motor de combustión interna 3 al árbol 4 de una máquina eléctrica reversible 6, esto es, capaz de operar como un generador de corriente o un motor, y a un árbol 5 de un miembro auxiliar 7, por ejemplo, un compresor de un sistema de aire acondicionado.
Más específicamente, la transmisión 1 comprende una polea 8 montada en el árbol 2 del motor; una polea 9 enteriza con el árbol 4 de la máquina eléctrica; y una polea 10 enteriza con el árbol 5 del miembro auxiliar 7. Las poleas 8, 9 y 10 tienen arrolladas una correa sinfín 11, que tiene un primer ramal 12 que se extiende entre las poleas 8 y 9, un segundo ramal 13 que se extiende entre las poleas 9 y 10, y un tercer ramal 14 que se extiende entre las poleas 8 y 10. La correa 11 es convenientemente de un tipo poly-V, y las poleas 8, 9 y 10 tienen cada una un perfil de trabajo correspondiente (no mostrado) con múltiples hendiduras.
Con referencia a la Figura 1, la transmisión 1 comprende también un tensor de correa 16 de dos brazos cooperando con la correa 11 para asegurar el tensado correcto de los ramales 12 y 13 en cualquier condición de operación.
El tensor de correa 16 (Figuras 1 a 3) comprende una estructura de soporte 18 fija, que a su vez comprende un soporte de conexión 19 curvo rodeando la cubierta o bastidor exteriores de una máquina eléctrica 6, a la que está conectado por medio de tornillos, como se muestra en la Figura 1. El soporte 19 está unido de manera enteriza a un cuerpo cilíndrico tubular 20 que se extiende coaxialmente con un eje 21 paralelo a los ejes de rotación 2a y 4a de los árboles 2 y 4. El tensor de correa 16 comprende también un primer y un segundo brazo de fuerza 24 y 23 rectos, que están conectados a la estructura de soporte 18 para girar en direcciones opuestas alrededor del eje 21, y dar soporte a las ruedas locas 25, 26 respectivas que cooperan con los ramales 12 y 13 respectivamente de la correa 11. De preferencia, cada brazo 23, 24 comprende dos porciones 27 contorneadas de la misma forma y tamaño y hechas de lámina metálica prensada. Las porciones 27 del mismo brazo están enfrentadas y en contacto entre sí en lados opuestos de un plano central de simetría P de la rueda 25, 26 relativa, dicho plano es perpendicular al eje de giro A de la rueda relativa. Las porciones 27 están conectadas de manera enteriza entre sí, por ejemplo, soldadas, remachadas o mediante cualquier otro medio de unión equivalente, para definir en cada brazo 23, 24, una porción de extremo 28 en forma de horquilla, en la que está montada la rueda loca 25, 26 relativa, y una raíz o porción de conexión 29 separada de la porción de extremo con forma de horquilla por una porción intermedia 29a recta. La porción de extremo 28 con forma de horquilla de cada brazo 23, 24 tiene brazos 28a, teniendo cada uno de ellos una extensión 28b cilíndrica de diámetro variable, enteriza, que, cuando las porciones 27 están conectadas entre sí, se extiende coaxialmente con el eje A hacia la otra extensión 28b para definir, junto con la otra extensión 28b, un pasador de articulación en el que está montada la rueda 25, 26 relativa para girar alrededor del eje A relativo por medio de la interposición de un soporte de contacto de rodillos relativo.
La porción 29 de barra del brazo 24 está definida por dos collarines 30 de sujeción adyacentes, mientras que la porción de raíz 29 del brazo 23 tiene forma de horquilla, y comprende dos collarines de sujeción 31 coaxiales separados suficientemente para mantener en medio de manera suelta los collarines 30 del brazo 24.
Las porciones de raíz 29 de los brazos 23 y 24 están conectadas al cuerpo tubular 20 por un dispositivo de conexión y de fuerza elástico 33 que permite que ambos brazos 23 y 24 giren alrededor del eje 21 y que, en uso, impulsen los brazos 23 y 24 uno hacia otro.
Como se muestra particularmente en las Figuras 2 y 3, el dispositivo elástico 33 comprende un miembro alargado 34 elástico a la torsión, que tiene una sección constante, convenientemente hexagonal, que se extiende coaxialmente con el eje 21, y está definido por un número de cuerpos alargados 35, adyacentes, paralelos (Figuras 4 y 5) que tienen secciones idénticas respectivas en un plano perpendicular al eje 21. De preferencia, los cuerpos alargados 35 son cilíndricos con una sección circular, o prismáticos con una sección triangular, convenientemente equilátera, en cuyo último caso, los cuerpos 35 están dispuestos de manera que cada superficie lateral haga contacto con una superficie lateral del cuerpo 35 adyacente, como se muestra en la Figura 4.
El miembro elástico 34 comprende una porción intermedia 36 alojada de manera suelta dentro del cuerpo tubular 20; y dos porciones de extremo 37 y 38 en oposición que se extienden hacia fuera del cuerpo tubular 20, y sobre las cuales son impulsadas o ajustadas mediante fuerza las porciones de extremo 39 exteriores de las tapas de extremo 40 y 41 cilíndricas respectivas, que definen una extensión axial del cuerpo tubular 20.
Más específicamente, la tapa 40 tiene el mismo diámetro exterior que el cuerpo tubular 20, y comprende una porción de extremo 42 adicional con forma de collarín, en oposición a la porción 39 relativa, que aloja de manera suelta al miembro elástico 34, y en la que está conectada firmemente una porción de extremo de un manguito tubular 43 cilíndrico, rígido a la torsión, coaxial con el eje 21, en cuya porción de extremo 43a opuesta está aplicada la tapa 41 de manera giratoria alrededor del eje 21, y se apoya contra un saliente interior axial de la tapa 41. El miembro elástico 34 se extiende de manera suelta dentro del manguito tubular 43, que acopla de manera suelta al cuerpo tubular 20 y está conectado al cuerpo tubular mediante dos casquillos 44 de material de antifricción, uno de los cuales tiene interpuesta una brida radial exterior entre la porción 42 de la tapa 40 y el cuerpo tubular 20.
La tapa 41 tiene dos porciones de extremo del mismo diámetro exterior que la tapa 40; y una porción intermedia que tiene dos bridas radiales 45 exteriores separadas axialmente y unidas por una pared curva 45a. Las bridas 45 definen salientes respectivos, sobre cada uno de los cuales se apoya y está sujeto de una manera fijada angularmente un collarín 31 relativo del brazo 23. Una ranura circunferencial 46 está formada a través de la pared lateral de la tapa 41, entre las bridas 45, y está dispuesta de manea suelta sobre la porción intermedia 29a del brazo 24, estando los collarines 30 de la cual alojados dentro de la tapa 41, coaxialmente con el eje 21, y están aplicados a la porción de extremo 43a del manguito 43 de manera fijada axial y angularmente, convenientemente con un ajuste mediante fuerza sobre una porción inclinada exteriormente de la porción 43a. Una porción cilíndrica del casquillo 44 y un casquillo de antifricción 48 adicional están interpuestos entre la tapa 41 y la porción de extremo del manguito 43; y dos anillos, también de material de antifricción, están interpuestos entre la tapa 41 y los collarines 30, y situados en lados en oposición axial de los collarines 30 (Figuras 2 y 3).
En la variación de la Figura 6, el manguito 43 es sustituido por un miembro elástico a la torsión, hueco, adicional, en este caso, un muelle 51, que está conectado de manera enteriza en extremos en oposición a la tapa 40 y al brazo 24, por ejemplo, con la interposición de un manguito (no mostrado) para dar soporte al brazo 24 y conectado de manera fijada giratoria y axialmente al cuerpo tubular 20. El miembro elástico adicional, en este caso el muelle 51, define de esta manera, junto con el miembro alargado 34, un conjunto elástico definido por dos cuerpos elásticos a la torsión paralelos situados uno dentro de otro.
Proporcionando al menos un miembro de fuerza elástico, coaxial con el eje de articulación común de los brazos 23 y 24, y dos tapas de extremo 40 y 41 sencillas para conectar angularmente los extremos en oposición del miembro elástico a los brazos 23 y 24, el tensor de correa de dos brazos resultante es por tanto mucho más compacto radialmente que los tensores de correa convencionales. Además, las dimensiones particulares de las tapas 40 y 41 proporcionan un tensor de correa en el que el cuerpo tubular 20, la tapa 40 y al menos parte de la tapa 41 están alojadas totalmente o descansan dentro de una superficie cilíndrica K paralela al eje 21, y una porción intermedia de la cual está definida por la superficie lateral exterior del cuerpo de soporte tubular 20 mismo. Obviamente, teniendo un tamaño constante transversalmente a lo largo del eje de la articulación, y en particular del mismo tamaño que el cuerpo de soporte tubular, el ámbito de aplicación del tensor de correa de dos brazos se amplía en gran medida, incluyendo incluso transmisiones particularmente compactas.
Al usar tapas montadas directamente en extremos en oposición del miembro elástico, se reduce obviamente también el costo de producción y, sobre todo, el costo y el tiempo del ensamblaje. Las tapas 40 y 41, de hecho, definen topes de situación y sujeción axial respectivamente, ya sea para el miembro elástico a la torsión o los miembros 43, 51, y para los brazos 23 y 24 respectivos. La combinación tapas/miembro alargado elástico a la torsión proporciona también un conjunto estable en el que las diversas partes que incluye el cuerpo de soporte tubular 20 fijo están montadas de manera ajustada entre sí por medio de una operación mediante fuerza axial sencilla, única, para que los brazos 23 y 24 operen en posiciones fijadas axialmente con una amortiguación constante deseada. Las posiciones relativas de todos los diversos componentes incluidos están aseguradas, de hecho, al estar determinadas por sus salientes axiales respectivos.
Usar las tapas 40 y 41 proporciona también una conexión estable, inmediata, de los brazos 23 y 24 al dispositivo de fuerza elástico. Ambos brazos, de hecho, son accionados axialmente de manera sencilla sobre porciones cilíndricas respectivas que forman parte directamente de las tapas, o de los cuerpos conectados de manera enteriza a las tapas.
Hacer el miembro elástico a partir de un paquete de cuerpos elásticos que tengan la misma sección transversal y/o diferentes superficies exteriores de contacto en movimiento relativo y/o diferente rigidez a la torsión, proporciona un cuerpo de fuerza elástico que es altamente elástico, mientras que al mismo tiempo es capaz de ejercer la fuerza necesaria en la correa para mantener tensos los ramales.
En la obtención del equilibrio correcto entre elasticidad y fuerza aplicada ayuda también el miembro elástico de torsión adicional, por ejemplo, el muelle 51, que está situado de manera compacta paralelo a y coaxial con el miembro elástico principal 34, y puede ser seleccionado entre un número de miembros de torsión de diferentes características elásticas. La simetría de los brazos proporciona intercambio de acción entre la correa y las ruedas locas, todas situadas en el plano P, y el hecho de que las porciones contorneadas de los brazos sean idénticas hace que los brazos sean modulares, de manera que cada uno puede ser construido usando un molde único.
Finalmente, las extensiones 28b, enterizas con los brazos de las porciones de extremo con forma de horquilla, permiten que las ruedas sean unidas a los brazos sin necesidad de tornillos, y simultáneamente con el ensamblaje de los brazos.
Es claro que se pueden realizar cambios al tensor de correa 16 que se ha descrito aquí. En particular, los brazos 23, 24, las tapas de extremo 40, 41, el miembro 34, y, si estuviera previsto, el miembro elástico 51 adicional, pueden estar formados de otra manera que la descrita aquí a modo de ejemplo. En particular, los brazos no necesitan forzosamente ser curvos o simétricos; y se pueden proporcionar formas diferentes de conectar las tapas 40 y 41 al miembro o miembros elástico(s) a la torsión, y los brazos a las tapas.

Claims (17)

1. Un tensor de correa (16) de dos brazos para una transmisión por correa (1) de un motor de combustión interna (3); comprendiendo el tensor de correa (16) una porción de soporte tubular (20) unida a una estructura de soporte (6) fija; un primer brazo (24) y un segundo brazo (23) unidos a dicha porción de soporte tubular (20) para girar alrededor de un eje de articulación (21) común; una primera rueda loca (25) y una segunda rueda loca (26) unidas a extremos (28) respectivos de dicho primer brazo (24) y de dicho segundo brazo (23) y cooperando con ramales (12) (13) respectivos de una correa (11) de dicha transmisión; y medios de fuerza elásticos (33) para impulsar dicho primer brazo (24) y dicho segundo brazo (23) uno hacia otro para mantener dichas ruedas (25) (26) en contacto con dichos ramales (12) (13) respectivos de la correa (11): que se caracteriza porque dichos medios de fuerza elásticos (33) comprenden un miembro alargado (34) elástico a la torsión que se extiende a través de dicha porción de soporte tubular (20), coaxialmente con el eje de articulación (21), y que tiene porciones de extremo (37) (38) en oposición, respectivas que se extienden hacia fuera de dicha porción de soporte tubular (20); una primera tapa (40) y una segunda tapa (41) situadas en extremos axiales en oposición de dicha porción de soporte tubular (20), y estando unida cada una de manera fijada angularmente a una dicha porción de extremo (37) (38) respectiva; estando unida dicha segunda tapa (41) directamente a un extremo (31) de dicho segundo brazo (23), y definiendo una ranura radial (46) dispuesta sobre dicho primer brazo (24); estando interpuestos medios de conexión angular (43, 51) entre dicho primer brazo (24) y dicha primera tapa (40), y estando alojados dentro de dicha porción de soporte tubular (20) y dichas primera y segunda tapas (40) (41).
2. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 1, que se caracteriza porque comprende medios de situación y fijación axial (40, 41, 45) para mantener dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión y dichos primero y segundo brazos (24) (23) en posiciones fijadas axialmente con respecto a dicha porción de soporte tubular (20); comprendiendo dichos medios de situación y fijación axial dicha primera tapa (40) y dicha segunda tapa (41).
3. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 2, que se caracteriza porque dichos medios de situación y fijación axial comprenden dos salientes (45) dispuestos en dicha segunda tapa (41); apoyándose dicho segundo brazo (23) en dichos salientes y siendo impulsado hacia dicha segunda tapa (41).
4. Un tensor de correa como se reivindica en una de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque dicha primera tapa (40) y dicha segunda tapa (41) están unidas mediante fuerza a las porciones de extremo (37) (38) respectivas de dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión.
5. Un tensor de correa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque dicha porción de soporte tubular (20), dicha primera tapa (40), y al menos parte de dicha segunda tapa (41) están completamente alojadas o descansan dentro de una superficie cilíndrica (K) recta, paralela al eje de articulación (21); estando definida una porción intermedia de dicha superficie cilíndrica (K) por una superficie lateral exterior de dicha porción de soporte tubular (20).
6. Un tensor de correa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque dichos medios de conexión angular comprenden un manguito tubular (43) rígido a la torsión conectado de manera enteriza a dicha primera tapa (40) y que tienen una porción de extremo (43a) que acopla dicha segunda tapa (41) de manera giratoria alrededor de dicho eje de articulación (21); estando dicho primer brazo (24) conectado de manera enteriza a dicha porción de extremo (43a) del manguito tubular.
7. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 6, que se caracteriza porque dichos medios de conexión angular comprenden un miembro (51) elástico a la torsión, adicional.
8. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 7, que se caracteriza porque dicho miembro (51) elástico a la torsión, adicional, se extiende paralelamente a dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión, y está conectado a dicho primer brazo (24) y a dicha primera tapa (40) en paralelo con dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión.
9. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 8, que se caracteriza porque dicho miembro elástico a la torsión, adicional, comprende al menos un muelle (51) que rodea dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión.
10. Un tensor de correa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque dicho miembro alargado (34) elástico a la torsión comprende un número de cuerpos alargados (35) que tienen la misma sección transversal.
11. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 10, que se caracteriza porque dichos cuerpos alargados (35) tienen una sección transversal sustancialmente circular.
12. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 10, que se caracteriza porque dichos cuerpos alargados (35) tienen una sección transversal triangular de lados sustancialmente iguales.
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13. Un tensor de correa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se caracteriza porque dicho primer brazo (24) y dicho segundo brazo (23) comprenden cada uno dos porciones contorneadas (27) de la misma forma y tamaño.
14. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 13, que se caracteriza porque dichas porciones contorneadas (27) de cada brazo se extienden en lados opuestos de un plano central de simetría (P) relativo de la rueda (25) (26) relativa, cuyo plano es perpendicular al eje de giro de la dicha rueda relativa.
15. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 13 ó 14, que se caracteriza porque dichas porciones contorneadas (27) están hechas de lámina metálica prensada.
16. Un tensor de correa como se reivindica en la reivindicación 14 ó 15, que se caracteriza porque dichas porciones contorneadas están en contacto, y conectadas de manera enteriza, entre sí.
17. Un tensor de correa como se reivindica en una de las reivindicaciones 13 a 16, que se caracteriza porque las porciones contorneadas de cada brazo definen al menos una horquilla de extremo (28) que tiene brazos (28a) respectivos; teniendo cada brazo de la horquilla de extremo una extensión cilíndrica (28b) relativa que forma parte de un pasador de articulación coaxial con un eje (A) relativo y en la que está montada la rueda (25, 26) relativa para girar alrededor del eje (A) relativo.
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