ES2940109T3

ES2940109T3 - Tensor de correa de distribución con construcción mejorada

Info

Publication number: ES2940109T3
Application number: ES18791139T
Authority: ES
Inventors: Milos Baljozovic; Rares I Comsa; Flaviu V Dinca
Original assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Current assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2023-05-03
Anticipated expiration: 2038-05-01
Also published as: BR112019022504A2; EP4166814B1; WO2018195673A9; EP3615845A4; EP3615845B1; PL3615845T3; US11353092B2; EP4166814A1; US20210140518A1; WO2018195673A1; EP3615845A1

Abstract

En un aspecto, se proporciona un tensor para un miembro impulsor sin fin e incluye una unidad de eje y base, un brazo tensor, una polea y un resorte tensor. La unidad de eje y base se puede montar para que sea estacionaria con respecto a un motor, e incluye una abertura de fijación para una fijación. El brazo tensor puede pivotar con respecto a la unidad de eje y base alrededor de un eje del brazo tensor. La polea está montada de forma giratoria en el brazo tensor para que gire y se puede acoplar con un elemento impulsor sin fin. El resorte tensor está posicionado para empujar el brazo tensor en una primera dirección con respecto a la unidad de eje y base. El resorte tensor incluye una pluralidad de espiras que están dispuestas generalmente de forma helicoidal alrededor de un eje longitudinal y están separadas radialmente unas de otras y generalmente aumentan su distancia desde el eje en una dirección longitudinal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Tensor de correa de distribución con construcción mejorada

Esta solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos n.° 62/491.469 presentada el 28 de abril de 2017, y de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos n.° 62/568.097 presentada el 4 de octubre de 2017.

Campo

La presente invención se refiere a tensores y, en particular, a tensores que funcionan para tensar miembros de transmisión sinfín sincrónicos, tal como una correa de distribución en un motor.

Antecedentes

Los tensores son dispositivos conocidos para mantener la tensión de las correas (por ejemplo, las correas de distribución) u otros miembros de transmisión sinfín que son accionados por un motor y que se utilizan para accionar determinados componentes, tales como los árboles de levas. Un tensor incluye normalmente una unidad de árbol y base que se monta en el motor, un brazo tensor que puede pivotar con respecto a la base alrededor de un eje de pivote, una polea que está montada en el brazo para que se acople a la correa, y un muelle que actúa entre la base y el brazo para impulsar el brazo hacia la correa. La dirección hacia la correa (es decir, la dirección en la que el muelle impulsa el brazo) puede denominarse dirección hacia una posición libre del brazo (es decir, hacia una posición que alcanzaría el brazo tensor si no hubiera una correa que lo detuviera). Esta es una dirección de disminución de la energía potencial del muelle. El brazo tensor se mueve, en general, en esta dirección cuando la tensión de la correa disminuye. La dirección que se aleja de la correa (es decir, la dirección contraria a la fuerza de empuje del muelle) puede denominarse dirección hacia una posición de parada de carga, y es una dirección de aumento de la energía potencial del muelle. El brazo tensor se mueve, en general, en esta dirección cuando la tensión de la correa aumenta. Se sabe que es deseable proporcionar amortiguación en un tensor para ayudar al brazo tensor a resistirse a ser expulsado de una correa (por ejemplo, una correa de distribución) durante los aumentos repentinos de la tensión de la correa que pueden acelerar el brazo tensor repentinamente hacia la posición de parada de carga. Al menos en algunas aplicaciones, sin embargo, sería beneficioso proporcionar un tensor mejorado (por ejemplo, más compacto) que otros tensores. La técnica anterior adicional pertinente se describe en los documentos US 2008/176687 A1, US 2004/063531 A1, EP 2909507 A1, WO 2004/057212 A1, EP 2230422 A1 y US 9829081 B2.

Sumario

En particular, la presente invención proporciona un tensor que tiene la característica definida en la reivindicación 1. Otras realizaciones preferentes se definen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

la Figura 1 es una vista en elevación de un motor, con una disposición de accionamiento sinfín que incorpora un tensor de acuerdo con una realización de la presente divulgación, incorporando un primer y un segundo miembros de amortiguación;

la Figura 2 es una vista en perspectiva ampliada de la Figura 1;

las Figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva y en despiece del tensor mostrado en la Figura 1;

la Figura 5 es una vista lateral en sección del tensor mostrado en la Figura 1;

la Figura 6 es una vista lateral en sección de un muelle que puede incluirse en el tensor mostrado en la Figura 1; la Figura 7 es una vista en perspectiva del muelle mostrado en la Figura 6;

la Figura 8 es un muelle de la técnica anterior;

la Figura 9A es una vista en perspectiva de un árbol de una unidad de árbol y base que forma parte del tensor mostrado en la Figura 1;

la Figura 9B es una vista lateral en sección del árbol mostrado en la Figura 9A;

la Figura 10A es una vista en perspectiva de una cubierta de árbol de la unidad de árbol y base que forma parte del tensor mostrado en la Figura 1;

la Figura 10B es una vista lateral en sección de la cubierta de árbol mostrada en la Figura 10A;

la Figura 11 es una vista en perspectiva de un brazo tensor del tensor mostrado en la Figura 1;

la Figura 12 es una vista en perspectiva de un soporte de amortiguación del tensor mostrado en la Figura 1; la Figura 13 es una vista en planta del soporte de amortiguación mostrado en la Figura 12 y de un muelle tensor alternativo al muelle tensor mostrado en la Figura 6; y

las Figuras 14-16 son vistas en planta de un muelle tensor que puede utilizarse en el tensor que se expande radialmente durante su funcionamiento bajo una tensión creciente en un miembro de accionamiento sinfín la Figura 17 es una vista en perspectiva de un árbol y de una cubierta de árbol;

la Figura 18 es una vista en perspectiva de un árbol y de una segunda cubierta;

las Figuras 19A-19C ilustran un procedimiento de estacar la cubierta de árbol mostrada en la Figura 17 al árbol mostrado en la Figura 17.

Descripción detallada de las realizaciones de ejemplo

Un tensor 100 de acuerdo con una realización de la presente invención se muestra en las Figuras 1, y que incluye una o más características que reducen su altura total en comparación con aquél que no incluye ninguna de estas características, y que mejoran su fabricación. El tensor 100 puede estar configurado para mantener la tensión en un miembro 103 de accionamiento sinfín en un motor 101. El miembro 103 de accionamiento sinfín en el ejemplo mostrado en la Figura 1 es una correa de distribución, sin embargo, el miembro 103 de accionamiento sinfín puede ser cualquier otro miembro de accionamiento sinfín adecuado que transfiera la potencia de rotación de un cigüeñal 104 del motor 101 a uno o más componentes accionados, tales como, por ejemplo, un par de árboles de levas 105a y 105b. Para mayor comodidad y legibilidad, el miembro 103 de accionamiento sinfín puede denominarse correa 103 o correa 103 de distribución, sin embargo, se entenderá que podría utilizarse cualquier miembro de accionamiento sinfín adecuado.

La Figura 2 es una vista en perspectiva ampliada del propio tensor 100. Las Figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva y en despiece del tensor 100. La Figura 5 es una vista en alzado y en sección del tensor 100.

A continuación se describe un resumen de los componentes incluidos en el tensor 100. Una vez que se ha proporcionado la visión general, las características seleccionadas se describirán con más detalle. Con referencia a las Figuras 2-5, el tensor 100 incluye una unidad 114 de árbol y base, un casquillo 116, un brazo 118 tensor, una polea 120 que gira sobre el brazo 118 tensor, un muelle 122 tensor, y un soporte 124 de amortiguación.

La unidad 114 de árbol y base puede incluir un árbol 114a, una base 114b y una cubierta 114c de árbol que están separadas entre sí pero que están conectadas integralmente por cualquier medio adecuado, tal como, por ejemplo, por estacado, descrito más adelante. La unidad 114 de árbol y base se puede montar para que sea estacionaria con respecto al motor 101 por cualquier medio adecuado. Por ejemplo, la unidad 114 de árbol y base puede montarse directamente en el bloque del motor, como se muestra en la Figura 1, a través de una sujeción 119 roscada, que puede ser, por ejemplo, un perno que pasa a través de una abertura 130 de sujeción en la unidad 114 de árbol y base dentro del bloque del motor 101. La abertura 130 de sujeción puede estar formada por una porción 130a de abertura de la sujeción proximal en el árbol 114a (Figura 6) y una porción 130b de abertura de la sujeción distal en la cubierta 114c de árbol. El árbol 114a (y la unidad 114 de árbol y base en su conjunto) incluye además un eje As central del árbol. En la Figura 5 se puede observar que la propia abertura 130 de sujeción se extiende a lo largo de un eje Af de la abertura de sujeción que está desplazado del eje As central del árbol. El desplazamiento permite ajustar la posición de la unidad 114 de árbol y base durante el montaje del tensor 100 en el motor 101 (pivotando la unidad 114 de árbol y base hacia la correa 103 o alejándola de la misma), para controlar su proximidad a la correa 103).

EL ÁRBOL NO TIENE PROYECCIONES RADIALES

Se hace referencia a las Figuras 9A y 9B, que muestran el árbol 114a de la unidad 114 de árbol y base. En la realización mostrada, el árbol 114a tiene un primer extremo 170 axial del árbol y un segundo extremo 172 axial del árbol y tiene una superficie 174 radialmente exterior que está totalmente libre de cualquier proyección. Dicho de otro modo, la superficie 174 radialmente exterior no tiene salientes ni nada parecido. La superficie 174 radialmente exterior incluye la superficie de soporte del brazo mostrada en 175, que es la porción de la superficie 174 radialmente exterior que soporta el brazo 118 tensor. Como resultado, la superficie 174 puede estar provista de un acabado superficial adecuado para su acoplamiento con el casquillo 116 mediante un procedimiento en el que pasa entre rodillos, a diferencia de la unidad de árbol y base de la técnica anterior, que debe colocarse en un mandril de una máquina para proporcionarle un acabado superficial adecuado. El acabado superficial es útil para asegurar que la superficie 174 se impregne con una cantidad adecuada de polímero del casquillo para que haya un buen contacto de deslizamiento entre la superficie 174 y el casquillo 116.

En la realización mostrada, el árbol 114a incluye una porción 176 de soporte del brazo que es cilíndrica y que tiene la superficie 175 de soporte del brazo en la misma, y una parte 178 inferior del árbol en el primer extremo 170 axial del árbol. La parte 178 inferior del árbol tiene la porción 130a de abertura de la sujeción proximal. El árbol 114a está abierto en el segundo extremo 172 axial del árbol. La cubierta 114c de árbol (mostrada en la Figura 10) cubre el segundo extremo 172 axial del árbol e incluye una brida 180 y la porción 130b de abertura de la sujeción distal. La cubierta 114c de árbol se puede mover en el segundo extremo 172 axial del árbol a una posición en la que la porción 130b de abertura de la sujeción distal está alineada con la porción 130a de abertura de la sujeción proximal para formar la abertura 130 de sujeción.

CUBIERTA DE EJE QUE SE MONTA EN EL INTERIOR DEL ÁRBOL DE PIVOTE

La cubierta 114c de árbol incluye una proyección 186 axial que tiene una superficie 187 de localización radialmente exterior sobre la misma que se acopla a una superficie 188 radialmente interior del árbol 114a en el segundo extremo 172 axial abierto del árbol.

La cubierta 114c de árbol incluye una región 190 de recepción de herramientas que recibe una herramienta para permitir a un usuario ajustar la posición de la unidad 114 de árbol y base con respecto al motor 101, o en algunas realizaciones que permite a un usuario ajustar la posición de la cubierta 114c de árbol con respecto al árbol 114a.

La brida 180 retiene axialmente el brazo 118 tensor en el árbol 114a y por tanto puede denominarse porción 180 de retención del brazo. Se puede ver que, al hacer que la cubierta 114c de árbol se ubique utilizando la superficie 188 interior del árbol 114a en lugar de la superficie exterior, la altura total del tensor 100 puede mantenerse baja. Por el contrario, si la cubierta 114c de árbol estuviera situada utilizando la superficie 174 radialmente exterior del árbol 114a, la cubierta 114c de árbol tendría que incluir necesariamente una porción que se extienda axialmente hacia el primer extremo 170 axial del árbol para tener algún solapamiento axial con la superficie 174 radialmente exterior del árbol 114a. Esto afectaría al propio brazo 118 tensor si el brazo 118 se extiende tan cerca como lo hace del segundo extremo 172 axial del árbol en el ejemplo mostrado en las figuras. Por consiguiente, para proporcionar algo de espacio libre, el árbol 114a tendría que ser más alto, lo que aumentaría la altura total del tensor. Por el contrario, al ubicar la cubierta 114c de árbol en la superficie 188 radialmente interior del árbol 114a, la propia brida 180 retiene el brazo 118 y el árbol 114a puede mantenerse más corto.

El brazo 118 tensor está montado pivotantemente en el árbol 114a (o más generalmente, en la unidad 114 de árbol y base) para su movimiento pivotante alrededor de a un eje de pivote del brazo, que es el eje As central del árbol. El movimiento pivotante en una primera dirección D1 (Figura 1) puede denominarse movimiento en una dirección de brazo libre. El movimiento pivotante en una segunda dirección D2 (Figura 1) puede denominarse movimiento en una dirección de parada de carga.

EL BRAZO NO TIENE PROYECCIONES RADIALES

Con referencia a la Figura 11, el brazo 118 tensor tiene un primer extremo 196 axial del brazo y un segundo extremo 198 axial del brazo, e incluye además una superficie 200 radialmente exterior que incluye una superficie 202 de soporte de la polea, y que se extiende desde el primer extremo 196 axial del brazo hasta el segundo extremo 198 axial del brazo y está totalmente libre de cualquier proyección radial. El brazo 118 tensor incluye además una superficie 203 radialmente interior que define un eje As de pivote del brazo.

El segundo extremo 198 axial del brazo está sobre un proyección 199 axial que tiene un primer lado 201 circunferencial que es una superficie de acoplamiento del tope de brazo libre. La cubierta 114c de árbol tiene un tope 207 de brazo libre en la misma. El movimiento del brazo 118 tensor en la primera dirección D1 (Figura 1) lleva la superficie de acoplamiento del tope de brazo libre hacia el tope de brazo libre.

El casquillo 116 está presente entre la superficie 203 radialmente interior del brazo 118 tensor y la superficie 175 de soporte del brazo, y facilita el movimiento de pivote del brazo 118 tensor sobre la unidad 114 de árbol y base. El casquillo 116 puede estar hecho de cualquier material adecuado, tal como Stanyl TW371 (que es un material basado en Nylon PA46) y que es suministrado por DSM Engineering Plastics B.V.

La polea 120 está montada de forma giratoria en el brazo 118 tensor (por ejemplo, a través de un cojinete 121 o cualquier otro medio adecuado) para girar alrededor de un eje Ap de polea que está desplazado del eje As de pivote del brazo por una distancia de desplazamiento seleccionada que es más pequeña que un radio de la polea 120 en la superficie 150 de acoplamiento del miembro de accionamiento sinfín (mostrada en Rp). La polea 120 tiene una superficie 150 de acoplamiento del miembro de accionamiento sinfín que puede acoplarse con el miembro 103 de accionamiento sinfín. La polea 120 es solamente un ejemplo de un miembro de acoplamiento del miembro de accionamiento sinfín que se puede montar en el brazo 118 tensor y se puede acoplar con el miembro 103 de accionamiento sinfín.

El cojinete 121 puede estar provisto de una pluralidad de elementos 121a rodantes(por ejemplo, bolas) y de anillos 121b y 121c de rodadura interior y exterior respectivamente. El anillo 121b de rodadura interior puede ser un elemento separado, como los que suelen tener los rodamientos, sin embargo, el anillo 121c de rodadura exterior puede estar directamente formado en la superficie radialmente interior de la polea 120. Esto reduce el número de piezas que hay que fabricar.

ESTACADO DE LA CUBIERTA DE ÁRBOL AL ÁRBOL SIN PROYECCIONES

Se hace referencia a las Figuras 17, 18, 19A y 19B, que muestran una realización alternativa del árbol 114a. En esta realización alternativa, el árbol 114a se estaca a la cubierta del eje mostrada en 114c. Como se puede observar, el árbol 114a tiene un cuerpo 240 cilíndrico sin proyecciones axiales. La cubierta 114c de árbol tiene una pluralidad de aberturas 242 de estacado alrededor del perímetro del árbol 114a, que exponen el segundo extremo 172 axial del árbol. La cubierta 114c de árbol incluye además un saliente 244 de estacado que se coloca próximo a, pero deparado del segundo extremo 172 (distal) hacia el primer extremo 170 (proximal). Para ensamblar la cubierta 114c de árbol en el árbol 114a, la cubierta 114c de árbol se coloca en el segundo extremo 172 (distal) del árbol 114a. Las proyecciones 250 de estacado se insertan en las aberturas 242 de estacado para que encajen con el segundo extremo 172 del árbol 114a. Las proyecciones 250 de estacado deforman el segundo extremo 172 de tal forma que el segundo extremo 172 se proyecta radialmente hacia el saliente 244 de estacado, bloqueando así la cubierta 114c de árbol en su lugar.

En algunas realizaciones, la cubierta 114c de árbol (Figura 20) tiene un saliente 254 de estacado que está radialmente dentro del cuerpo 240 cilíndrico del árbol 114a, y las proyecciones 250 de estacado deforman el segundo 172 de tal forma que el segundo extremo 172 se proyecta radialmente hacia dentro en el saliente 244 de estacado. Por lo tanto, más ampliamente, puede decirse que las proyecciones 250 de estacado deforman el segundo extremo 172 de tal forma que el segundo extremo 172 se proyecta radialmente sobre el saliente 244 de estacado.

Se muestra una cubierta 114d inferior en el árbol 114a, en lugar de proporcionar un miembro unitario que incluya la parte inferior. La cubierta 114d inferior incluye la porción 130a de abertura.

MUELLE TENSOR QUE INHIBE EL ENREDO

El muelle 122 tensor está colocado para impulsar el brazo 118 tensor en giro para impulsar el brazo 118 tensor en la primera dirección de giro (es decir, la dirección de brazo libre), accionando así la polea 120 hacia la correa 103 de distribución, mientras que la correa 103 aplica una fuerza sobre la polea 120 impulsando el brazo 118 tensor en la dirección de parada de carga, contra el impulso del muelle 122.

Como se muestra en las Figuras 3-5, el muelle 122 tensor puede ser un muelle de torsión helicoidal, que tiene un primer extremo 122a y un segundo extremo 122b. El muelle 122 puede incluir una pluralidad de espirales 123, en el que un espiral es un segmento del muelle 122 que se extiende en 360 grados. En el presente ejemplo, con referencia a la Figura 8B, el muelle 122 tiene aproximadamente tres espirales. La unidad 114 de árbol y base está colocada para recibir el par del primer extremo 122a del muelle, y el brazo 118 tensor está colocado para recibir el par del segundo extremo 122b del muelle.

Durante la fabricación de un tensor, es preferible que dicha fabricación esté automatizada (es decir, realizada por máquinas, a diferencia de operarios de montaje) para reducir la mano de obra para producir el tensor. Sin embargo, en los tensores de la técnica anterior, ha sido difícil que una máquina sea capaz de coger un muelle tensor de un contenedor de tales muelles para introducirlo en el tensor, porque los muelles tenían tendencia a enredarse entre sí cuando estaban en un contenedor. Como resultado, a veces se utilizaba un trabajador de montaje para coger manualmente los muelles de un contenedor, desenredarlos si es necesario e introducirlos posteriormente en el tensor, ralentizando así la producción y aumentando el coste de producción del tensor.

Con referencia a la Figura 6, que muestra una vista en sección del muelle 122 tensor, en algunas realizaciones, un espacio para entrar entre dos adyacentes cualesquiera de la pluralidad de espirales 123 del muelle tensor es menor que una anchura de cada una de la pluralidad de espirales 123, para evitar que el muelle tensor se enrede con otro muelle 122 tensor idéntico. El espacio para entrar entre dos espirales 123 adyacentes cualquiera se muestra en S. La anchura de las espirales 123 del muelle 122 se muestra en Wc. Como se puede observar, el espacio S es menor que la anchura Wc. Se entenderá que el espacio S no es el mismo que el espacio entre los espirales 123. La separación entre las espirales 123 es la distancia entre los puntos de las espirales 123 adyacentes más cercanas entre sí. Para el muelle 122 mostrado en la Figura 6, el hueco se muestra en G. Aunque es útil que el hueco G sea menor que la anchura de una espiral, todavía hay una tendencia a que las espirales de un muelle separen en cuña un par de espirales adyacentes en un muelle cercano si los muelles son empujados el uno hacia el otro, dependiendo de la forma de las espirales. Si hay mucha 'entrada' en la forma de las espirales, el hueco G puede ser pequeño, pero el espacio S puede ser significativamente mayor, y esto puede facilitar la separación en cuña de las espirales adyacentes.

Basándose en lo anterior, se ha comprobado que es más útil inhibir el enredo entre muelles formando los muelles de tal forma que el espacio S sea menor que la anchura Wc de las espirales, como se ejemplifica con los muelles 122 (mostrados individualmente en 122' y 122") mostrados en la Figura 6. En la Figura 6, el espacio S que se identifica es el mayor espacio S que existe para el muelle 122'. Dicho de otro modo, es el peor de los casos. La anchura Wc mostrada es la anchura de la espiral 123 del muelle 122" que está más cerca del espacio S del muelle 122'. La anchura de las espirales 123 de los muelles 122' y 122" puede ser generalmente constante, o puede variar a lo largo del muelle 122.

Se observará que hay otras características opcionales del muelle 122 que ayudan a inhibir el enredo con muelles 122 adyacentes. Por ejemplo, se puede ver que el muelle 122 está hecho de un alambre que tiene una forma de sección transversal generalmente rectangular. Como resultado, el tamaño del espacio S es relativamente más cercano al tamaño del hueco G entre las espirales 123 adyacentes que en el caso de un muelle fabricado con alambre de sección transversal circular.

Otra característica opcional es que la pluralidad de espirales 123 están dispuestas generalmente de forma helicoidal alrededor de un eje longitudinal (mostrado en Aspr) y generalmente aumentan en distancia lejos del eje Aspr en una dirección longitudinal. Dicho de otro modo, el muelle 122 tiene una forma generalmente cónica. Se observará que esta forma cónica en sí misma reduce la probabilidad de enredo, puesto que el hueco G y el espacio S están generalmente en la dirección radial, y por lo tanto, la penetración del hueco G o del espacio S es por una fuerza vertical que actúa sobre los muelles 122' y 122". Sin embargo, se observará que la forma de las espirales 123 de los muelles 122' y 122" es generalmente helicoidal (como se muestra en la Figura 7). Por tanto, los arcos de las espirales 123 inhiben la penetración de las espirales 123 del muelle adyacente que se arquean en sentido contrario. No ocurre lo mismo con los muelles que tienen una forma generalmente cilíndrica, en contraposición a la forma generalmente cónica mostrada en las figuras.

Dicho de otra manera, el brazo 118 tensor está colocado para moverse en la segunda dirección D2 que es opuesta a la primera dirección D1 durante un aumento de tensión en el miembro 103 de accionamiento sinfín, y el muelle 122 tensor está colocado para expandirse radialmente fuera del eje Aspr o As longitudinal en respuesta al movimiento del brazo 118 tensor en la segunda dirección D2.

Otra característica opcional que ayuda a evitar el enredo entre muelles 122 adyacentes es que, en algunas realizaciones, el muelle 122 tensor está libre de lengüetas, como se puede ver en la Figura 7. El muelle 122 es lo que a veces se denomina muelle "de abertura", en el sentido de que sus extremos 122a y 122b están simplemente en contacto con las superficies de la unidad 114 de árbol y base y del brazo 118 tensor y que la flexión del muelle 122 durante el movimiento del brazo 118 tensor en la dirección de parada de carga hace que las espirales 123 del muelle 122 se abran radialmente. Esto contrasta con un muelle de cierre, que se utiliza comúnmente en algunos tensores de la técnica anterior y que requiere que los extremos del muelle tengan lengüetas que se enganchan en las ranuras correspondientes del brazo del tensor y de la unidad de árbol y base, y en el que la flexión del muelle durante el movimiento del brazo 118 tensor en la dirección de parada de carga hace que las espirales del muelle se contraigan radialmente.

Cuando se forma un muelle con lengüetas, hay radios naturales en las curvas del alambre del muelle donde comienzan las lengüetas. Un ejemplo de un muelle de este tipo se muestra en 160 en la Figura 8. El muelle 160 tiene una pluralidad de espirales 161 y primer y segundo extremos en los que hay lengüetas mostradas en 162. Los radios de las curvas del alambre del muelle al comienzo de las lengüetas 162 proporcionan un espacio S relativamente grande y, por tanto, propenso a la penetración de una espiral de un muelle adyacente.

Todas estas características mencionadas del muelle 122 ayudan a inhibir el enredo del muelle 122 con los muelles 122 adyacentes. Como resultado, el muelle 122 puede ser recogido más fácilmente de un contenedor por una máquina (por ejemplo, un robot de montaje) e insertado en un tensor, para ayudar a automatizar el montaje del tensor. En las pruebas del muelle 122 se comprobó que tenía una tasa de enredo de aproximadamente el 1%, mientras que en otros muelles del estado de la técnica se ha encontrado una tasa de enredo superior al 80 %.

SOPORTE DE AMORTIGUACIÓN

El soporte 124 de amortiguación (Figuras 12 y 13) retiene el muelle 122 tensor y proporciona parte de la amortiguación presente en el tensor 100 (mientras que otra amortiguación es proporcionada por el acoplamiento por fricción entre el brazo 122 tensor y el casquillo 116). En el presente ejemplo, el soporte 124 de amortiguación incluye una ranura 204 de acoplamiento del extremo de muelle que está colocada para retener el segundo extremo 122b del muelle. Como resultado, el segundo extremo 122b del muelle transfiere el par al brazo 118 tensor a través de una pared 205 del soporte 124 de amortiguación. La pared 205 se acopla a una superficie 206 de transferencia de par del brazo (Figura 13) en el brazo 118 tensor. La superficie 206 de transferencia de par del brazo puede proporcionarse en una proyección 208 axial en el brazo 118 tensor.

Con el fin de proporcionar amortiguación, el soporte 124 de amortiguación incluye una superficie 210 de amortiguación en el mismo. En el ejemplo mostrado, la superficie 210 de amortiguación se proporciona en una superficie 211 radialmente interior del soporte 124 de amortiguación. En el ejemplo mostrado, la superficie 210 de amortiguación está provista de un proyección 212 axial y tiene una anchura angular de aproximadamente 120 grados, aunque pueden utilizarse otras anchuras angulares, tales como una anchura angular superior a 120 grados. Durante la transferencia de par entre el muelle 122 tensor y el brazo 118 tensor (mostrado en la Figura 13), una fuerza F es aplicada por el brazo 118 tensor (concretamente desde la superficie 206 de transferencia de par en el proyección 208 axial) al conjunto del muelle 122 y el soporte 124 de amortiguación. La dirección de la fuerza F puede ser generalmente tangencial al muelle 122 en el segundo extremo 122b del muelle. La fuerza F da como resultado una determinada fuerza que se transmite desde el primer extremo 122a del muelle a la base 114b. Esta fuerza transmitida a la base 114b da como resultado una fuerza de reacción mostrada en F3 transmitida desde la base 114b al primer extremo 122a del muelle.

Basándose en las posiciones y orientaciones de las fuerzas F y F3 (y, por lo tanto, de las posiciones del primer y segundo 122a y 122b extremos del muelle 122 tensor), el soporte 124 de amortiguación se hace pivotar alrededor de la superficie de recepción del par del soporte mostrada en 209, que se acopla a la superficie 206 de transferencia de par del brazo 118 tensor. Este pivote del soporte 124 de amortiguación hace que la superficie 210 de amortiguación entre en contacto con la porción de la superficie 174 exterior del árbol 114a, provocando así la amortiguación entre el soporte 124 de amortiguación y el árbol 114a. Esta porción de la superficie 174 exterior puede denominarse superficie 177 de amortiguación. La superficie 210 de amortiguación puede denominarse primera superficie 210 de amortiguación y la superficie 177 de amortiguación puede denominarse segunda superficie de amortiguación, que, en la presente realización está en el árbol 114a.

Sin embargo, en una realización alternativa, la primera superficie 210 de amortiguación se proporciona en una superficie radialmente exterior del soporte 124 de amortiguación, y la segunda superficie 177 de amortiguación se proporciona en una superficie radialmente interior de la unidad 114 de árbol y base (por ejemplo, como parte de una superficie 222 radialmente interior (Figura 16) de un reborde 223 exterior de la base 114b). En una realización alternativa de este tipo, el soporte 124 de amortiguación, el muelle 122 tensor, y el brazo 118 tensor pueden estar dispuestos de tal forma que el pivote del soporte 124 de amortiguación acciona la primera superficie 210 de amortiguación radialmente exterior contra la segunda superficie 177 de amortiguación radialmente interior, como se muestra en la Figura 16.

En otra realización alternativa, el soporte 124 de amortiguación puede proporcionarse en el primer extremo 122a del muelle 122 tensor en lugar de en el segundo extremo 122b. En una realización de este tipo, la primera superficie 210 de amortiguación puede proporcionarse en una superficie radialmente interior o radialmente exterior del soporte 124 de amortiguación, mientras que la segunda superficie 177 de amortiguación se proporciona en una superficie complementaria del brazo 118 tensor.

Basándose en lo anterior, puede decirse que el soporte 124 de amortiguación incluye una ranura de acoplamiento del extremo de muelle (es decir, la ranura 204 de acoplamiento del extremo de muelle) que retiene uno del primer y segundo extremos (122a, 122b) del muelle. El soporte 124 de amortiguación incluye además una primera superficie 210 de amortiguación en el mismo, en el que el primer extremo 122a del muelle, el segundo extremo 122b del muelle, y la primera superficie 210 de amortiguación están colocados unos respecto a los otros, de tal forma que el soporte 124 de amortiguación pivota durante la transmisión de la fuerza entre el brazo 118 tensor y la unidad 114 de árbol y base a través del muelle 122 tensor para accionar la primera superficie 210 de amortiguación hacia una segunda superficie 177 de amortiguación complementaria en cualquiera del brazo 118 tensor y la unidad 114 de árbol y base que recibe el par del otro del primer y segundo extremos 122a, 122b del muelle.

Como se puede observar en la Figura 13, el segundo extremo 122b del muelle y la superficie de amortiguación radialmente interior están orientados uno respecto al otro de tal forma que una fuerza tangencial (por ejemplo, la fuerza F puramente tangencial, o como alternativa, una fuerza tangencial que es una componente vectorial de una fuerza no tangencial) del brazo 118 tensor sobre el muelle 122 tensor en el segundo extremo 122b del muelle da como resultado una fuerza de F2 reacción por parte de la unidad 114 de árbol y base en la superficie 210 de amortiguación radialmente interior, lo que da como resultado una amortiguación por fricción durante el movimiento del brazo 118 tensor con respecto a la unidad 114 de árbol y base alrededor del eje As de pivote del brazo. La fuerza F2 mostrada en la Figura 13 se muestra como una fuerza puntual, sin embargo, la fuerza F2 real es una fuerza distribuida a lo largo de una parte o de toda la anchura angular de la superficie 210 de amortiguación radialmente interior. La fuerza F2 puntual mostrada en la Figura 13 es una representación matemática que equivale a esa fuerza distribuida. Se aplicará una fuerza F3 sobre el muelle 122 tensor por medio de una superficie 212 de accionamiento (Figura 4) en la unidad 114 de árbol y base (por ejemplo, en una superficie de borde de un reborde 223 de la base 114b) que acopla el primer extremo 122a del muelle 122 tensor. La fuerza F3 (Figura 13) puede ser tangencial al muelle 122 tensor en el primer extremo 122a.

BLOQUEO PROGRESIVO DEL MUELLE

Las Figuras 14, 15A, 15B y 16 ilustran otro aspecto del funcionamiento del muelle 122 tensor. Más particularmente, se puede observar que las espirales 123 del muelle 122 tensor están dispuestas alrededor del eje Aspr longitudinal de tal forma que las espirales 123 están desplazadas radialmente entre sí, pero se solapan axialmente; Dicho de otro modo, se puede considerar que las espirales 123 del muelle 122 tienen una disposición generalmente en espiral, incluso cuando hay algún desplazamiento axial de la espiral 123 con respecto a la espiral 123. Como se ha indicado anteriormente, la pluralidad de espirales 123 incluye una espiral 123o radialmente más exterior y al menos una espiral 123i interior. En el ejemplo mostrado en la Figura 14, está la espiral 123o exterior, y hay 1,5 espirales 123i interiores. Uno del brazo 118 tensor y de la unidad 114 de árbol y base tiene una superficie 222 límite del muelle al respecto (por ejemplo, en el reborde 223). En el presente ejemplo, como se puede observar en la Figura 5, la superficie 222 límite del muelle se muestra como una superficie radialmente interior de la base 114b.

Cuando una tensión relativamente baja está presente en el miembro 103 de accionamiento sinfín (Figura 1), las espirales 123 pueden estar separadas entre sí y las espirales exteriores pueden estar separadas de la superficie 222 límite del muelle, como se puede ver en las Figuras 5 y 14.

A medida que aumenta la tensión en el miembro 103 de accionamiento sinfín (Figura 1), el muelle 122 tensor se bloquea progresivamente por la expansión progresiva de las espirales 123 para que encajen entre sí y por la expansión progresiva de la espiral 123o radialmente más exterior en acoplamiento encaje con la superficie 222 límite del muelle. En la realización mostrada, la espiral 123o más exterior se expande en acoplamiento con la superficie 222 límite del muelle, la siguiente espiral más interior (mostrada en 123i1) se expande radialmente en acoplamiento con la espiral 123o más exterior, y la siguiente espiral más interior (que es una espiral parcial mostrada en 123i2) se expande radialmente en acoplamiento con la espiral 123i1, como se muestra en la Figura 15B. La posición mostrada en la Figura 15B puede denominarse posición de parada de carga. La Figura 15A muestra un estado intermedio en el que la espiral 123o más exterior se ha expandido en acoplamiento con la superficie 222 límite del muelle.

Como resultado del acoplamiento progresivo de las espirales 123 entre sí y con la superficie 222 límite del muelle, el índice de elasticidad del muelle 122 tensor aumenta progresivamente. Una vez que todas las espirales 123 están acopladas entre sí y con la superficie 222 límite, el muelle 122 proporciona una conexión sólida entre el brazo 118 tensor y la unidad 114 de árbol y base (es decir, el muelle 122 tiene efectivamente un índice de elasticidad infinito). Se observará que se trata de una mejora con respecto a un tensor en el que el muelle es un muelle helicoidal (es decir, con una forma general cilíndrica). Si un tensor de este tipo empleara una superficie límite, el muelle aumentaría su índice de elasticidad rápidamente a medida que el muelle se acoplara a la superficie límite hasta que el muelle se acoplara completamente a la superficie límite y proporcionara una conexión sólida. Este rápido aumento del índice de elasticidad hasta el infinito podría provocar una carga de choque y, finalmente, el fallo de algunos componentes del tensor.

Otra característica que se observará en el tensor 100, es que, en algunas realizaciones, tal como la realización mostrada en las figuras, el muelle 122 tensor actúa como tope de carga para el tensor 100, en el sentido de que el propio muelle 122 actúa para limitar el recorrido del brazo 118 tensor en la dirección de parada de carga, por lo que, como se ha indicado anteriormente, una vez que el brazo 118 tensor se ha desplazado lo suficiente, todas las espirales 123 del muelle 122 se acoplan entre sí y con la superficie límite 222, de tal forma que el muelle 122 proporciona una conexión sólida entre el brazo 118 tensor y la unidad 114 de árbol y base, que a su vez está conectada de forma fija a una estructura estacionaria, tal como el bloque del motor, durante el uso. Dicho de otra manera, cuando la tensión aumenta en el miembro 103 de accionamiento sinfín hasta una tensión seleccionada, la expansión radial de la pluralidad de espirales 123 es impedida por el acoplamiento de la pluralidad de espirales 123 con al menos la superficie 222 límite del muelle. En la presente realización, cuando la tensión aumenta en el miembro 103 de accionamiento sinfín hasta la tensión seleccionada, la expansión radial de la pluralidad de espirales 123 es impedida por el acoplamiento de la pluralidad de espirales 123 entre sí y con la superficie 222 límite del muelle.

Si bien se ha desvelado que la superficie 222 límite del muelle es una superficie radialmente interior de la base 114b, se entenderá que la superficie 222 límite del muelle podría ser alternativamente cualquier otra superficie, tal como una superficie radialmente exterior del árbol 114, una superficie radialmente interior del brazo 118 o cualquier otro lugar adecuado.

Se observará que esta fuerza de amortiguación por fricción es proporcional a la fuerza (y por tanto al par) aplicada por el brazo 118 tensor sobre el segundo extremo 122b del muelle. Esta es diferente a la fuerza de amortiguación que proporciona el casquillo 116, que es proporcional a la fuerza radialmente dirigida del brazo 118 tensor sobre el casquillo 116, que es, a su vez, proporcional a la carga del cubo en la polea 120.

La cubierta 114c de árbol tiene además un marcador 182 de árbol (Figura 2), que en el ejemplo mostrado, puede ser una muesca en la brida 180. El brazo 118 tensor tiene un marcador 184 de brazo en un extremo axial. El marcador 184 de brazo y el marcador 182 del árbol cooperan durante la instalación del tensor 100 en el motor 101. Más específicamente, la instalación del tensor 100 puede realizarse de la siguiente forma:

El tensor 100 se monta pasando la sujeción 119 a través de la abertura 130 de sujeción, y dentro de una abertura en un miembro que es estacionario en relación con el motor 101, tal como el bloque del motor. La sujeción 119 no está totalmente apretada inicialmente. Como resultado, la unidad 114 de árbol y base puede girar, manteniendo el brazo 122 tensor en una posición sustancialmente constante con la polea 120 acoplada a la correa 103 (Figura 1), para ajustar la cantidad de precarga que hay en el muelle 122 tensor cuando el motor 101 está apagado, lo que a su vez ajusta la cantidad de tensión que hay en la correa 103 (Figura 1). La unidad 114 de árbol y base se gira hasta que el marcador 182 de árbol se alinea con el marcador 184 de brazo. La sujeción 119 se aprieta después para mantener la unidad 114 de árbol y base en esa posición. Por tanto, durante el uso, cuando el motor 101 está apagado, el marcador 184 de brazo está alineado con el marcador 182 de árbol.

Al proporcionar una cubierta 114c de árbol separada, el árbol 114a puede realizarse con la superficie 174 sin proyecciones. Por el contrario, las unidades de árbol y base de la técnica anterior suelen tener una porción de brida que se utiliza para retener el brazo tensor. Sin embargo, producir el árbol 114a y la cubierta 114c de árbol como elementos separados que se conectan mecánicamente a través de la sujeción 119 (que es necesaria en cualquier caso para montar el tensor 100 al motor 101) es menos costoso que producir un solo miembro de árbol que tiene una brida integral.

Cabe señalar que, en algunas realizaciones, la polea 120 tiene un volumen V de barrido (es decir, un volumen ocupado) que tiene generalmente la forma de un disco grueso, y que se muestra en vista lateral en la Figura 19A. En algunas realizaciones, el muelle 122 tensor está situado en su totalidad dentro del volumen V de barrido de la polea 120, como resultado de la forma generalmente cónica del muelle.

Las realizaciones descritas anteriormente están pensadas como ejemplos solamente, y alteraciones y modificaciones pueden ser llevadas a cabo en esas realizaciones por aquellos expertos en la materia, sin apartarse del ámbito de protección definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un tensor (100) para un miembro de accionamiento sinfín (103), que comprende:

una unidad (114) de árbol y base que se puede montar para ser estacionaria con respecto a un motor (101), en el que la unidad (114) de árbol y base incluye una abertura (130) para un elemento de sujeción, para permitir el paso de un elemento de sujeción (119) para conectar de forma fija la unidad (114) de árbol y base al motor (101); un brazo (118) tensor que puede pivotar con respecto a la unidad (114) de árbol y base alrededor de un eje (As) de pivote del brazo, en el que el brazo (118) tensor tiene un primer extremo (196) axial del brazo y un segundo extremo (198) axial del brazo, en el que el brazo (118) tensor tiene una superficie radialmente exterior que incluye una superficie (202) de soporte de una polea, y que se extiende desde el primer extremo (196) axial del brazo hasta el segundo extremo (198) axial del brazo y está totalmente libre de cualquier proyección radial;

una polea (120) que se soporta de forma giratoria en la superficie (202) de soporte de la polea del brazo (118) tensor para girar alrededor de un eje (Ap) de la polea que está desplazado del eje (As) del brazo tensor, en el que la polea (120) puede acoplarse a un miembro (103) de accionamiento sinfín;

un casquillo (116) que está colocado radialmente entre la unidad (114) de árbol y base y el brazo (118) tensor para soportar el brazo (118) tensor radialmente en la unidad (114) de árbol y base;

un muelle (122) tensor que está colocado para impulsar el brazo (118) tensor en una primera dirección alrededor del eje (As) del brazo tensor, en el que el muelle (122) tensor tiene un primer extremo (122a), un segundo extremo (122b) y una pluralidad de espirales (123) entre el primer y el segundo extremos, en el que el primer extremo está colocado para transferir el par con una base (114b) de la unidad (114) de árbol y base y el segundo extremo está colocado para transferir el par con el brazo (118) tensor, caracterizado por comprender un soporte (124) de amortiguación que incluye una ranura (204) de acoplamiento del extremo de muelle que está colocada para retener el segundo extremo (122b), en el que el soporte (124) de amortiguación incluye además una superficie (210) de amortiguación radialmente interior en el mismo, y en el que el segundo extremo (122b) y la superficie (210) de amortiguación radialmente interior están colocados de tal forma que una fuerza tangencial en el segundo extremo (122b) de muelle durante dicha transferencia de par mueve el soporte (124) de amortiguación para llevar la superficie (210) de amortiguación radialmente interior a un acoplamiento por fricción o a un mayor acoplamiento por fricción con la unidad (114) de árbol y base.

2. Un tensor (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad (114) de árbol y base incluye la base (114b) y un árbol (114a) que está separado de la base (114b) y tiene la base (114b) montada en el mismo, en el que el árbol (114a) tiene un eje (Af) de árbol y tiene un primer extremo (170) axial del árbol y un segundo extremo (172) axial del árbol, en el que el árbol (114a) tiene una superficie radialmente exterior que incluye una superficie (175) de soporte del brazo y que se extiende desde el primer extremo (170) axial del árbol hasta el segundo extremo (172) axial del árbol y está totalmente libre de cualquier proyección radial.

3. Un tensor (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el brazo (118) tensor está soportado de forma pivotante en el árbol (114a) a través del casquillo (116) que está soportado directamente sobre la superficie (175) de soporte del brazo.

4. Un tensor (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el árbol (114a) incluye una porción de soporte del brazo que es cilíndrica y que tiene la superficie (175) de soporte del brazo en la misma, y una parte (178) inferior del árbol en el primer extremo (170) axial del árbol, en el que la parte (178) inferior del árbol tiene una porción (130a) de abertura para el elemento de sujeción proximal, y en el que el árbol (114a) está abierto en el segundo extremo (172) axial del árbol, en el que la unidad (114) de árbol y base incluye además una cubierta (114c) de árbol que cubre el segundo extremo (172) axial del árbol e incluye una porción (180) de retención del brazo que retiene axialmente el brazo (118) tensor en el árbol (114a) y que incluye una porción de abertura para el elemento de sujeción distal y se puede mover en el segundo extremo (172) axial del árbol del árbol (114a) a una posición en la que la porción (130b) de abertura para el elemento de sujeción distal está alineada con la porción (130a) de abertura para el elemento de sujeción proximal para formar la abertura (130) para el elemento de sujeción, en el que el árbol (114a) tiene una superficie de ubicación radialmente interior en el segundo extremo axial del árbol y en el que la cubierta de árbol tiene una superficie de ubicación radialmente exterior que se acopla a la superficie de ubicación radialmente interior del árbol (114a) para ubicar la porción (130b) de abertura para el elemento de sujeción distal en relación con la porción (130a) de abertura para el elemento de sujeción proximal.

5. Un tensor (100) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la cubierta (114c) de árbol tiene un tope de brazo libre en la misma, y en el que un segundo extremo axial del brazo (118) tensor que se proporciona en una proyección (199) axial del brazo (118) tensor que tiene un primer lado circunferencial constituye una superficie de acoplamiento del tope de brazo libre, en el que el movimiento del brazo tensor en la primera dirección lleva la superficie de acoplamiento del tope de brazo libre hacia el tope de brazo libre.

6. Un tensor (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la polea (120) es un miembro monolítico que tiene una superficie radialmente interior que es una primera superficie de acoplamiento de bolas, y en el que el tensor (100) comprende además:

un anillo (121b) de rodadura interior que se ajusta a presión en la superficie de soporte de la polea y que incluye una superficie radialmente exterior que es una segunda superficie de acoplamiento de bolas; y

una pluralidad de bolas (121a) que soportan de forma giratoria la polea (120) en el anillo de rodadura interior.