Sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación.

Un sistema de transmisión accesoria que comprende:

una polea conductora (18);

al menos una polea impulsada (20, 22, 24) conectada al menos a un componente del sistema;

una correa (16) que conecta la polea conductora con la polea impulsada;

un tensor (10) para mantener una tensión en la correa, comprendiendo el tensor un brazo (52) para recibir unacarga de correa y montado por pivote a una base (42), una polea (12) montada sobre el brazo que se acopla ala correa de transmisión, un miembro de empuje (44) que se acopla a la base y un miembro amortiguador (34)que tiene una superficie de fricción que se acopla a la base;

el miembro amortiguador que se acopla al brazo en un punto del pivote (55);

el miembro de empuje que se acopla al miembro amortiguador en un primer punto de contacto y en un segundopunto de contacto, de tal manera que la carga de la correa imprime una fuerza normal sobre la superficie defricción; y

el miembro amortiguador que amortigua un movimiento del brazo al tener una fuerza amortiguadora asimétrica,en el que una fuerza amortiguadora en una dirección de carga es superior a una fuerza amortiguadora en unadirección de descarga; caracterizado porque

la relación de la fuerza amortiguadora en la dirección de carga respecto a la fuerza amortiguadora en ladirección de descarga está en el intervalo comprendido entre 1,5 y 5,

en el que el tensor está situado en el sistema en una ubicación inmediatamente antes del componente delsistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva en una dirección de movimiento de la corea.

Sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación Campo de la invención La invención se refiere a transmisiones accesorias del extremo delantero, y más particularmente a sistemas de transmisión por correa que tienen un tensor asimétrico de amortiguación.

Antecedentes de la invención La mayoría de los motores usados para automóviles y similares incluyen un número de sistemas accesorios impulsados por correa que son necesarios para el funcionamiento apropiado del vehículo. Los sistemas accesorios pueden incluir un alternador, un compresor acondicionador de aire y una bomba de servodirección.

Los sistemas accesorios están generalmente montados sobre una superficie delantera del motor. Cada accesorio tiene una polea montada sobre eje para recibir potencia desde alguna forma de la transmisión por correa. En los primeros sistemas, cada accesorio estaba impulsado por una correa separada que corría entre el accesorio y el eje del cigüeñal. Debido a las mejoras en la tecnología de correas, las correas serpentinas sencillas se usan ahora generalmente en la mayoría de las aplicaciones. Una correa serpentina sencilla guiada entre los varios componentes accesorios impulsa los accesorios. El eje del cigüeñal del motor impulsa la correa serpentina.

Ya que la correa serpentina debe guiarse a todos los accesorios, se ha hecho generalmente más larga que sus predecesoras. Para que funcione apropiadamente, la correa se instala con una tensión predeterminada. Cuando funciona, se estira ligeramente sobre su longitud. Esto da como resultado un descenso en la tensión de la correa, lo que puede provocar que la correa patine. Consecuentemente, se usa un tensor de correa para mantener la tensión apropiada de la correa cuando la correa se estira durante su uso.

Cuando un tensor de correa funciona, la correa en funcionamiento puede provocar oscilaciones en el muelle del tensor. Estas oscilaciones son indeseables, ya que pueden provocar un desgaste prematuro de la correa y del tensor. Por lo tanto, se añade un mecanismo de amortiguación al tensor para amortiguar las oscilaciones operativas.

Se han desarrollado varios mecanismos de amortiguación. Incluyen varios amortiguadores de fluido viscoso, mecanismos basados en las superficies friccionales que se deslizan o interactúan entre sí, y amortiguadores que usan una serie de muelles que interactúan. Para la mayor parte estos mecanismos de amortiguación funcionan en una única dirección resistiendo un movimiento de una correa en una dirección. Esto generalmente da como resultado vibraciones no amortiguadas que existen en una correa durante el funcionamiento cuando el brazo del tensor oscila entre posiciones cargadas y no cargadas.

Los sistemas de la técnica anterior se basan en un tensor montado para ser compatible con el fin de seguir el movimiento de la correa. Normalmente el tensor se monta con una baja velocidad de amortiguación para facilitar este cumplimiento. Como resultado los sistemas de la técnica anterior funcionan de una manera insatisfactoria durante los cambios de carga. La transmisión accesoria funciona normalmente cuando el motor se pone en funcionamiento a unas RPM estables. El tensor que empuja contra la correa mantendría una tensión en el tramo. Generalmente, el tensor está “corriente abajo” del eje del cigüeñal en una dirección del movimiento de la correa. La amortiguación estaba montada para que el tensor amortiguara la mayor parte de la vibración en la cinta en funcionamiento. Un tensor representativo de la técnica se desvela en el documento EP 0967412, que desvela el preámbulo de la reivindicación 1.

Los problemas aparecen cuando la velocidad del motor se cambia rápidamente, en el intervalo comprendido entre 5000 y 10000 RPM/seg. En este caso, los accesorios tales como el alternador continúan impulsando la correa después de una reducción de velocidad debido a la inercia rotacional. Esto provoca que la correa sobre el lado “corriente abajo” del eje del cigüeñal se tense, cargando el tensor. Si la velocidad de amortiguación en el tensor es demasiado baja el tensor será incapaz de resistir el incremento en la tensión de la correa y el brazo se moverá en una dirección alejada de la correa. Como resultado, el tensor no mantiene suficiente tensión en la correa. Esto permitirá que la correa se deslice sobre la polea del eje del cigüeñal, ya que la correa ahora se está impulsando hacia el eje del cigüeñal, provocando chirridos. Los sistemas de la técnica anterior se basan en medios para bloquear el brazo del tensor en la dirección de carga para impedir la disminución en la tensión de la correa. Sin embargo, el bloqueo del tensor impide que el tensor realice su función del corolario de vibraciones de amortiguación en la correa.

Representativa de la técnica anterior es la patente de Estados Unidos nº 5.439.420 de Meckstroth y col., que desvela un sistema de transmisión accesoria que incluye un tensor que tiene un regulador para controlar el movimiento rotacional del brazo con el brazo que es capaz de girar libremente en la dirección en la que la tensión de la correa aumenta y con el regulador que resiste el movimiento del brazo en la dirección en la que la tensión en la correa disminuye.

La técnica anterior también enseña un procedimiento para disponer accesorios del motor para que el orden de la fuerza de la inercia rotacional sea la mayor para el accesorio más cercano a la polea del eje del cigüeñal como se ve desde el lado ajustado de la correa. Esto se enseña en la patente de Estados Unidos nº 4.959.042 de Tanaka. Este procedimiento no se basa en las características operativas del tensor, sino que se basa en la dinámica del orden escalonado de los accesorios en base a la inercia rotacional.

Los sistemas de la técnica anterior dependen de un tensor de bloqueo o de una disposición mecánica particular para dirigirse al problema de alto índice de cambio de la velocidad el motor. Ningún sistema resuelve los problemas duales de prevención de chirridos durante los cambios de velocidad mientras continúan amortiguando las vibraciones de la correa. Además, los sistemas de la técnica anterior, en el caso de Mechstroth son complejos y caros, requiriendo dispositivos mecánicos complejos para controlar el movimiento de un brazo tensor. Los sistemas de la técnica anterior son relativamente grandes requiriendo espacio sobre la superficie del motor. El procedimiento de Tanaka no se dirige por completo al problema de las altas velocidades de desaceleración, basándose en su lugar en la disposición de los componentes que no vencen por completo la tensión de la correa durante la desaceleración.

Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga un tensor asimétrico de amortiguación. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación capaz de proporcionar una mayor tensión de correa durante cambios rápidos en la velocidad del motor. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga una mayor fricción de amortiguación en una dirección de carga que en una dirección de descarga. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga un coeficiente de asimetría en un exceso de 1, 5. La presente invención cumple estas necesidades.

Resumen de la invención La presente invención proporciona un sistema de transmisión accesoria de acuerdo con las reivindicaciones.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tiene una mayor fricción de amortiguación en una dirección de carga que en una dirección de descarga.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tiene un coeficiente de asimetría en un exceso de 1, 5.

Otros aspectos de la invención se señalarán o serán obvios por la siguiente descripción de la invención y los dibujos acompañantes.

La invención comprende un sistema con tensor asimétrico de amortiguación para transmisiones por correa en un motor. Se conecta una correa entre una polea transmisora en un eje del cigüeñal y cualquier número de poleas impulsadas. Cada polea impulsada se conecta a un accesorio tal como un alternador, bomba de servodirección, compresor o similar. El tensor se coloca en cualquier sitio antes del primer componente de inercia efectiva significativa, en la dirección del movimiento de la correa. Se usa un miembro de empuje en el tensor para mantener una tensión en la correa. El tensor... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de transmisión accesoria que comprende:

una polea conductora (18) ; al menos una polea impulsada (20, 22, 24) conectada al menos a un componente del sistema; una correa (16) que conecta la polea conductora con la polea impulsada; un tensor (10) para mantener una tensión en la correa, comprendiendo el tensor un brazo (52) para recibir una carga de correa y montado por pivote a una base (42) , una polea (12) montada sobre el brazo que se acopla a la correa de transmisión, un miembro de empuje (44) que se acopla a la base y un miembro amortiguador (34) que tiene una superficie de fricción que se acopla a la base; el miembro amortiguador que se acopla al brazo en un punto del pivote (55) ; el miembro de empuje que se acopla al miembro amortiguador en un primer punto de contacto y en un segundo punto de contacto, de tal manera que la carga de la correa imprime una fuerza normal sobre la superficie de fricción; y el miembro amortiguador que amortigua un movimiento del brazo al tener una fuerza amortiguadora asimétrica, en el que una fuerza amortiguadora en una dirección de carga es superior a una fuerza amortiguadora en una dirección de descarga; caracterizado porque la relación de la fuerza amortiguadora en la dirección de carga respecto a la fuerza amortiguadora en la dirección de descarga está en el intervalo comprendido entre 1, 5 y 5, en el que el tensor está situado en el sistema en una ubicación inmediatamente antes del componente del sistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva en una dirección de movimiento de la corea.

2. El sistema de transmisión accesoria como en la reivindicación 1, en el que el miembro de empuje comprende un muelle de torsión (44) .

3. El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1 que además comprende:

un segundo miembro amortiguador acoplado por pivote al miembro amortiguador; y el segundo miembro amortiguador que tiene una superficie de fricción acoplado a la base.

4. El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1, en el que el sistema de transmisión por correa tiene una velocidad de desaceleración en exceso de 6000 rpm/segundo.

5. El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1, en el que el componente del sistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva es un alternador.

6. El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 5, en el que el deslizamiento de la polea impulsada es inferior al 2% de la rotación de la polea conductora.

(a) Tensión alta: Tensión baja: Par torsor medio: Par torsor del muelle: Tensión de instalación: 616 N 108 N 14, 9 N-m 14, 9 N-m 362 N

(b) Tensión alta: Tensión baja: Par torsor medio: Par torsor del muelle: Tensión de instalación: Factor asimétrico: 565 N 121 N 13, 6 N-m 9, 9 N-m 241 N 2, 7

Parámetros del tensor para comparación: convencional vs. asimétrico.

Fig. 28

(a) Vibración angular (CIG Y ALT) Tensión dinámica en LOC (c)

Vibración del brazo del tensor Tensión en LOC

(b) (d)

Definición de tensión dinámica

Dinámica del sistema: convencional vs. asimétrico.

Fig. 29