Tensor hidráulico controlable.

Tensor hidráulico controlable para un órgano de transmisión de potencia que tiene un primer modo defuncionamiento con unas fuerzas elevadas y un segundo modo de funcionamiento con unas fuerzas menoselevadas,

que comprende:

- un primer (10) y un segundo (11) elementos de montaje, respectivamente inferior y superior, dispuestos enunos extremos axiales opuestos,

- un tubo (7) solidario con el primer elemento (10) de montaje en el interior del que se desliza un pistón (5)solidario con el segundo elemento (11) de montaje,

- un manguito (3) elástico que rodea el tubo (7) y el pistón (5) y conectado de manera estanca al primer (10) y alsegundo (11) elementos de montaje, definiendo este manguito elástico una cámara (21) de baja presión paraun fluido (15) hidráulico,

- un muelle (12) pretensado entre el primer (10) y el segundo (11) elementos de montaje,

- un primer canal (62, 63) dispuesto en el primer elemento (10) de montaje para poner en comunicación lacámara (21) de baja presión y el interior del tubo (7), estando provisto dicho primer canal, en su extremo quedesemboca en el tubo (7), con un primer dispositivo (8) de obturación,

- un segundo canal (51, 52) dispuesto en dicho pistón (5), cuyo extremo desemboca en el interior del tubo (7) através de una parte (53) inferior del pistón, siendo dicho segundo canal susceptible de conectar una cámara(20) de alta presión, situada entre los extremos abiertos de los primer (62, 63) y segundo (51, 52) canales, y lacámara (21) de baja presión,

- un segundo dispositivo (9) de obturación dispuesto en el segundo canal y asociado a unos medios de controlcaracterizado porque los medios de control del segundo dispositivo de obturación están situados en el pistón.

Tensor hidráulico controlable La presente invención se refiere a un tensor hidráulico lineal para un órgano de transmisión de potencia que tiene dos modos de funcionamiento, en particular, pero no exclusivamente, para un órgano reversible que pueda ser motor o receptor, particularmente un alternador-arrancador separado del cigüeñal de un motor térmico y equipado con un tensor de este tipo, así como un sistema de arrastre del motor térmico para vehículo automóvil, comprendiendo este sistema particularmente un alternador-arrancador y un cigüeñal equipados ambos con poleas de transmisión unidas por una correa cuya tensión está asegurada mediante dicho tensor.

El campo al que corresponde es el de la transmisión de potencia y se refiere más particularmente, pero no exclusivamente, a los sistemas de arrastre reversible de un motor térmico de vehículo automóvil, particularmente entre un cigüeñal y un alternador-arrancador unidos por un enlace elástico tal como una correa.

La invención se puede aplicar igualmente a cualquiera de los campos que necesiten una transmisión de potencia mediante unas máquinas rotativas o unos motores, por ejemplo en instalaciones industriales.

Es conocida la integración de la función arrancador de un motor térmico en el alternador, denominado entonces alternador-arrancador. Esta integración permite suprimir el arrancador, la pesada corona dentada acoplada un volante de gran inercia y a un arrancador eléctrico.

El alternador-arrancador sirve a la vez de motor, para realizar el arranque del motor térmico a través de una unión flexible, comportándose la polea del cigüeñal entonces como un freno, y posteriormente de receptor una vez arrancado el motor, con el fin de recargar la batería (función alternador) .

La integración se puede realizar o bien mediante un acoplamiento directo del alternador montado sobre el árbol del cigüeñal, denominado entonces Alternador -Arrancador Integrado (A.A.I.) , o bien mediante un alternador-arrancador en una transmisión mediante correa (en sustitución del alternador clásico) , denominado Alternador -Arrancador Separado (A.A.S.) .

Se ha comprobado que la solución integrada (A.A.I.) impide una buena adaptabilidad en el montaje / desmontaje del sistema y, sobre todo, impone unos arranques bruscos e incontrolados.

La solución separada (A.A.S.) , con un arrastre por correa entre los dos órganos, cigüeñal y alternador, permite una adaptabilidad mayor en el montaje y un arranque más amortiguado. La correa es del tipo poli-V, dentada o trapezoidal. La presente invención cuando se aplica a un alternador-arrancador pertenece a esta categoría.

La puesta en marcha de un motor térmico es un fenómeno dinámico brutal que fluctúa rápidamente en función de los rozamientos internos, variables según el estado de las bielas y de las sucesivas entradas en compresión.

En esta fase de arranque bajo una fuerte solicitación, la velocidad del cigüeñal aumenta bruscamente y el par del cigüeñal varía de resistente a motor. En estas condiciones, el par del alternador-arrancador fluctúa a su vez, respectivamente, entre motor y resistente.

Después del arranque, en el régimen denominado “arrancado”, el cigüeñal se convierte en motor y el alternadorarrancador en receptor. En este modo de funcionamiento, la velocidad instantánea del cigüeñal fluctúa entonces sustancialmente de manera sinusoidal: es el fenómeno conocido como irregularidad cíclica del motor. Estas fluctuaciones de velocidad se transmiten por la correa a los órganos receptores, tales como el alternador (en este caso el alternador-arrancador en modo alternador) , compresor y bomba de agua.

Con un alternador-arrancador, al ser las inercias elevadas, los pares dinámicos generados tienen gran amplitud en el modo arrancado, con alternancias positivas y negativas a pesar de la rotación en un único sentido: estos pares generan unas variaciones de tensión importantes, con unos niveles máximos de tensión y fuertes solicitaciones para los componentes (correas, tensores de arrollamiento del órgano o enrolladores) y tensiones mínimas reducidas que pueden provocar un mal arrastre (deslizamiento) y ruido.

Los dos modos de funcionamiento pueden definirse como sigue:

A) En el modo de arranque del motor, el par a desarrollar por el alternador/arrancador para arrastrar el cigüeñal puede alcanzar unos valores máximos del orden de 90 N·m. Esto permite arrastrar unos cigüeñales que tengan un par resistente entre 180 N·m y 270 N·m (con una relación de reducción de 2 a 3) .

Un arrancador clásico es capaz de proporcionar típicamente un par motor del orden de 30 N·m como máximo, lo que permite suministrar un par máximo sobre el cigüeñal de 90 N·m con una relación de reducción típicamente de 3 entre los dos órganos.

Cuando tienen que suministrarse unos pares netamente superiores a los de un alternador clásico sobre el cigüeñal, las variaciones de par son importantes y las sacudidas provocan entonces vibraciones en la transmisión por medio de la correa, así como deslizamientos de la correa.

Conviene igualmente observar que los valores positivos y negativos del par no son necesariamente simétricos, debido al hecho de las asimetrías de los efectos de amortiguación (por rozamiento) y de la asimetrías mecánicas en los movimientos, tanto en régimen de arranque como arrancado.

B) En modo arrancado, el par a suministrar es una combinación:

-del par dinámico generado por las inercias del alternador-arrancador y por la irregularidad cíclica del motor -del par eléctrico necesario para la alimentación eléctrica (función alternador) .

En el modo arrancado, los pares a transmitir son mucho más reducidos que en el modo de arranque.

Los dos modos de funcionamiento son por lo tanto muy distintos.

El tensor debe poder responder a estos dos modos, haciendo funcionar el producto de modo diferente entre los dos modos:

-Respuesta rápida con capacidad de suministrar mucha fuerza en el modo de arranque, manteniendo una tensión mínima suficiente para limitar el deslizamiento de la correa y asegurar el arranque del motor. -Limitación de las fuerzas en el modo arrancado a un valor suficiente para arrastrar los accesorios sin 15 deslizamiento de la correa y sin cargar demasiado los ejes de los accesorios y la correa.

Los tensores hidráulicos clásicos no permiten asegurar correctamente los dos modos simultáneamente.

Se pueden distinguir, en efecto, dos categorías:

1) Sistemas ni controlados, ni bloqueados Éstos suministran:

- o bien una fuerza demasiado pequeña posible en el modo arranque, por ejemplo el dispositivo descrito en la solicitud de Patente FR2688565 (HUTCHINSON) -o bien demasiada fuerza en el modo arrancado, por ejemplo el dispositivo descrito en la Patente US 6036612 (NTN) .

2) Tensores pilotados o con bloqueo mediante todo o nada en el arranque Estos tensores funcionan, o bien gracias a un bloqueo completo del tensor en el arranque, y se comportan como un tensor fijo como por ejemplo el tensor descrito en la Solicitud PCT WO 02/29287 (GATES Corp.) , o bien con un control externo de la presión del fluido de amortiguación mediante una servo-válvula de control eléctrico (por ejemplo como en la Patente PCT WO2006/053617 de la Sociedad INA-SCHAEFFLER KG) . El documento US 2005/0064970 muestra un tensor según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los tensores controlados son muy complicados y pueden ser de unas dimensiones importantes, al estar situados los medios de control en la salida o incluso en el exterior con relación al contorno general de un tensor no controlado. Además, se debe realizar una lógica de control entre una señal de entrada (informaciones de velocidad, de carga del motor y/o de los accesorios) y la señal de salida esperada (fuerza/carrera del tensor) .

Es un objeto de la invención evitar al menos en parte los inconvenientes anteriores gracias a un tensor hidráulico 35 controlable que permita asegurar los dos modos de funcionamiento y esto de manera independiente.

Otro objeto de la invención es proponer un tensor hidráulico controlable cuyas dimensiones correspondan a las dimensiones normales de un tensor no controlado y cuyo funcionamiento y control sean simples.

De ese modo, la invención se refiere un tensor hidráulico controlable para un órgano de transmisión de potencia que tenga un primer modo de funcionamiento con unas fuerzas elevadas y un segundo modo de funcionamiento con 40 unas fuerzas menos elevadas, caracterizado porque comprende:

-un primer y un segundo elementos de montaje, respectivamente inferior y superior,... [Seguir leyendo]

1. Tensor hidráulico controlable para un órgano de transmisión de potencia que tiene un primer modo de funcionamiento con unas fuerzas elevadas y un segundo modo de funcionamiento con unas fuerzas menos elevadas, que comprende:

-un primer (10) y un segundo (11) elementos de montaje, respectivamente inferior y superior, dispuestos en unos extremos axiales opuestos,

-un tubo (7) solidario con el primer elemento (10) de montaje en el interior del que se desliza un pistón (5) solidario con el segundo elemento (11) de montaje,

-un manguito (3) elástico que rodea el tubo (7) y el pistón (5) y conectado de manera estanca al primer (10) y al segundo (11) elementos de montaje, definiendo este manguito elástico una cámara (21) de baja presión para un fluido (15) hidráulico,

- un muelle (12) pretensado entre el primer (10) y el segundo (11) elementos de montaje,

-un primer canal (62, 63) dispuesto en el primer elemento (10) de montaje para poner en comunicación la cámara (21) de baja presión y el interior del tubo (7) , estando provisto dicho primer canal, en su extremo que desemboca en el tubo (7) , con un primer dispositivo (8) de obturación,

-un segundo canal (51, 52) dispuesto en dicho pistón (5) , cuyo extremo desemboca en el interior del tubo (7) a través de una parte (53) inferior del pistón, siendo dicho segundo canal susceptible de conectar una cámara

(20) de alta presión, situada entre los extremos abiertos de los primer (62, 63) y segundo (51, 52) canales, y la cámara (21) de baja presión,

- un segundo dispositivo (9) de obturación dispuesto en el segundo canal y asociado a unos medios de control caracterizado porque los medios de control del segundo dispositivo de obturación están situados en el pistón.

2. Tensor según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de control comprenden una bobina (2) electromagnética susceptible de ser alimentada con una corriente para crear un campo magnético que pase por el segundo dispositivo (9) de obturación.

3. Tensor según la reivindicación 2, caracterizado porque el segundo dispositivo de obturación comprende una pieza (90, 92, 94) de obturación de material magnético, provocando la alimentación con corriente a la bobina (2) el desplazamiento de dicha pieza de obturación contra la parte (53) inferior del pistón, a su vez también de material magnético, estando entonces el segundo dispositivo de obturación en posición cerrada.

4. Tensor según la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo dispositivo de obturación comprende igualmente una bola (91, 93, 95) colocada en una cavidad (904, 924, 944) de dicha pieza de obturación (90, 92, 94) que desemboca hacia la parte (53) inferior del pistón, estando destinada dicha bola a obturar dicho segundo canal en la posición cerrada del dispositivo de obturación.

5. Tensor según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las paredes (903, 533) enfrentadas de la pieza (90) de obturación y de la pared (53) inferior del pistón son cónicas.

6. Tensor según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las paredes (923, 534; 943, 534) enfrentadas de la pieza (92, 94) de obturación y de la parte (53) inferior del pistón son sustancialmente planas.

7. Tensor según la reivindicación 6, caracterizado porque la pared (534) comprende, alrededor del segundo canal, un asiento (535) para dicha bola.

8. Tensor según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque dicha pieza (90, 92, 94) de obturación es, en general, de forma cilíndrica.

9. Tensor según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha pieza (90) de obturación comprende al menos un orificio (900, 901) que se extiende según el eje del tensor en toda la altura de dicha pieza.

10. Tensor según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho al menos un orificio (900, 901) desemboca sobre la pared (902) exterior cilíndrica de dicha pieza.

11. Tensor según una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque dicho segundo canal (52) comprende unos medios (520, 521) de limitación del movimiento de dicha pieza (90, 92, 94) de obturación, separada de la parte

(53) inferior del pistón.

12. Tensor según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el primer dispositivo de obturación comprende una bola (80) sensible a la gravedad.

13. Tensor según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el primer elemento (10) de montaje presenta un elemento (13) de fijación sobre el que está montada una primera guarnición (6) que comprende dicho primer canal (62, 63) .

14. Tensor según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el segundo elemento (11) de montaje presenta un elemento de fijación sobre el que está montada una segunda guarnición (4) sobre la que está montado

dicho pistón (5) .

15. Tensor según una de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque comprende una camisa (55) realizada en un material magnético para cerrar una cavidad (54) anular formada en el cuerpo del pistón (5) y en la que se aloja la bobina (2) .