BR112016030234B1 - Polia trapezoidal nervurada em um acionamento por correia - Google Patents

Abstract

correia de transmissão com polia trapezoidal nervurada e correia trapezoidal nervurada. a presente invenção refere-se a uma correia de transmissão compreendendo uma correia trapezoidal nervurada (1) que apresenta um lado de acionamento (3) previsto com um perfil nervurado (2) e uma polia trapezoidal nervurada em forma de v (4) que apresenta um perfil estriado, em que a largura (5) da base do perfil (6) de uma estria (9) é superior ou igual à distância (7) entre o topo da nervura (8) e a base do perfil (6) de uma estria (9), em que a largura (5) da base do perfil (6) de uma estria (9) é determinada através da distância entre as transições (10, 11) dos raios da aresta (ri) da base do perfil (6) para os flancos da estria (12, 13).

Description

[001] A invenção se relaciona com um acionamento por correia com uma correia trapezoidal nervurada que apresenta um lado de acionamento previsto com um perfil nervurado, e uma polia trapezoidal nervurada, ou seja, uma polia da correia que apresenta um perfil estriado, em que as estrias da polia da correia recebem as nervuras da correia trapezoidal nervurada. Para além disso, a invenção se relaciona com uma polia de correia concebida como polia trapezoidal nervurada e com uma correia trapezoidal nervurada que está associada com um tal acionamento por correia e uma com a outra e que constituem assim uma ideia inventiva única e global.

[002] Correias de transmissão com correias trapezoidais nervuradas (KRR) de material elastômero são amplamente conhecidas. As correias trapezoidais nervuradas aqui utilizadas apresentam em regra um lado de acionamento perfilado e costas lisas essencialmente opostas ao lado de acionamento, em que a correia a partir do lado de acionamento perfilado apresenta uma subestrutura com um perfil nervurado, uma camada de tensores incorporados e uma camada de revestimento. As polias trapezoidais nervuradas são normalmente de metal e construídas complementarmente às correias trapezoidais nervuradas e apresentam, como referido, um perfil estriado que recebe as nervuras da correia trapezoidal nervurada.

[003] Correias de transmissão transmissoras de força são produzidas de diferentes formas e são conhecidas em várias modalidades. Nos seus aperfeiçoamentos e medidas essenciais, as respetivas correias trapezoidais nervuradas e polias trapezoidais nervuradas são normalizadas entre outros na DIN 7867. Correias e polias trapezoidais nervuradas com os perfis PJ, PK, PL e PM são usadas em geral na construção de máquinas e o perfil PH de preferência no campo dos aparelhos eletrodomésticos. No acionamento acessório de motores KFZ são usadas quase exclusivamente correias e polias trapezoidais nervuradas com perfis PK que se distinguem por um ângulo de flanco de cerca de 40° (na prática de 40+/-3°) e um passo de cerca de 3,56 mm (na prática de 3,56 +/-0,05 mm).

[004] Em uma série de correias de transmissão, os grupos auxiliares não são apenas acionados por meio do lado de acionamento das correias de transmissão, que apresentam nos seus veios de transmissão, polias da correia correspondentemente formadas, mas sim também com ajuda de denominados rolos traseiros sobre as correspondentes costas da correia desviadas e atuando sobre polias da correia lisas. Tal é o caso por exemplo, frequentemente em um acionamento por correia trapezoidal nervurada em um motor KFZ no qual o acionamento da bomba de água pode ocorrer como unidade auxiliar através das costas da correia lisas. Frequentemente, rolos tensores são também realizados como rolos traseiros.

[005] Correias de transmissão trapezoidais nervuradas em veículos automóveis podem ser construídas para ter um tempo de vida útil prolongado, e hoje em dia pode ser alcançado um tempo de vida útil superior a 240.000 km. Um dos motivos para estes elevados tempos de vida útil é a utilização de misturas de borracha com base em borrachas sintéticas termorresistentes como copolímeros de etileno propileno dieno (EPDM) e copolímeros de etileno propileno (EPM). Para além disso, o tempo de vida útil foi significativamente aumentado através da redução da espessura da correia trapezoidal nervurada de valores anteriores de cerca de 6 mm para valores entre 4 e 5 mm. Ao contrário das correias trapezoidais, que são muitas vezes tensionadas estaticamente, as correias trapezoidais nervuradas são em regra tensionadas com um sistema tensor automático, para poder assegurar sob todas as condições de funcionamento uma força de correia constante.

[006] Na utilização de veículos com correias trapezoidais nervuradas em zonas acidentadas e pedregosas ou regiões sem estradas pavimentadas podem ocorrer problemas, quando durante a viagem são levantadas pequenas pedras com diâmetros de 2 a 5 mm que chegam ao acionamento por correia. Tais pedras podem alojar-se entre as nervuras da correia ou também nas estrias da polia. As pequenas pedras nas estrias ou polias geram um grande desgaste na correia, alteram grandemente o funcionamento e deslizamento e podem danificar as correias de um acionamento por correia durante o funcionamento.

[007] Uma correia trapezoidal nervurada pode ser assim fortemente comprometida por meio de desgaste da subestrutura, fissuras na correia e desbobinamentos da corda. Por desbobinamento da corda entende-se a saída de cordas da banda de correia, frequentemente começando com uma aresta de corte da ou das cordas. Isto resulta entre outros de um método de produção comum da correia trapezoidal nervurada, em que é construído um toroide ("bobina em bruto") como "correias múltiplas" em um tambor e mais tarde cortado em anéis individuais, ou seja, em correias individuais. As camadas de corda enroladas durante esta produção têm de ser necessariamente separadas no corte e podem ser, sob as condições referidas, pontos sensíveis para a ocorrência de danos.

[008] O problema das pedrinhas/ corpos estranhos que penetram nas nervuras da correia e estrias da polia é resolvido naturalmente da melhor forma por meio de uma blindagem e/ou encapsulamento do acionamento por correia com ajuda de tampas ou capas de proteção. Contudo, muitos dos fabricantes automóveis, sujeitos a forte pressão dos preços, desejam cortar nos custos associados a esta solução. A troca rápida de correias também deixa de ser possível, se antes tiverem de ser removidas várias coberturas.

[009] Para além disso, é possível reforçar estruturalmente as correias. Contudo, estes "reforços" conduzem a custos adicionais através da utilização de materiais dispendiosos ou a processos de produção complexos.

[0010] A JP H0882346 A divulga uma correia trapezoidal nervurada com perfil em V, que apresenta nas costas da correia uma banda consistindo de várias camadas, em que um tecido das costas da correia é envolvido com fios de reforços inseridos durante a aplicação. Desta forma são evitadas fissuras longitudinais e uma carga lateral das correias. De forma desvantajosa, contudo, o tecido das costas das correias recebe também areia ou pequenas pedras, o que provoca um rápido desgaste em rolos traseiros já existentes em funcionamento.

[0011] Na JP H07238993 A é divulgada uma correia trapezoidal dupla na qual a camada contendo os tensores bobinados é reforçada de ambos os lados por meio de monofilamentos transversais entre a camada tensora e o perfil em V nervurado. Igualmente, desta forma são evitadas cisões ou fissuras longitudinais. A produção desta estrutura é, contudo, de forma desvantajosa extremamente dispendiosa.

[0012] Na JP2750799 (B2) é representado um perfil de polia com uma profundidade de estrias reduzida. Contudo, a distância reduzida entre os topos das nervuras e a base das estrias conduziria a um tempo de vida útil da correia fortemente reduzido, caso o acionamento por correia seja carregado com pedras durante o funcionamento.

[0013] No campo KFZ, como acima referido, são utilizadas exclusivamente correias PK e polias PK (com um passo de 3,56 mm), que se orientam essencialmente pelas seguintes três especificações e/ou normas:

[0014] Uma vez que para o raio de topo do perfil não é dado um valor máximo tanto na DIN como na norma SAE, é teoricamente possível um intervalo mais amplo para a profundidade da estria. Na prática, não se encontram, contudo, polias com um raio de topo do perfil > 0,5 mm, uma vez que em raios maiores a superfície de contato efetiva das correias é diminuída, o que por sua vez conduz a um maior desgaste das correias em operação. Por consequência, a profundidade de estria normal em polias PK é até ao momento de 3,1 mm, como é também explicitamente referido na JASO.

[0015] Era, portanto, objetivo da invenção proporcionar uma correia trapezoidal nervurada que também possa ser utilizada sem encapsulamento sob condições agrestes e que apresente um tempo de vida útil longo sem fissuras na correia e desbobinamento de cordas, e cuja construção evite o mais possível, sem custos adicionais significativos, o risco de se alojarem corpos estranhos ou pedrinhas e que as pedrinhas que fiquem entre os topos das nervuras das correias e a base das estrias das polias provoquem o mínimo de danos possível.

[0016] Aqui, a largura da base do perfil de uma estria é superior ou igual à distância entre o topo da nervura e base do perfil de uma estria, em que a largura da base do perfil de uma estria é determinada através da distância entre as transições dos raios da aresta ri da base do perfil para os flancos da estria.

[0017] A profundidade da estria é assim reduzida, fazendo com que corpos estranhos invasivos ou pedras entrem de forma muito provável e inevitável em contato com a base das estrias, e que com isso deixem de poder ficar entalados entre os flancos das estrias.

[0018] Um aperfeiçoamento vantajoso consiste em que a distância entre o topo da nervura e a base do perfil de uma estria seja superior à metade da largura da base do perfil de uma estria. Isso significa que no aperfeiçoamento de acordo com a invenção se permite simultaneamente uma distância suficiente entre a base das estrias do disco e os topos das nervuras. Desta forma, corpos estranhos ou pedrinhas que se alojem entre os topos das nervuras das correias trapezoidais nervuradas e a base do perfil das polias trapezoidais nervuradas não provocam muitos danos, uma vez que ainda que durante o funcionamento fiquem entalados na base do perfil "plana", voltam de imediato novamente a cair depois disso.

[0019] A combinação destes elementos estruturais na estrutura da correia trapezoidal nervurada leva a tempos de operação significativamente aumentados com a carga acima referida através de pedrinhas em zonas acidentadas e pedregosas ou regiões sem estradas pavimentadas.

[0020] Uma polia de correia concebida como polia trapezoidal nervurada, que juntamente com uma tal acionamento por correia associada constitui a ideia inventiva, em particular uma polia trapezoidal nervurada com um perfil PK de acordo com a DIN 7867, é construída de forma vantajosa de forma que a base da estria e/ou base do perfil das estrias seja construída essencialmente com uma forma semirredonda com um raio R (raio da base da estria), em que R é maior ou igual ao raio da aresta ri da base do perfil. Uma base da estria redonda, ou melhor "semirredonda", construída desta forma com apenas um raio, pode ser produzida de forma simples. A base do perfil apresenta igualmente um raio R, também designado raio da base da estria, de acordo com o qual em este caso o raio da aresta se encontra entre o raio da base da estria e os flancos da estria e transita para o último.

[0021] Um outro aperfeiçoamento vantajoso consiste em que a base do perfil das estrias é construída essencialmente em forma semioval e/ou semielíptica ou trapezoidal. Igualmente, quando aqui duas formas que transitam uma para a outra têm de ser construídas, ou seja, por exemplo, quando por um lado uma base da estria ligeiramente convexa e um raio se ligam um ao outro e por outro lado o raio tem de transitar para o flanco da estria, o efeito alcançado através da base da estria plana, nomeadamente o evitar do entalamento de corpos estranhos ou pedrinhas, é desta forma adicionalmente reforçado.

[0022] Um outro aperfeiçoamento vantajoso que funciona da mesma forma de uma tal polia trapezoidal nervurada consiste em a profundidade da estria, medida entre a superfície no zênite do topo do perfil e a superfície no ápice da base do perfil, ser inferior ou igual a 2,9 mm, de preferência inferior ou igual a 2,4 mm. Isto é válido igualmente para um aperfeiçoamento vantajoso que consiste em a profundidade da estria, medida entre a superfície do topo do perfil e a superfície da base do perfil, ser superior ou igual a 1,5 mm, de preferência superior ou igual a 2,0 mm.

[0023] Um outro aperfeiçoamento vantajoso consiste em o raio da base da estria R ficar entre 0,8 e 1,6 mm. O acionamento por correia fica assim significativamente mais resistente, em particular em relação a pequenas pedras, que assim raramente ficam depositadas nas estrias das polias e nas correias. Desta forma aumenta-se significativamente o tempo de vida útil das correias e polias KRR.

[0024] Um outro aperfeiçoamento vantajoso igualmente eficaz consiste em o raio da base da estria R da base do perfil ser inferior a 1,4 mm, de preferência inferior a 1,1 mm.

[0025] Isto é ainda mais reforçado através de uma correia trapezoidal nervurada, que juntamente com um tal acionamento por correia associada constitui a ideia inventiva, em particular uma correia trapezoidal nervurada com um perfil PK de acordo com a DIN, e que é construída de forma vantajosa de forma que a profundidade de perfil seja inferior ou igual a 2,1 mm e fique em particular entre 1,6 mm e 1,9 mm.

[0026] Em testes práticos, nos quais um acionamento por correia KRR em operação foi carregada a intervalos regulares com pequenas pedrinhas de 0 a 5 mm de diâmetro, o tempo de operação das correias foi aumentado de 50-90 h para 90-200 h, sendo que em vez das polias PK normais de acordo com a DIN 7867 com uma profundidade da estria de cerca de 3,4 mm foram utilizadas polias com uma profundidade da estria de 1,9 mm.

[0027] A invenção é explicada em maior detalhe mediante um exemplo de realização. As figuras mostram: uma seção transversal parcial de um acionamento Fig. 1 por correia com um correia trapezoidal nervurada e uma polia trapezoidal nervurada uma outra modalidade de um acionamento por Fig. 2 correia com uma correia trapezoidal nervurada e uma polia trapezoidal nervurada a seção transversal de uma correia trapezoidal Fig. 3 nervurada do estado da técnica

[0028] A Fig.1 mostra uma seção transversal parcial de um acionamento por correia com uma correia trapezoidal nervurada 1, que apresenta um lado de acionamento 3 previsto com um perfil nervurado 2 e uma polia trapezoidal nervurada 4 que apresenta um perfil estriado, em que as estrias da polia da correia recebem as nervuras da correia trapezoidal nervurada. A largura 5 da base do perfil 6 de uma estria é maior do que a distância 7 entre o topo da nervura 8 e a base do perfil 6 de uma estria 9.

[0029] A largura 5 da base do perfil da estria 9 é determinada através da distância entre as transições 10 e 11 dos raios da aresta ri da base do perfil para os flancos da estria 12 e 13, ou seja, através dos pontos nos quais o raio da aresta ri que se liga ao raio da base da estria R faz a transição para o flanco da estria.

[0030] A distância entre o topo da nervura 8 e a base do perfil 6 da estria 9 é aqui maior do a metade da largura 5 da base do perfil da estria.

[0031] A base do perfil da estria 9 é aqui essencialmente concebida como semirredonda com um raio R da base do perfil/base da estria, de forma que no total a base do perfil apresente uma forma de calha semirredonda.

[0032] A profundidade da estria, medida entre a superfície no zênite do topo do perfil 22 e a superfície no ápice da base do perfil 6 é aqui de 2,6 mm, enquanto a profundidade do perfil da correia trapezoidal nervurada com um perfil PK de acordo com a DIN 7867 é aqui de 1,8 mm.

[0033] A Fig. 2 mostra uma outra seção transversal parcial de um acionamento por correia praticamente idêntico de acordo com a invenção com uma correia trapezoidal nervurada 1, que apresenta um lado de acionamento 3 previsto com um perfil nervurado 2 e uma polia trapezoidal nervurada 14 que apresenta um perfil estriado, em que as estrias da polia da correia recebem as nervuras da correia trapezoidal nervurada.

[0034] A base do perfil 15 das estrias da polia trapezoidal nervurada 14 é aqui, contudo essencialmente concebida como semioval e/ou semielíptica, em que o raio da base da estria R, construído aqui como semicírculo em elipse do raio da aresta ri da base do perfil aqui não representado em maior detalhe, se liga aos flancos da estria.

[0035] A Fig. 3 mostra ainda para comparação uma seção transversal parcial de um acionamento por correia com uma correia trapezoidal nervurada 16 do estado da técnica. Aqui a largura 17 da base do perfil 18 da estria 19 mostrada é muito menor do que a distância 20 entre o topo da nervura 21 e a base do perfil 18 da estria 19, de forma que nos casos acima ilustrados pode ocorrer um fácil entalamento de corpos estranhos ou pedrinhas nas estrias do perfil. LISTA DE REFERÊNCIAS 1 Correia trapezoidal nervurada 2 Perfil nervurado 3 Lado de acionamento 4 Polia trapezoidal nervurada 5 Largura da base do perfil 6 Base do perfil 7 Distância entre o topo da nervura e a base do perfil 8 Topo da nervura 9 Estria 10 Transição 11 Transição 12 Flanco da estria 13 Flanco da estria 14 Polia trapezoidal nervurada 15 Base do perfil 16 Correia trapezoidal nervurada (estado da técnica) 17 Largura da base do perfil (estado da técnica) 18 Base do perfil (estado da técnica) 19 Estria (estado da técnica) 20 Distância (estado da técnica) 21 Topo da nervura 22 Topo do perfil

Claims (6)

1. Polia trapezoidal nervurada em um acionamento por correia, em particular polias trapezoidais nervuradas com um perfil PK de acordo com a DIN 7867, sendo que o acionamento por correia apresenta uma correia trapezoidal nervurada (1) com um lado de acionamento (3) previsto com um perfil nervurado (2) e a polia trapezoidal nervurada (4), apresenta um perfil estriado, sendo que as estrias (9) da polia trapezoidal nervurada (4) recebem as nervuras da correia trapezoidal nervurada (1), sendo que a largura (5) da base do perfil (6) de uma estria (9) é superior ou igual à distância (7) entre o topo da nervura (8) e a base do perfil (6) de uma estria (9), sendo que a largura (5) da base do perfil (6) de uma estria (9) é determinada através da distância entre as transições (10, 11) dos raios da aresta ri da base do perfil (6) para os flancos da estria (12, 13), caracterizado pelo fato de que a distância entre o topo da nervura (8) e a base do perfil (6) de uma estria é superior à metade da largura da base do perfil de uma estria e a base do perfil (6) das estrias é concebida como semirredonda com um raio R, sendo que R é maior ou igual ao raio da aresta ri da base do perfil.

2. Polia trapezoidal nervurada de acordo com a reivindicação 1, em particular polias trapezoidais nervuradas com um perfil PK de acordo com a DIN 7867, caracterizada pelo fato de que a base do perfil (15) das estrias é formada com uma forma semioval e/ou em semielipse ou trapezoidal.

3. Polia trapezoidal nervurada de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o raio R da base do perfil (raio da base da estria) é de 0,8 a 1,6 mm.

4. Polia trapezoidal nervurada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o raio R da base do perfil é inferior a 1,4 mm, de preferência inferior a 1,1 mm.

5. Polia trapezoidal nervurada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a profundidade da estria, medida entre a superfície no zênite do topo do perfil (22) e a superfície no ápice da base do perfil (6, 15), é inferior ou igual a 2,9 mm, de preferência inferior ou igual a 2,4 mm.

6. Polia trapezoidal nervurada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a profundidade da estria, medida entre a superfície do topo do perfil (22) e a superfície da base do perfil (6, 15), é superior ou igual a 1,5 mm, de preferência superior ou igual a 2,0 mm.

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