ES2260264T3 - Amortiguador de doble anillo. - Google Patents
Amortiguador de doble anillo.Info
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Abstract
Un amortiguador de doble anillo (10), que comprende: un disco (2), que se extiende radialmente desde un cubo (1); teniendo el disco (2), una llanta (3) del disco alrededor de una circunferencia; teniendo la llanta del disco, una superficie (13) que se extiende sustancialmente paralela a un eje rotacional del disco (3), y comprende una pluralidad de ondulaciones que se extienden en una dirección axial, alrededor de la circunferencia de la superficie (13) de la llanta del disco; un anillo externo (30), que tiene una llanta del anillo externo (6), alrededor de una circunferencia interna que describe un espacio anular entre la llanta del disco (3) y la llanta (6) del anillo externo, y una parte receptora de correa (4) alrededor de una circunferencia externa; teniendo la llanta del anillo externo, una superficie (16) que se extiende sustancialmente paralela a un eje rotacional del disco (3), y que comprende además una pluralidad de ondulaciones, que se extienden en la dirección axial, alrededorde la circunferencia de la superficie (16) de la llanta del anillo externo; y un elemento elastómero (7) acoplado en el espacio anular; caracterizado porque el elemento elastómero (7) comprende, además, un reborde (38; 39) que se extiende alrededor de una circunferencia del borde, en cada lado del elemento elastómero (7), y tiene un grosor que excede la anchura del espacio anular, de forma que el elemento elastómero (7) está mecánicamente bloqueado, entre la llanta del disco (3) y la llanta (6) del anillo externo.
Description
Amortiguador de doble anillo.
La invención se refiere a amortiguadores del
cigüeñal y, más en concreto, a amortiguadores del cigüeñal que
tienen una configuración de doble anillo, con un elemento elastómero
para absorber vibraciones de torsión y de flexión.
Hace muchos años que se conoce, en el arte,
dispositivos para amortiguar las vibraciones del cigüeñal. Durante
su funcionamiento, un cigüeñal en un motor de combustión interna
rota, en respuesta a los impulsos periódicos procedentes de los
cilindros según se produce, por orden, la combustión en cada uno de
estos. Esto produce vibraciones en el cigüeñal, que van en
detrimento de la vida de larga duración del motor, así como de los
componentes conectados.
Una clase particular de amortiguadores se basa
el anillos concéntricos, conectados por medio de un elemento
elastómero flexible. El anillo interno asegura la amortiguación del
cigüeñal. El anillo externo contacta con una correa para la
transmisión de potencia. El elemento elastómero está contenido entre
los anillos, bien mediante adhesivos, o por medios mecánicos. Los
impulsos de torsión procedentes del cigüeñal, son reducidos o
absorbidos por el elemento elastómero flexible, cuando el cigüeñal
rota. El elastómero ocupa, generalmente, un espacio anular de
sección transversal constante, entre los anillos.
Es representativa del arte en EE.UU., la patente
núm. 5 231 893 (1 993), de Sisco et al., que revela un
amortiguador para la vibración del cigüeñal, que tiene un elemento
elastómero posicionado entre un cubo y un elemento de inercia. Se
selecciona una curvatura radial hacia fuera o hacia dentro, del cubo
y el elemento de inercia, para reducir la vibración por flexión, del
cigüeñal.
También es representativa del arte en EE.UU., la
patente núm. 5 453 056 (1 995), de Ullrich et al., que revela una
polea, y un amortiguador de la vibración de torsión conectado a la
polea, mediante una llanta axial y un elemento elastómero.
Los amortiguadores del arte previo se basan
fundamentalmente en adhesivos, que no son inocuos ambientalmente,
para conectar los anillos al elemento elastómero. El fallo del
adhesivo o del elastómero que lo rodea, pueden provocar el fallo
catastrófico del amortiguador, y dañar el motor.
El documento más reciente del arte previo, DE 19
533 446, trata de un amortiguador de la vibración por torsión, que
está fabricado a partir de un anillo interno y un anillo externo. El
anillo interno tiene una llanta, y la superficie externa de la
llanta está enrollada, para adoptar una forma ondulada. El anillo
externo se usa para impulsar una correa y, por consiguiente, tiene
formadas superficies de la llanta interna y externa, que también
están enrolladas para adoptar una forma ondulada. Hay un
amortiguador elástico situado entre los dos. Como resultado, se
dice que el amortiguador está pretensado uniformemente a través de
su anchura. Se dice que el objetivo de este documento, es
proporcionar un amortiguador de la vibración por torsión, cuya
producción es más económica y sencilla, y que proporciona una
conexión positiva mejorada entre el anillo interno, el cuerpo
elástico y el anillo externo.
El documento DE 4 111 233 trata de un
amortiguador de vibración de torsión, que está formado por un anillo
interno y un anillo externo, aquí un anillo inercial, o volante. El
anillo interno tiene un disco y una llanta, y la superficie exterior
de la llanta está doblada, o enrollada, para adoptar una forma
ondulada. El anillo externo tiene una superficie interna de la
llanta, correspondientemente formada. Se sitúa un amortiguador
elástico entre los dos, y entonces el anillo externo es comprimido,
o el anillo interno es expandido, o ambas cosas, de modo que el
espacio anular que encierra el anillo elástico disminuye. El
objetivo de la invención que se muestran este documento, es
proporcionar un proceso de fabricación sencillo, con un
comportamiento de absorción mejorado y una esperanza de vida
mejorada.
Lo que se necesita es un amortiguador de doble
anillo que tenga una conexión mecánica para retener el elastómero
entre los anillos. Lo que se necesita es un amortiguador de doble
anillo, que tenga una conexión mecánica que comprenda un perfil
cooperativo complejo, no arqueado. Lo que se necesita es una
amortiguador de doble anillo que usé un elastómero EPDM como medio
de amortiguamiento. No lo que se necesita es un amortiguador de
doble anillo, con capacidades de sintonización y rango de
frecuencias, expandidas, por razón del perfil y el volumen del
elastómero. La presente invención satisface estas necesidades.
El aspecto fundamental de la presente invención
es proporcionar un amortiguador de doble anillo, que tenga una
conexión mecánica para retener el elastómero entre los anillos.
Otro aspecto de la invención, es proporcionar un
amortiguador de doble anillo que tenga una conexión mecánica, que
comprenda un perfil cooperativo complejo, no arqueado.
Un aspecto de una realización es proporcionar un
amortiguador de doble anillo, que usé un elastómero EPDM como medio
de amortiguamiento.
Otro aspecto es proporcionar un amortiguador de
doble anillo, con capacidades de sintonización y rango de
frecuencias, mejoradas, debido al perfil y al volumen del
elastómero.
Otros aspectos de la invención serán señalados,
o se harán evidentes, mediante la siguiente descripción de la
invención y los dibujos anexos.
La invención consta de un amortiguador de doble
anillo. Un disco se extiende radialmente desde un cubo teniendo, el
disco, una llanta del disco alrededor de una circunferencia. La
llanta del disco tiene una superficie que se extiende,
sustancialmente paralela a un eje de rotación del disco, y comprende
una pluralidad de ondulaciones, que se extienden en una dirección
radial alrededor de la circunferencia de la superficie de la llanta
del disco. Un anillo externo tiene una llanta del anillo externo
alrededor de una circunferencia interna, que describe un espacio
anular, entre la llanta del disco y la llanta del anillo externo, y
una parte receptora de la correa alrededor de una circunferencia
externa. La llanta del anillo externo tiene una superficie, que se
extiende sustancialmente paralela a un eje de rotación del disco, y
comprende además una pluralidad de ondulaciones, que se extienden en
una dirección axial, alrededor de la circunferencia de la superficie
de la llanta del anillo externo. Un elemento elastómero está
acoplado en el espacio anular, y comprende además un reborde, que se
extiende alrededor de una circunferencia periférica, en cada lado
del elemento elastómero, y que tiene un grosor que excede el anchura
del espacio anular, de modo que el elemento elastómero está
bloqueado mecánicamente, entre la llanta del disco y la llanta del
anillo externo. En la realización preferida, el elastómero comprende
EPDM.
La figura 1 es una vista en sección transversal,
de un amortiguador de doble anillo que no forma parte de la
invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal,
de una disposición alternativa de las llantas, que tampoco forma
parte de la invención.
La figura 3 es una vista en sección transversal,
del detalle 3 de la figura 1.
La figura 4 es una vista en sección transversal,
del detalle 4 de la figura 2.
La figura 5 es una vista en sección transversal,
de un elemento elastómero que no forma parte de la invención.
La figura 6 es una vista en sección transversal,
de un elemento elastómero que no forma parte de la invención.
La figura 7 es una vista en sección transversal,
de un elemento elastómero alternativo, acorde con la invención.
La figura 8 es una vista en sección transversal,
de un elemento elastómero alternativo, acorde con la invención.
La figura 9 es una vista en sección transversal,
de una realización alternativa de la invención.
La figura 10 es una vista en sección
transversal, de una realización alternativa de la invención.
La figura 1 representa una vista, en sección
transversal, de un amortiguador de doble anillo. El amortiguador 10
de doble anillo comprende el anillo interno 20 y el anillo externo
inercial 30.
El anillo interno 20 comprende el cubo 1 y el
disco 2. El cubo 1 está dimensionado para sujetarse a un eje, como
es un cigüeñal. La configuración mostrada la figura 1 es para un
ajuste a presión del cubo 1 en un eje, aunque puede usarse también
un saliente, u otra disposición conocida en el arte, para asegurar
el cubo a un eje receptor. El anillo interno 20 también comprende la
llanta del disco 3. La llanta 3 se extiende alrededor de la
circunferencia de, y está conectado a, el disco 2.
El anillo externo o inercial 30, comprende la
llanta 6 del anillo externo y la parte 4 receptora de la correa. La
parte 4 receptora de la correa puede comprender un perfil para la
correa 5 conocido en el arte, incluido el de una correa
multi-acanalada, como la mostrada en el dibujo.
Las llantas 3, 6 describen un espacio anular,
que tiene una separación G entre ambas. Las llantas 3, 6 tienen una
anchura w, que se extiende sustancialmente paralela a un eje de
rotación del disco y el amortiguador.
Las llantas 3, 6 tienen cada una, una forma
compleja que permite que el elemento elastómero 7 esté mecánicamente
capturado, o fijo, en el espacio anular entre las llantas 3 y 6,
manteniendo así mecánicamente el anillo interno y el anillo inercial
en la posición relativa apropiada, sin el uso de adhesivos químicos.
El elastómero 7 puede comprender cualquier material elastómero
flexible conocido en el arte incluyendo, pero no limitándose a,
EPDM, VAMAC, neopreno, SBR, y caucho.
En la disposición preferida, no se necesita
adhesivos para sujetar el elastómero 7 entre las llantas 3, 6,
puesto que esto se consigue mediante la conexión mecánica. La
sección transversal, o perfil, de las llantas 3, 6 describe una
serie de ondulaciones que se extienden, o se repiten, en una
dirección axial, a lo largo de la superficie interna 16 de la llanta
del anillo externo, y a lo largo de la superficie externa 13 de la
llanta del disco. En la disposición preferida, las ondulaciones de
cada llanta 3, 6 estén desplazadas en fase, de modo que se forma un
estrechamiento o cuello 8, a intervalos, a través del anchura axial
del elemento elastómero 7, véase las figuras 3 y 5.
La figura 2 es una vista en sección transversal,
de una disposición alternativa de las llantas. Las llantas 3, 6
describen una serie de ondulaciones, que se extienden en una
dirección axial, a lo largo de la superficie interna 16 de la llanta
del anillo externo, y a lo largo de la superficie externa 13 de la
llanta del disco. En este caso, las ondulaciones entre las llantas
están en fase, o sincronizadas, de modo que el espacio entre la
superficie interna del anillo inercial, y la superficie externa del
anillo interno, es constante, véase las figuras 4 y 6.
La figura 3 es una vista en sección transversal,
del detalle 3 en la figura 1. Los estrechamientos 8 están formados
entre ondulaciones opuestas, en las superficies de llanta 13, 16.
Las ondulaciones y estrechamientos, agarran mecánicamente el
elemento elastómero entre las llantas. Se puede apreciar que el
perfil con forma de "burbuja" produce una fuerte conexión
mecánica, entre las llantas y el elemento elastómero.
En una realización alternativa, la superficie
interna 16 y la superficie externa 13 comprenden una textura para
fijar mecánicamente el elastómero, entre la llanta del disco y la
llanta inercial. La textura de la disposición alternativa puede
comprender bultos, rugosidades superficiales, o cualquier otra forma
que produzca irregularidades, o fricciones, superficiales
aleatorias.
Además, en una realización alternativa puede
formarse ranuras o superficies curvas, imitando una polea dentada o
un engranaje, en las superficies de llanta interna y externa 13, 16,
que sean perpendiculares a las ondulaciones. Esto incrementaría la
fuerza de la unión circunferencial caucho - metal.
La figura 4 es una vista en sección transversal,
del detalle 4 de la figura 2. El espaciado G de la separación
espacial anular, y el grosor S, véase la figura 6, del elemento
elastómero 7, es constante entre las ondulaciones cooperativas de la
superficie de la llanta 13, 16.
Para fabricar el amortiguador de doble anillo,
el anillo interno se fija por un medio de fijación. El anillo
inercial es sujetado en la posición final adecuada, en relación con
el anillo interno. El elemento elastómero es entonces presionado
entre los anillos, por medio de un vástago. La naturaleza flexible
del elastómero, le permite seguir los contornos entre las
superficies 13, 16, según es presionado en su posición. Durante el
montaje, el caucho sometido a un alto grado de compresión, pasa a
través de los estrechamientos y/o los contornos de la superficie.
Una vez que se ha completado el montaje, este es bloqueado en su
posición por los anillos. Además, el elastómero está bajo
compresión en todo momento, una vez que sea completado el montaje.
Éste se comprime en una cantidad en el rango del 20% al 40%. El
grosor no comprimido S del elemento elastómero, es comprimido
mediante el proceso de fabricación hasta su posición final en el
amortiguador montado, en un rango del 60% al 80% de S, entre las
superficies 13, 16. Dicho de otra forma, el espacio de la separación
G está en el rango del 60% al 80% del valor de S para disposición de
la figura 2. Variando la cantidad de compresión realizada por cada
parte del elastómero en el amortiguador montado, las características
de la vibración pueden ser ajustadas con eficacia.
La figura 5 es una vista en sección transversal
de un elemento elastómero. Los estrechamientos 8 se muestran en el
elemento elastómero 7. Ondulaciones, o burbujas 58 y estrechamientos
8, se extienden en una dirección axial, alrededor de una
circunferencia del elemento elastómero.
La figura 6 es una vista en sección transversal
de un elemento elastómero. El elemento elastómero 17 tienen un
grosor S no ensamblado, descomprimido.
La figura 7 es una vista en sección transversal,
de un elemento elastómero acorde con la invención. Se muestra los
estrechamientos 18 en el elemento elastómero 27. Las ondulaciones
580 y los estrechamientos 18 se extienden en una dirección axial,
alrededor de una circunferencia del elemento elastómero 27. Rebordes
28, 29 se extienden alrededor de una circunferencia externa,
periférica, en cada lado del elemento elastómero. Los rebordes 28,
29 tienen un anchura T que excede el tamaño de la separación G, de
modo que el elemento elastómero está mecánicamente bloqueado entre
los anillos.
La figura 8 es una vista en sección transversal
de un elemento elastómero alternativo, acorde con la invención. El
elemento elastómero 37 tienen un grosor S. Los rebordes 38, 39 se
extienden alrededor de una circunferencia periférica, en cada lado
del elemento elastómero. Los rebordes 38, 39 tienen un anchura T que
excede el tamaño de la separación G, de modo que el elemento
elastómero está bloqueado mecánicamente entre los anillos.
La figura 9 es una vista en sección transversal,
de una realización alternativa de la invención. El elemento
elastómero 27 está acoplado entre el anillo interno 20 y el anillo
externo 30. Los rebordes 28, 29 bloquean mecánicamente el elemento
elastómero 27 en suposición, entre los anillos.
La figura 10 es una vista en sección
transversal, de una realización alternativa de la invención. El
elemento elastómero 37 está acoplado entre el anillo interno 20 y el
anillo externo 30. Los rebordes 38, 39 bloquean mecánicamente el
elemento elastómero 37, en suposición entre los anillos.
Aunque se ha descrito aquí una sola forma de la
invención será obvio, para aquellas personas cualificadas en el
arte, que puede hacerse variaciones en la construcción y en la
relación de las partes, sin apartarse del alcance de la invención
aquí descrita.
Claims (9)
1. Un amortiguador de doble anillo (10), que
comprende:
un disco (2), que se extiende radialmente desde
un cubo (1);
teniendo el disco (2), una llanta (3) del disco
alrededor de una circunferencia;
teniendo la llanta del disco, una superficie
(13) que se extiende sustancialmente paralela a un eje rotacional
del disco (3), y comprende una pluralidad de ondulaciones que se
extienden en una dirección axial, alrededor de la circunferencia de
la superficie (13) de la llanta del disco;
un anillo externo (30), que tiene una llanta del
anillo externo (6), alrededor de una circunferencia interna que
describe un espacio anular entre la llanta del disco (3) y la llanta
(6) del anillo externo, y una parte receptora de correa (4)
alrededor de una circunferencia externa;
teniendo la llanta del anillo externo, una
superficie (16) que se extiende sustancialmente paralela a un eje
rotacional del disco (3), y que comprende además una pluralidad de
ondulaciones, que se extienden en la dirección axial, alrededor de
la circunferencia de la superficie (16) de la llanta del anillo
externo; y
un elemento elastómero (7) acoplado en el
espacio anular;
caracterizado porque el elemento
elastómero (7) comprende, además, un reborde (38; 39) que se
extiende alrededor de una circunferencia del borde, en cada lado del
elemento elastómero (7), y tiene un grosor que excede la anchura del
espacio anular, de forma que el elemento elastómero (7) está
mecánicamente bloqueado, entre la llanta del disco (3) y la llanta
(6) del anillo externo.
2. El amortiguador (10) según la reivindicación
1, en el que:
las ondulaciones de la superficie de la llanta
del disco, y las ondulaciones de la superficie de la llanta del
anillo externo, están dispuestas de forma que el espacio anular es
sustancialmente constante, entre la superficie (13) de la llanta del
disco y la superficie (16) de la llanta del anillo externo.
3. El amortiguador (10) según la reivindicación
1, en el que:
las ondulaciones de la llanta del disco, y las
ondulaciones de la llanta del anillo externo, están dispuestas de
modo que se forma un estrechamiento (8) en el espacio anular, entre
cada par de ondulaciones opuestas.
4. El amortiguador (10) según la reivindicación
2, en el que:
el elemento elastómero (7) tiene un grosor
sustancialmente constante.
5. El amortiguador (10) según la reivindicación
3, en el que:
el elemento elastómero (7) tiene un perfil que
acopla cooperativamente con la superficie (16) de la llanta del
anillo externo, y la superficie (13) de la llanta del disco.
6. El amortiguador (10) según la reivindicación
4 o la reivindicación 5, en el que el elemento elastómero (7) está
comprimido, entre la superficie (13) de la llanta del disco y la
superficie (16) de la llanta del anillo externo, en un rango entre
el 20% y el 40%.
7. El amortiguador (10) según la reivindicación
1, en el que:
la superficie de la llanta del disco (13)
comprende una textura de fricción; y
la superficie (16) de la llanta del anillo
externo comprende una textura de fricción.
8. El amortiguador (10) según la reivindicación
7, en el que:
la textura de la superficie de la llanta del
disco, y la textura de la superficie de la llanta del anillo
externo, fijan mecánicamente el elemento elastómero (7) en el
espacio anular.
9. El amortiguador (10) según la reivindicación
2 o la reivindicación 3, que comprende además:
una pluralidad de ranuras y nervaduras
adyacentes, espaciadas alrededor de una circunferencia de la
superficie (13) de la llanta del disco, en un ángulo distinto de
cero respecto de las ondulaciones; y
una pluralidad de ranuras y nervaduras
adyacentes, espaciadas alrededor de una circunferencia de la
superficie (16) de la llanta del anillo externo, en un ángulo
distinto de cero respecto de las ondulaciones.
Applications Claiming Priority (2)
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