專利名稱：可張開的滑輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑輪，更具體說，本發(fā)明涉及一種可張開的滑輪。
背景技術(shù)：
一種連續(xù)可變的傳動滑輪在Serkh的專利號為6379275B1(2002)的美國專利中公開，該專利公開了一種具有槽輪的滑輪，圍繞槽輪中心線沿周向布置有皮帶滑塊。
現(xiàn)有技術(shù)的代表是Hattori等人的專利號為4705492(1987)的美國專利，該專利公開了一種在滑輪表面之間布置多個驅(qū)動滑塊的滑輪。
現(xiàn)有技術(shù)中的滑輪依靠可相互間沿軸向移動的同軸槽輪。這種運動需要與滑輪分開、且除滑輪外的機構(gòu)和裝置。這就增加了復(fù)雜性和費用。
需要一種可張開的滑輪，其具有可自動張開的皮帶支撐表面。需要一種可張開的滑輪，其具有通過沿軸向施加到錐形件的偏置件的力而張開的皮帶支撐表面。本發(fā)明滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要方面是提供一種具有可張開的皮帶支撐表面的可自動張開的滑輪。
本發(fā)明的另一方面是提供一種具有皮帶支撐表面的可張開的滑輪，所述皮帶支撐表面可通過沿軸向施加到錐形件上的偏置件的力而延伸。
本發(fā)明的其他方面將從本發(fā)明下面的描述和附圖中說明或變得更為明顯。
本發(fā)明包括一可張開的滑輪。所述可張開的滑輪包括多個繞轉(zhuǎn)動軸布置的皮帶滑塊。每一個皮帶滑塊抵靠在垂直于轉(zhuǎn)動軸延伸的徑向表面上。每一個皮帶滑塊的另一個表面抵靠在一錐形件表面上，該錐形件表面與轉(zhuǎn)動軸可同軸移動。一彈簧抵靠在錐形件上，并可沿軸向推動所述錐形件，該錐形件依次沿徑向向外推動所述皮帶滑塊，以補償皮帶長度上的變化，并保持皮帶張力。一彈性件保持皮帶滑塊與錐形件的接觸。


結(jié)合在說明書內(nèi)并形成說明書一部分的附圖，示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)圖；圖2是本發(fā)明的滑輪的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)圖；圖3是連接到驅(qū)動軸的滑輪的截面圖；圖4是作為空轉(zhuǎn)輪的滑輪的截面圖；圖5是圖3中沿線5-5截取的截面圖；圖6是滑輪的可替換的實施例的截面圖；圖7是圖6中沿線7-7截取的詳圖；圖8是滑輪的剖視圖；圖9是錐形件的透視圖。
具體實施例方式
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)圖。在示范性的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)中，許多個滑輪通過皮帶B連接?；啽贿B接到不同零件、包括交流發(fā)電機1、水泵4、用于空調(diào)設(shè)備的空氣壓縮機5和動力方向盤6的驅(qū)動軸上。
空轉(zhuǎn)輪7用于控制繞滑輪1和6的皮帶纏繞(wrap)。張緊輪2用于張緊皮帶B。張緊輪2包括繞一點2b樞軸轉(zhuǎn)動的臂2a?；?與臂2a軸頸相連。皮帶張力通過臂2a的運動被調(diào)整或補償。可以看到的是臂2a的運動需要除了由張緊輪自身占據(jù)的體積外的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的空間。
圖2是具有本發(fā)明的滑輪的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)圖。革新的滑輪100被示出在皮帶驅(qū)動系統(tǒng)中。滑輪100連接到水泵(W_P)的驅(qū)動軸上。水泵軸上使用的滑輪的具體實施例在圖3和圖5中示出。
在最初操作時，例如當(dāng)皮帶是新的時，滑輪以R1的半徑運轉(zhuǎn)。當(dāng)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，皮帶可以稍微伸長。當(dāng)皮帶變化其長度時，所述滑輪的直徑伸長到以容納皮帶長度的變化。結(jié)果，滑輪的運轉(zhuǎn)半徑從R1伸長到R2。所述滑輪的運轉(zhuǎn)半徑的變化是自動的，不需要外部機構(gòu)或裝置。并且，與現(xiàn)有技術(shù)中需要用于臂的空間以及用于所述臂沿部分弧形移動以張緊所述皮帶的空間的張緊輪不同的是，本發(fā)明的皮帶的長度調(diào)整功能在僅僅由滑輪的全徑和體積限定的空間內(nèi)完成。
圖3是連接到驅(qū)動軸的滑輪的截面圖?；?00通過螺栓20a連接到軸20?；?00包括多個沿圍繞軸20的圓布置的滑塊10。滑塊10在滑輪側(cè)部8和滑輪側(cè)部14之間沿徑向是可移動的?？ōh(huán)28將側(cè)部14連接到側(cè)部8。側(cè)部8和14被連接到軸20上，且側(cè)部8和14相對于轉(zhuǎn)動軸A-A基本上徑向延伸。
錐形件16平行于轉(zhuǎn)動軸A-A沿軸向是可移動的，且該運動通過銷61導(dǎo)向。銷61延伸穿過錐形件16內(nèi)的槽16d。
每一個滑塊10通過槽16c抵靠在部件16上并與部件16嚙合。這種嚙合將轉(zhuǎn)矩從皮帶傳遞給每一個滑塊，從而傳遞到錐形件16。所述錐形件16與銷61的嚙合將轉(zhuǎn)矩傳遞到軸20。每一個滑輪100可包括與錐形件16嚙合的一個或更多個銷61，或銷的相等物，以傳遞轉(zhuǎn)矩，并導(dǎo)向錐形件16的軸向運動。
滑塊10除與錐形件16內(nèi)的槽16c嚙合，還可滑動的與垂直延伸的側(cè)部8和14嚙合。錐形件16的表面16a與轉(zhuǎn)動軸A-A形成角θ。當(dāng)錐形件16沿軸A-A以方向M1被彈簧22推動時，每一個皮帶滑塊10沿徑向以方向M2移動。角θ確定錐形件16沿方向M1的在給定軸向運動時滑塊的徑向運動量。角θ作為需要被選取以獲得所期望的滑塊10的徑向運動。
彈簧或偏置件22抵靠在側(cè)部14上，以將錐形件16沿軸向推動到側(cè)部8。彈簧22包括盤簧，但也可包括如現(xiàn)有技術(shù)中公知的，適于本申請的蝶形彈簧，或其他形式的彈簧。從錐形件16傳遞來的壓力推動皮帶滑塊沿徑向向外以形成皮帶張力。
皮帶張力通過錐形件16傳遞的力確定，該錐形件16傳遞的力為彈簧22的彈性系數(shù)(k)的函數(shù)。所述滑塊被向外推動的力的大小確定系統(tǒng)內(nèi)的皮帶張力。這樣，彈簧22的彈性系數(shù)基于所期望的皮帶張力而選擇。相對大的彈性系數(shù)將導(dǎo)致相對更大的皮帶張力。相對小的彈性系數(shù)將導(dǎo)致相對更小的皮帶張力。
平行布置的嵌套式(nested)盤簧，或蝶形彈簧也可用于獲得所需的彈性系數(shù)。作為示范性的彈性系數(shù)(k)大約為50N/mm。
平行布置的彈簧的彈性系數(shù)為kt＝k1+k2+k3其中kt為總的彈性系數(shù)；以及k1，k2和k3為平行布置的每一個彈簧的彈性系數(shù)。
盡管作用在滑塊上的力，即皮帶張力，為彈性系數(shù)的函數(shù)，皮帶的相對伸長，以及滑塊的運動在大多數(shù)系統(tǒng)中相對小，所以在運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，在皮帶張力上沒有顯著的改變。結(jié)果，革新的滑輪在運行壽命中對于皮帶長度的給定變化可允許皮帶張力保持相對不變。
在皮帶的開始安裝過程中，錐形件16通過銷30被臨時固定在預(yù)定位置上，其中彈簧22被最大的壓縮。然后，皮帶被纏繞到(trained)驅(qū)動系統(tǒng)的滑輪、包括滑輪100。一旦皮帶就位，銷30被移開，從而釋放彈簧22以作用在錐形件16上，從而向外推動皮帶滑塊10以張緊皮帶。下摩擦襯套18允許錐形件16沿方向M1自由滑動。皮帶12的后側(cè)如圖所示與滑塊10嚙合。這樣，滑輪在圖3中作為后側(cè)空轉(zhuǎn)輪被示出。
彈性件24與每一個滑塊嚙合，從而在每一個滑塊不與皮帶嚙合的滑輪轉(zhuǎn)動的部分中保持每一個滑塊與錐形件16的嚙合。
圖4是作為空轉(zhuǎn)輪使用的滑輪的截面圖。在這個可替換實施例中，滑輪100如圖3所示，除了滑輪100通過螺栓32可轉(zhuǎn)動的安裝到表面30上。與圖3中的驅(qū)動軸不同的是，軸承26允許滑輪繞螺栓32自由轉(zhuǎn)動。在該結(jié)構(gòu)中，滑輪作為一空轉(zhuǎn)輪使用，例如，可替換圖1中所示的空轉(zhuǎn)輪7。更具體說，這種空轉(zhuǎn)輪的實施例可用于代替圖1中的空轉(zhuǎn)輪7，同時提供有利的皮帶張力和皮帶長度補償功能。如圖所示皮帶12在后側(cè)位置與滑塊10嚙合。
圖5是圖3中沿線5-5截取的截面圖。如圖所示，彈性件24與多個滑塊10嚙合。彈性件24具有可回彈的彈性特征，其允許所述彈性件在運轉(zhuǎn)時抵抗作用在滑塊上的向心力。然而，所述彈性件的彈性系數(shù)沒有足夠大得可完全抵抗彈簧22施加在部件16上的力，從而防止部件16所需要的移動，以允許每一個滑塊沿徑向移動以補償皮帶長度的增加。當(dāng)錐形件16沿軸向移動時每一個滑塊10在各自的槽16c內(nèi)滑動。
圖6是滑輪的可替換的實施例的截面圖。在該可替換的實施例中，皮帶滑塊40的端部42在側(cè)部8和14上與徑向槽48嚙合。端部42可沿外部例如使用油或瀝青潤滑，或具有下摩擦表面，或可使用浸入到滑塊自身內(nèi)的內(nèi)部潤滑。每一個徑向延伸的槽可沿外部例如使用油或瀝青潤滑，或可具有下摩擦表面或具有可浸入到形成槽本身的材料中的潤滑劑。
本實施例中不使用彈性件24。而是，每一個突出部或嚙合件44在每一個可滑動地與錐形件16內(nèi)相應(yīng)槽16c嚙合的滑塊40的底部上形成一“L”形。在運轉(zhuǎn)時，突出部44可機械的抵抗與錐形件16嚙合的每一個滑塊40的向心力以保持滑塊的恰當(dāng)?shù)膱A形布置。如此處描述的，當(dāng)錐形件16平行于軸A-A沿軸向移動時，每一個滑塊沿徑向移動以確定滑輪直徑和皮帶張力，以補償皮帶長度變化。
通過每一個滑塊10與槽48的嚙合將轉(zhuǎn)矩從皮帶傳遞到軸。側(cè)部8和14連接到軸上。本實施例不需要銷61，但如果需要，可用于增加轉(zhuǎn)矩的傳遞。
在另一個可替換的實施例中，示出了每一個具有多楞紋皮帶嚙合表面41的滑塊10。如圖3所示，滑塊10可具有用于與皮帶嚙合的平坦的構(gòu)形，或如圖6所示的多楞紋的構(gòu)形。
圖7是沿線7-7截取的圖6的詳圖。每一個在側(cè)部8上徑向延伸的槽48嚙合每一個滑塊40的端部42。突出部42機械的并可滑動的與錐形件16嚙合。
圖8是滑輪的剖視圖。示出了繞錐形件16圓周布置的滑塊10。皮帶12在后側(cè)方向示出。彈性件24保持滑塊10與錐形件16相接觸。
圖9是錐形件的透視圖。錐形件16包括位于表面16a上的槽16c。槽16c基本上平行于中心線A-A布置。
盡管在此示出了本發(fā)明的一種單一的結(jié)構(gòu)形式，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在部件的結(jié)構(gòu)和關(guān)系中的改變是顯而易見的，而不背離本發(fā)明所描述的主旨和范圍。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種可張開的滑輪，包括一徑向延伸表面；一可相對于所述徑向延伸表面移動的錐形表面；沿基本上圓形布置的多個滑塊，滑塊第一表面滑動地與所述徑向延伸表面嚙合，滑塊第二表面滑動地與所述錐形表面嚙合；和一沿軸向推動所述錐形件的彈簧，從而每一個滑塊在所述錐形件軸向移動時，沿徑向是可移動的。
2.如權(quán)利要求1所述的滑輪，還包括與每一個滑塊嚙合的彈性件，從而每一個滑塊保持與所述錐形表面接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的滑輪，其中，每一個滑塊還包括一皮帶嚙合表面。
4.如權(quán)利要求2所述的滑輪，還包括一基本上平行于所述徑向延伸表面布置的第二徑向延伸表面。
5.如權(quán)利要求4所述的滑輪，還包括在所述徑向延伸表面和所述第二徑向延伸表面上的協(xié)同操作對的徑向延伸槽；滑動地嚙合一對徑向延伸槽的每一個滑塊的端部；滑動地嚙合所述錐形件的每一個滑塊上的突出部。
權(quán)利要求
1.一種可張開的滑輪，包括一徑向延伸表面；一可相對于所述徑向延伸表面移動的錐形表面；沿基本上圓形布置的多個滑塊，滑塊第一表面滑動地與所述徑向延伸表面嚙合，滑塊第二表面滑動地與所述錐形表面嚙合；和一沿軸向推動所述錐形件的偏置件，從而每一個滑塊在所述錐形件軸向移動時，沿徑向是可移動的。
2.如權(quán)利要求1所述的滑輪，還包括與每一個滑塊嚙合的彈性件，從而每一個滑塊保持與所述錐形表面接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的滑輪，其中，每一個滑塊還包括一皮帶嚙合表面。
4.如權(quán)利要求2所述的滑輪，還包括一基本上平行于所述徑向延伸表面布置的第二徑向延伸表面。
5.如權(quán)利要求4所述的滑輪，還包括在所述徑向延伸表面上和所述第二徑向延伸表面上的協(xié)同操作對的徑向延伸槽；滑動地嚙合一對徑向延伸槽的每一個滑塊的端部；滑動地嚙合所述錐形件的每一個滑塊上的突出部。
全文摘要
本發(fā)明為一種可張開的滑輪(100)。可張開的滑輪(100)包括繞轉(zhuǎn)動軸(A)布置的多個皮帶滑塊(10)。每一個皮帶滑輪(10)抵靠在一垂直于轉(zhuǎn)動軸延伸的徑向表面上。每一個皮帶滑輪(10)的另一表面抵靠在可與轉(zhuǎn)動軸同軸移動的一錐形件(16)的表面上。一彈簧(22)抵靠在錐形件(16)上，并可沿軸向推動錐形件(16)。該錐形件(16)依次推動皮帶滑塊(10)沿徑向向外以補償皮帶長度的變化，并保持皮帶張力。一彈性件(24)保持皮帶滑塊(10)與錐形件(16)的接觸。
文檔編號F16H55/32GK1678847SQ03819893
公開日2005年10月5日 申請日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者亞歷山大·塞爾克 申請人:蓋茨公司