形成鏈輪的方法
【專利摘要】一種形成鏈輪的方法包括：形成鏈輪部件，該鏈輪部件有齒型面；在鏈輪部件基部中形成槽；將多個鏈輪部件安裝至心軸中，從而形成構(gòu)件；將彈性體部件施加在相鄰鏈輪部件之間；將拉伸部件包繞在鏈輪部件和彈性體部件上；固化該構(gòu)件；從心軸上取下該構(gòu)件；以及優(yōu)選是使構(gòu)件翻轉(zhuǎn)和使得該構(gòu)件與剛性芯連接。
【專利說明】形成鏈輪的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種形成鏈輪(sprocket)的方法，更特別是涉及一種通過將部件裝配至心軸上而制成構(gòu)件，再將該構(gòu)件連接至剛性芯上而形成鏈輪的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]用于正時皮帶傳動系統(tǒng)中的鏈輪必須有非常精密的公差，以便合適地工作。當(dāng)鏈輪的直徑增加時，不僅更難保持精密公差(幾何形狀作用)，而且鏈輪的金屬材料的膨脹和收縮也對公差產(chǎn)生不利影響。在一些用途中(例如大型的現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī))傳動鏈輪的直徑和寬度必須超過1.5米，在風(fēng)塔頂上的殼體中的溫度波動可能在超過100攝氏度的范圍。因此，當(dāng)鏈輪公差變化太大時，使用皮帶傳動系統(tǒng)將具有非常大的挑戰(zhàn)性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的代表是美國專利N0.5704406，該美國專利N0.5704406公開了一種鏈輪結(jié)構(gòu)，該鏈輪結(jié)構(gòu)提供了用于驅(qū)動傳送器皮帶的增大的接觸表面面積。鏈輪特別適合于磨損用途和/或用于模塊式塑料皮帶。鏈輪通過下列方式形成:將大量較薄的基本盤形的鏈輪薄片堆垛和對齊在一起，然后通過簡單的螺栓連接或焊接而連接所述堆垛和對齊的薄片。各鏈輪薄片包括中心孔，用于裝配在驅(qū)動軸上。齒或其它驅(qū)動表面也環(huán)繞各薄片的周邊形成。薄片可以堆垛成相互接觸，或者對于某些用途可以使用墊片來分離選定的一些堆垛薄片，以便與要驅(qū)動的皮帶的結(jié)構(gòu)配合。
[0004]需要一種通過將部件裝配至心軸上而制成構(gòu)件再將該構(gòu)件連接至剛性芯上而形成鏈輪的方法。本發(fā)明滿足了這一需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要方面是一種通過將部件裝配至心軸上而制成構(gòu)件再將該構(gòu)件連接至剛性芯上而形成鏈輪的方法。
[0006]本發(fā)明的其它方面將由下面對本發(fā)明的說明和附圖來指出，或者通過該說明和附圖而顯然可知。
[0007]本發(fā)明包括一種形成鏈輪的方法，該方法包括:形成鏈輪部件，該鏈輪部件有齒型面；在鏈輪部件基部中形成槽；將多個鏈輪部件安裝至心軸中，從而形成構(gòu)件；將彈性體部件施加在相鄰鏈輪部件之間；將拉伸部件包繞在鏈輪部件和彈性體部件上；固化該構(gòu)件；從心軸上取下該構(gòu)件；以及使構(gòu)件翻轉(zhuǎn)，并使得該構(gòu)件與剛性芯連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]包含在說明書中并形成說明書的一部分的附圖表示了本發(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。
[0009]圖1是鏈輪齒部分的透視圖。
[0010]圖2是鏈輪齒部分的型面。
[0011]圖3是鏈輪部分的仰視透視圖。
[0012]圖4是心軸的透視圖。
[0013]圖5是安裝有鏈輪部分的皮帶心軸的透視圖。
[0014]圖6是添加有彈性體的鏈輪部分的透視圖。
[0015]圖7是安裝有全部鏈輪部分的皮帶心軸的透視圖，這些鏈輪部分包括彈性體。
[0016]圖8是安裝有全部鏈輪部分的皮帶心軸的透視圖，這些鏈輪部分包括彈性體和拉伸繩。
[0017]圖9是在構(gòu)件上面的彈性體層的透視圖。
[0018]圖10是取下皮帶心軸的透視圖。
[0019]圖11是構(gòu)件翻轉(zhuǎn)的透視圖。
[0020]圖12是構(gòu)件切成單獨部分的透視圖。
[0021]圖13是可選的鏈輪部分的透視圖。
[0022]圖14是鏈輪部分安裝在剛性芯上的透視圖。

【具體實施方式】
[0023]圖1是鏈輪齒部分的透視圖。將優(yōu)選是不銹鋼材料的線10在線拉制處理中拉制，這使得線有鏈輪部分型面，見圖2。盡管線拉制由于合適的速度、價格和精度而成為優(yōu)選的方法，但是其它方法也能夠用于制造鏈輪部分，包括機(jī)械加工和鑄造。圖2是鏈輪部分的型面。需要時，隨后在線上通過已知方法來連續(xù)研磨鏈輪部分，以便滿足鏈輪齒的公差要求。
[0024]部分10包括在齒區(qū)域12下面的稍微凹形的端部11。端部11沿橫向方向(寬度)進(jìn)行切割或研磨操作，從而產(chǎn)生槽110，該槽110將接收拉伸繩。圖3是鏈輪部分的仰視透視圖。槽110優(yōu)選是以角度α布置，以便允許連續(xù)纏繞一拉伸繩。齒區(qū)域12具有適于與有齒皮帶接合的型面。
[0025]各鏈輪部分包括布置在部分10各側(cè)的配合凹穴13。凹穴13用作用于彈性體部分的保持機(jī)構(gòu)。凹穴還使得所完成的鏈輪能夠有少量的膨脹和收縮或者側(cè)向柔性。
[0026]然后，將鏈輪部分10切成合適長度。優(yōu)選的長度通常為心軸(M)的長度。心軸M與在制造皮帶中使用的心軸類似。
[0027]圖4是心軸的透視圖。心軸包括多個槽21，該槽21環(huán)繞心軸的外周布置，并沿縱向方向沿主軸線延伸。鏈輪部分10被接收于心軸槽21內(nèi)部，其中齒部分12插入槽21中，且端部11沿徑向朝外。
[0028]圖5是皮帶心軸的透視圖，其中安裝有鏈輪部分。各鏈輪部分10由模板(未示出)暫時保持就位，直到全部部分10都安裝，以便防止部分10落至槽21外。
[0029]圖6是添加有彈性體的鏈輪部分的透視圖。彈性體30的條帶在部分10之間插入相鄰凹穴13內(nèi)。
[0030]圖7是安裝有全部鏈輪部分的皮帶心軸的透視圖，這些鏈輪部分包括彈性體。完成的構(gòu)件具有并排的、交替順序的部分10和彈性體30。
[0031]圖8是安裝有全部鏈輪部分的皮帶心軸的透視圖，這些鏈輪部分包括彈性體和拉伸繩。在該步驟中，拉伸繩50環(huán)繞心軸而包繞。拉伸繩是單個連續(xù)股線，并與槽110接合。
[0032]彈性體材料40層疊在拉伸繩50上面。彈性體材料40通過由部分10的相鄰凹穴13產(chǎn)生的空間而充裝。這種結(jié)構(gòu)也將彈性體材料30鎖定就位，并有心軸的精度。
[0033]與彈性體-金屬組合的情況相同，需要時，金屬表面必須以本領(lǐng)域已知的方式來處理，以用于彈性體粘接。需要時，拉伸繩材料還可以以本領(lǐng)域已知的方式來進(jìn)行涂覆，以用于粘接。
[0034]為了保證拉伸繩50并不與金屬齒槽110接觸，至少一層彈性體40將在纏繞拉伸繩之前和之后來施加，以使得所述繩將完全覆蓋在彈性體中。
[0035]當(dāng)槽110研磨成與心軸縱向長度成90度時，需要在各槽110中逐個纏繞單獨的拉伸繩。因此，優(yōu)選是研磨與寬度稍微成角度(α)的槽，以便能夠連續(xù)纏繞單個拉伸繩。各槽應(yīng)足夠大，以便使它能夠充裝彈性體加上拉伸繩，從而使得拉伸繩能夠由在各槽110內(nèi)部的彈性體包圍。
[0036]根據(jù)傳動系統(tǒng)的要求和鏈輪齒的所需柔性，用于該鏈輪的彈性體的硬度能夠從非常硬到更軟的材料而變化。
[0037]圖9是在構(gòu)件上面的彈性體層的透視圖。這時，最終的彈性體層60包繞該構(gòu)件。
[0038]而且，任意合適的附加皮層材料包繞該層60。需要時，外部彈性體層60還能夠由所需厚度的材料來設(shè)計和制造，以便提高阻尼和隔振。需要時，在金屬齒、拉伸繩和外部彈性體層的頂上的另一外層61可以有任意類型的織物皮層、或者多層的阻尼或隔離彈性體皮層。所形成的鏈輪因此將是阻尼器鏈輪或隔離器鏈輪。
[0039]然后，將心軸置于固化爐中，且彈性體層以本領(lǐng)域已知的方式來固化。一旦固化，將構(gòu)件從心軸上取下，并使其冷卻。
[0040]圖10是取下心軸的透視圖。將構(gòu)件切成至少兩個或更多合適寬度的鏈輪，見圖12。
[0041]圖11是構(gòu)件翻轉(zhuǎn)的透視圖。在下一步驟中，當(dāng)構(gòu)件并不在構(gòu)件位置切割時，將鏈輪構(gòu)件里外翻轉(zhuǎn)，或者以其它方式使它翻轉(zhuǎn)。需要翻轉(zhuǎn)是因為在構(gòu)件的裝配過程中齒向內(nèi)凸出。為了操作為鏈輪，齒必須向外凸出，因此需要在與剛性芯連接之前翻轉(zhuǎn)該構(gòu)件。
[0042]由于構(gòu)件沿長度方向的剛性(由較長金屬部分引起)，通常只有在構(gòu)件直徑大于縱向長度時才能夠進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。當(dāng)構(gòu)件比它的直徑更長時，如果最終產(chǎn)品尺寸允許，則構(gòu)件在翻轉(zhuǎn)之前切開至最終直徑。另一可選方式是在心軸的內(nèi)徑上形成產(chǎn)品，而不是外側(cè)。
[0043]在另一可選實施例中，將所完成的構(gòu)件切割成預(yù)定長度，以便產(chǎn)生具有端部的條帶。切割的條帶再包繞和固定在剛性芯上，如圖14中所述。
[0044]圖12是構(gòu)件切割成分開的部分的透視圖。在可選實施例中，構(gòu)件并不翻轉(zhuǎn)，而是它保持在當(dāng)它從心軸上取下時的方位，如圖12中所示。構(gòu)件切成具有合適寬度的多件。在可選實施例中，構(gòu)件的側(cè)部研磨成包含角度β。這種處理導(dǎo)致形成CVT皮帶。在構(gòu)件中的金屬齒提供了優(yōu)良的壓縮剛性和耐磨性。圖13是可選的鏈輪部分的透視圖。
[0045]圖14是鏈輪部分安裝在剛性芯70上的透視圖。剛性芯70通常由沖壓或鑄造鐵金屬、鑄鋁或鑄鎂或者任意類型的塑料來制造。對于低磨損用途，鏈輪芯70可以包括擠出的鋁。芯70可以包括一個固定凸緣72和(需要時)第二可拆卸凸緣。本發(fā)明的鏈輪能夠通過粘接劑或通過機(jī)械緊固件而緊固在中心部件上，或者機(jī)械地保持在凸緣內(nèi)部。
[0046]在可選實施例中，特別是當(dāng)鏈輪齒不希望或不需要柔性時，齒通過緊固件或通過相鄰?fù)咕?2而在剛性芯70上鎖定就位。對于這種實施例，不需要拉伸繩50和槽110。這降低了部分10的成本(沒有狹槽的研磨)，并省略了拉伸繩、拉伸繩處理和拉伸繩纏繞操作。
[0047]在另一可選實施例中，在初始步驟中，各鏈輪部分10切成用于給定的鏈輪剛性芯70寬度的尺寸，而不是構(gòu)成于較寬心軸中。鉆出孔73，以便在各鏈輪部分和各凸緣中容納緊固件。不使用彈性體30。鏈輪部分10利用緊固件而裝配在凸緣72、74之間，從而使得全部金屬鏈輪產(chǎn)生有在相鄰槽之間的開口。開口產(chǎn)生了泥漿口，碎屑能夠通過該泥漿口而從鏈輪槽排出。泥漿口占據(jù)了在上述實施例中彈性體30的位置，但是本實施例中省略該彈性體30。
[0048]在另一可選實施例中，構(gòu)件并不安裝在剛性芯上。而且，構(gòu)件并不翻轉(zhuǎn)，而是它在與構(gòu)件處理相同的方位中使用，而并不翻轉(zhuǎn)。構(gòu)件的側(cè)部研磨至預(yù)定角度β，見圖13。然后，該實施例能夠用作CVT皮帶。各部分10有助于使得皮帶有良好的橫向剛性，這是因為，在該用途中，各部分沿它的主軸線壓縮地負(fù)載。這是因為在CVT皮帶中皮帶的側(cè)部壓縮負(fù)載。
[0049]盡管這里介紹了本發(fā)明的形式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然知道，在不脫離這里所述的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以對部件的結(jié)構(gòu)和關(guān)系進(jìn)行變化。
【權(quán)利要求】
1.一種形成鏈輪的方法，包括: 形成鏈輪部件，該鏈輪部件有型面； 在鏈輪部件基部中形成槽； 將多個鏈輪部件安裝至心軸中，從而形成構(gòu)件； 將彈性體部件施加在相鄰的鏈輪部件之間； 將拉伸部件包繞在鏈輪部件和彈性體部件周圍； 固化該構(gòu)件；以及 從心軸上取下該構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:使構(gòu)件翻轉(zhuǎn)，并使得該構(gòu)件與剛性芯連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在固化之前將彈性體層施加在構(gòu)件上面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:切割所述構(gòu)件，以便形成具有預(yù)定尺寸的至少兩個鏈輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:使用緊固件來使得所述構(gòu)件與剛性芯連接。
【文檔編號】F16H55/17GK104284754SQ201380023816
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】M·卡達(dá)雷特, C·P·威爾遜, Y·霍賈特 申請人:蓋茨公司