CN101082372A - 皮带传动机构 - Google Patents

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CN101082372A CNA2007101067070A CN200710106707A CN101082372A CN 101082372 A CN101082372 A CN 101082372A CN A2007101067070 A CNA2007101067070 A CN A2007101067070A CN 200710106707 A CN200710106707 A CN 200710106707A CN 101082372 A CN101082372 A CN 101082372A
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塞巴斯蒂安·布里松
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Abstract

一种传动机构，其被安装在机架(10)上，该机架配备一个筒体(16)，所述筒体包括至少一个内轴承座圈(24)，该内轴承座圈限定了一个旋转轴线(26)，该传动机构包括一个一体的鼓轮(48)，其完全位于参考径向平面(34)的第一侧。该鼓轮配有轮接触面(50)以便同传动带配合，该鼓轮还配有一开口，在开口面装入筒体，该鼓轮还配有至少一个外轴承座圈(54)，该外轴承座圈位于和内轴承座圈(24)相对的位置。同旋转构件(36)连成一体的轴(30)在几何参考平面的第二侧延伸，该轴穿过筒体并通过连接装置(40)固定在鼓轮上，该连接装置在轴和鼓轮间成径向延伸，并同垂直于旋转轴线(26)的几何平面(62)相切，并且位于比轴承座圈离参考横向平面更远的位置。

Description

皮带传动机构
技术领域
该发明涉及一种皮带传动机构，尤其是(但非限制性地)一种以皮带驱动机动车水泵叶轮的机械装置。
背景技术
在FR2.160.201文献中描述了一种用于机动车发动机的水冷却泵，这种泵包括一种设置在盒体(
Figure A20071010670700051
)构件一例的叶轮，该构件在正对叶轮的一侧，形成了向外突出的筒体，并在此处形成了轴承内圈的基座。叶轮与一段轴是连成一体的，该轴在筒体水平处从盒体出来，且该轴通过径向臂与一个皮带轮的轮辋相连。在该轮辋上被安装了一个轴承外圈，内外国构成了一个轴承，该轴承轴向地位于在一端的叶轮和另一端的径向连接臂之间。臂(或称“臂杆”)通过焊接固定在轴上，因此，泵和盒体构件就形成了一个统一的子组件。然而，这种子组件的安装显得很复杂，因为轴承一安装，该段轴和皮带轮臂间的焊接就必须完成。特别是，叶轮和皮带轮的轴向对准很难在安装时达到要求。另外，臂大概位于轮辋的中央径向平面中，且轴承被限制在轮辋的一个轴端。只有安置一排滚珠的空间，这样甚至连一部分的皮带轮都位于悬伸的位置。来自皮带向皮带轮施加的力的转矩，趋向于使皮带轮偏离轴线，并且因此使轴杆和叶轮都发生偏离。另外，皮带轮的轮辋和外圈的叠加厚度限制了轴承滚珠的可用空间。处于所有这些原因，能够支撑这种装置的荷载就有限了。
在EP 0 289 958文献中还描述了一种机动车发动机冷却泵，该泵具有一个安装在盒体构件一侧的叶轮，在轴的一端与皮带轮辋形成一体，轮辋位于盒体的另一侧，皮带轮由滚动轮接触面带动，轴承的外轴承座圈直接在皮带轮轮辋内部形成。内轴承轴承座圈在安装在凸缘(flasque)处的一段轴上形成，该凸缘与泵的盒体连接。皮带轮轮辋处于盒体构件和凸缘之间，这增加了装置的轴向的和径向的体积。另外，构件间的对准很不理想，这就要求对轴承盒和轴之间的密封接头采取预防措施。
发明内容
本发明旨在弥补现有技术的缺陷，从而提出了一种具备以下特点的装置：小体积，易安装，高荷载，且能避免过早磨损及由于构件间对准不合格产生的噪音。
为此，根据本发明的第一方面，本发明的目的在于一种这样的一种传动机构，其包括：
配备有筒体的机架，该筒体包括至少一个限定旋转几何轴线的内轴承座圈；
一体的鼓轮，该鼓轮完全位于同旋转几何轴线垂直的几何参考平面的第一侧，并配备有：
-轮接触面，用于与传动带配合，
-开口，在该开口中装入筒体，
-至少一个外轴承座圈，与内轴承座圈相对设置，
滚动体，其安置在轴承座圈上，用于形成轴承；
轴，其穿过筒体并同旋转构件连接，旋转构件在几何参考平面的第二侧延伸；
将轴和鼓轮连接的连接装置，该连接装置在轴和鼓轮间径向延伸，并和同旋转轴垂直的几何平面相切，所述几何平面与参考横向平面的距离比轴承座圈与参考横向平面的距离更远。
由于外轴承座圈至皮带鼓轮的一体化，可以增加轴承座圈间的距离，从而有可能增加滚动体的尺寸，进而加大轴承的许可荷载。该传动机构保持了轴向上的紧凑，因为将轴承轴向地设置在将轴连接到鼓轮的连接装置和机架之间。
根据一种实施方案，连接装置包括至少一个与鼓轮组装在一起的接口，该接口位于比所述轴承座圈离参考横向平面更远的位置处。接口的位置使得安装更方便。优选的是，装配接口同旋转轴线之间的距离小于轴承的节圆直径。接口的圆周因此非常大，这进一步使得安装方便。轴承件的安装，特别是滚动体的安装，以及在需要时的机壳和密封圈的装配，都显得很容易。
可通过不同的方式将连接装置安装到鼓轮上，特别是可通过以下方法：压接、套箍、焊接、粘接、夹紧连接。
对于前述的装配接口可用替代的或补充的方法，连接装置可以包括一个与轴装配的装配接口，该装配接口位于离旋转轴线的距离比所述筒体的内直径小的位置处，因为它的较小直径，用于与轴装配的装配接口不会阻碍轴插入筒体。优选地，连接装置包括一个通过套装方式与轴装配到一起的套筒。
根据一种实施方式，连接装置包括至少一个与轴和鼓轮装配在一起的中间件。优选地，连接装置由与轴和鼓轮装配在一起的杯状件构成。该杯状件可以有利地由铝制成。
作为替代方式，可以预制一个由轴和连接装置形成的子组件，该子组件可被固定在鼓轮上。可替代地，还可以预制一个由鼓轮和连接装置形成的子组件，该子组件可被固定在轴上。
优选地，筒体包括一个内圈，在该内圈上可形成内轴承座圈。该内圈优选具有一个径向对称平面，从而可使无需考虑其方向进行安装。
作为替代方式，可以直接在筒体上形成内轴承座圈。从而可以使鼓轮和筒体的厚度最优化，以在有必要的情况下增加滚珠尺寸。
优选地，筒体具有两个同轴的内轴承座圈，一体的鼓轮配有两个外轴承座圈，所述外轴承座圈位于与两个同轴的内轴承座圈相对的位置，所述内轴承座圈和所述外轴承座圈同滚动体一起形成具有双排滚动体的轴承。因此很大程度提高了传动机构的可承受载荷及其传送的动力。有利的是，双排滚动体轴承的滚动体负荷线相对径向平面是倾斜的，这使得轴承具有更大的轴向稳定性。
优选地，滚动体是滚珠，尽管柱形或锥形滚子或者滚针也可考虑。
根据一种特别有利的实施例，一体的鼓轮具有一个径向对称平面。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种配备有上述传动机构的水泵，其中旋转构件是叶轮。
然而，旋转构件可以是任何类型的接收构件或传动构件，本发明的传动机构能够从皮带向轴或者从轴向皮带传输动力。
附图说明
其他的优点和特征在后面的参照附图的非限制性示出的本发明具体实施方式的描述中变得显而易见，附图中，
图1示出了根据本发明第一实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图；
图2是根据本发明第二实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图；
图3是根据本发明第三实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图；
图4是根据本发明第四实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图；
图5是根据本发明第五实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图；
图6是根据本发明第六实施例的皮带轮传动装置的轴向剖面图。
为了简化说明，不同实施例的相同元件将用相同的附图标记表示，且对它们的说明也不再重复。
具体实施方式
参考图1，机架10构成一个在水路12和外部14之间的接口。该机架10配备有一个筒体16，筒体16形成了一个轴承22的内圈20的圆柱形支座18，内圈20配备有两个轴承座圈24，这些轴承座圈限定传动机构的旋转几何轴线。筒体16也限定出一轴向开口28以使轴30可以通过。动力密封垫32保证了轴30和机架10之间的密封，以防止液体从开口处渗漏。机架10构成一个固定构件，其能够确定轴30穿过的径向几何参考平面34。在轴30的一端(图示平面的左侧)，装配了一个叶轮36，在轴的另一端(图示参考平面的右侧)，装配了一个环形杯状件40的套筒38，该环形杯状件向外径向延伸，并带有端部边缘42。杯状件具有分布在其表面的开口44。杯状件的边缘42被装配在一体鼓轮48(或者称为皮带滚筒)的内圆柱形支座46上，从而杯状件40构成一个在轴30和鼓轮48间的机械连接构件。
鼓轮48由一个钢制件组成，完全位于图中参考平面34的与叶轮相对的一侧，鼓轮配有一个圆柱形外表面50，构成皮带接触面(bande de roulement)，以便和皮带(未示出)配合。鼓轮48是中空的，其内表面52限定一开口，将筒体16插入其中，鼓轮的内侧面52构成了两个外轴承座圈54，位于与内圈20的轴承座圈24相对的位置。这些轴承座圈24，54可使得安置两排滚珠56。两个隔圈(cage)58确保了各排中的滚珠间的间隙。由此构成的轴承从外部由两个环形密封垫60保护，这些密封垫安装在鼓轮上并位于轴承座圈24，54的任一侧，并在内圈20上摩擦。两排滚珠的负载线62相对于径向平面优选是倾斜的，并与鼓轮的旋转轴线在两点处相交，这两点位于两个围住轴承座圈(chemin de roulement)的径向平面内。
图1所示机构的安装特别简单。轴承22由内圈20、鼓轮48，两个隔圈58、两排滚珠56和两个密封垫60构成，并在第一步骤中安装。由于鼓轮的两端的开口很大，并且由于支座46具有比两排滚珠的节圆直径(diamètre primitif)更大的直径，甚至比轴承座圈内直径更大，所以该安装很容易。然后内圈20被装配在筒体上。最后，由轴30和杯形件40构成的组件安装在由鼓轮48的内柱形支架46构成的接口(l’interface)上。最后，叶轮36被安装在轴30的一端。如图所示，轴承座圈24，54位于参考平面34和同杯形件相切的径向平面62之间。
图2示出了本发明第二实施例，同第一实施例主要的不同点在于轴以及将轴固定在鼓轮上的固定方式。因为这里的轴由聚酰胺6.6负荷材质的空心件130构成，该轴一端支撑叶轮36，另一端配有钢板嵌入件140，该嵌入件在聚酰胺材质件外部向鼓轮48径向突出，形成一个盘140。鼓轮48在内表面配有一个被端部边缘147限定的槽146。嵌入件140的径向周缘被用力嵌入，并在定位于槽146中以前，在通过边缘147时发生弹性变形。盘140显然能够配有开口44来限制材料的用量和质量。
图2装置的安装同第一实施例相似。首先安装的是轴承22，在将该轴承连接到由轴130和其嵌入件构成的子组件上之前安装，然后在轴130的自由端固定叶轮36。
图3是本发明第三实施例，这种实施与图1的区别主要是内轴承座圈24和筒体216是一体形成的，该筒体装配在机架210中。
图4是本发明第四实施例，同前几个实施例不同的是，鼓轮448和内圈420相对于中间径向平面400是对称的，且轴430由一体钢板冲制件构成，在一端扩孔以便形成一个杯状件440，以与第一实施例相同的方式固定在鼓轮448上。本领域普通人员很容易懂得，部件数量的减少及无需标出轴承的安装方向会使得安装简化，这样就可能实现更大程度的自动化。
图5是本发明第五实施例，该实施例组合了类似于第四实施例的对称鼓轮548，类似第三实施例的结合有轴承座圈24的筒体516，类似第四实施例的形成了轴530和用于与鼓轮548相连接的径向延伸部540的由一体钢板冲制件构成的子组件。这样使构件的数量最少化。
图6是本发明第六实施例，示出了一种通过材料的变形将轴30稳固连接到鼓轮648上的具体方式。一个凸缘640首先装配到了轴的一端。凸缘周缘安置在与柱形支座646接触的鼓轮的一端。可以用一种工具将边缘647压抵到鼓轮的凸缘上。
当然也可以作出许多改变。
轮接触面可有多种形状以同传送带相适配。例如截锥形状或几个锥体段的形状。必要时可配备条纹或其他凸起，以便更好的保证同传动带配合。在本申请的全部内容中使用的用语传动带(courroie)应该理解为广泛的意思，如包括任何横截面的环形的软性连接类型。
发明不限于水泵，叶轮能由所有类型的用于与通过皮带传动的皮带轮连接的接收构件所替换。叶轮也可由驱动轴和皮带轮鼓(或者说皮带滚筒)的动力构件代替，且动力构件用于驱动皮带。
轴和鼓轮之间的连接方式可采用能保证力矩传输的一切类型，例如辐条或臂杆。固定构件可以是刚性的，或可有一定扭曲弹性。
可通过各种方式将这些连接装置固定到鼓轮上，特别是可采用镶嵌(或压接)，热或冷接，粘接或焊接。鼓轮和连接装置间的连接接口可以是光滑的或有凸起，例如槽纹连接。
本领域普通技术人员还可以能够在不同种实施方式间进行组合以构成其他的变型例。

Claims (17)

1.一种传动机构，包括：
配备有筒体(16)的机架(10)，所述筒体包括至少一个内轴承座圈(24)，所述内轴承座圈限定旋转几何轴线(26)，一体的鼓轮(48)，所述鼓轮完全位于与所述旋转几何轴线垂直的几何参考平面(34)的第一侧，并配备有：
-轮接触面(50)，用于与传动带配合，
-开口，在所述开口中装入筒体，
-至少一个外轴承座圈(54)，与内轴承座圈(24)相对设置，
滚动体(56)，其安置在轴承座圈上，用于形成轴承(22)，轴(30，130，430，530)，其穿过所述筒体并与旋转构件(36)连接，所述旋转构件在所述几何参考平面的第二侧延伸，以及
将所述轴和鼓轮连接的连接装置(40，140，440，540)，其在所述轴和所述鼓轮间径向延伸，并同垂直于旋转轴线(26)的几何平面(62)相切，所述几何平面与参考横向平面的距离比轴承座圈与参考横向平面的距离更远。
2.根据权利要求1所述的传动机构，其中，所述连接装置包括至少一个用于与所述鼓轮组装在一起的装配接口(46)，所述接口位于比所述轴承座圈离所述参考横向平面更远的位置处。
3.根据权利要求2所述的传动机构，其中，在所述装配接口和所述旋转轴线之间的距离大于所述轴承的节圆直径。
4.根据权利要求2或3所述的传动机构，其中，所述连接装置通过压接、套箍、焊接、粘接、夹紧连接方式安装到所述鼓轮。
5.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，所述连接装置包括至少一个与所述轴装配的装配接口(38，138)，所述装配接口位于离旋转轴线的距离比所述筒体的内直径小的位置处。
6.根据权利要求5所述的传动机构，其中，所述连接装置包括套筒(38)，所述套筒与所述轴通过套装方式装配在一起。
7.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述连接装置包括至少一个中间件(40)，所述中间件与所述轴和所述鼓轮装配在一起。
8.根据权利要求7所述的传动机构，其中，所述连接装置由与所述轴和所述鼓轮装配在一起的杯状件(40)构成。
9.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述筒体包括一个内圈(20)，在所述内圈上形成所述内轴承座圈。
10.根据权利要求9所述的传动机构，其中，所述内圈具有一个中间径向对称平面(400)。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的传动机构，其中，所述内轴承座圈直接在所述筒体上形成。
12.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述筒体具有两个同轴的内轴承座圈(24)，所述一体的鼓轮配备有两个外轴承座圈(54)，所述外轴承座圈位于与两个内轴承座圈相对的位置，所述内轴承座圈和所述外轴承座圈同所述滚动体一起形成具有双排滚动体的轴承(22)。
13.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述双排滚动体的滚动体的负荷线(62)相对于所述参考平面是倾斜的。
14.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述滚动体是滚珠(56)。
15.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述一体的鼓轮具有一个中间径向对称平面(400)。
16.根据前述任一项权利要求所述的传动机构，其中，所述鼓轮由一个钢质件(48)构成。
17.机动车水泵，配备有根据前述任一项权利要求所述的传动机构，所述旋转构件由叶轮(36)构成。
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