CN107289088B - 具有外部轴承滚道的两件式零变形带轮总成 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包括轴承的零变形轴承带轮。轴承在外部轴承滚道上轴向地而不是径向地夹紧。带轮包括冲压带轮体，该冲压带轮体具有中心轴线、具有周边的带轮面、从带轮面的周边垂直延伸的带运行表面、在面中与带轮体的轴线同轴地形成的轴承滑动袋、以及形成在轴承袋和带轮面的周边之间的多个槽。滑动袋具有用于固定轴承的后挡块。提供具有安装至带轮体中的槽中的凸耳的圆盘形冲压轴承保持架。凸耳可以折叠。可选地，凸耳可以具有端部封闭槽，该槽允许在凸耳插入到槽中之后通过旋转将冲压保持架轴承连接至带轮体的面。

Description

具有外部轴承滚道的两件式零变形带轮总成
技术领域
公开的发明构思总体上涉及用于车辆发动机的带轮系统。更具体地说，公开的发明构思涉及具有滚珠轴承的两件式带轮，该滚珠轴承证明在装配时外部轴承滚道的零变形。
背景技术
现代内燃发动机通常包含为由发动机曲轴驱动的配件提供动力的带轮驱动系统。配件通常包括空调压缩机、动力转向泵、水泵、以及交流发动机。前端配件传动带围绕带轮对准以从发动机的曲轴向配件提供动力。传动带与带轮的表面摩擦接触。传动带通常是柔性加强聚合物带。
配件中的每一个需要驱动带轮。此外，操作若干配件，特别是在蛇形传动带的情况下，要求小心地操作带以允许带放置在所需的位置中，以没有滑动地驱动配件。带的精确位置经常需要使用一个或多个惰轮。
使用惰轮移动传动带，从而允许非直接带路径，这已经证明某些缺陷。已知的带轮设计包含滚珠轴承(或筒型轴承)，该滚珠轴承要求滚珠轴承总成的压配合或滚珠轴承在带轮体内的包覆成型以实现轴承固定。然而，压配合或包覆成型操作经常使滚珠轴承的外部滚道变形，导致轴承的不规则的内部径向间隙。变形的外部滚道已知是造成NVH(噪声、振动与粗糙度)问题的因素并且降低轴承耐久性。
装配过程的另一不受欢迎的结果是轴承的平均径向内部间隙在压配合或包覆成型操作期间是变化的。因此，产生的轴承的径向内部间隙公差在压配合或包覆成型之后无法严格地控制。
如同在汽车技术的许多领域，总是有与在内燃发动机中使用的带轮的设计有关的改进的余地。特别地，严格地控制轴承的径向内部间隙以便轴承的耐久性可以被最大化，将是有利的。
发明内容
公开的发明通过提供包括轴承的零变形轴承带轮来克服已知带轮设计的问题。特别地，公开的发明构思包括在外部轴承滚道上轴向地而不是径向地夹紧的两件式带轮设计。带轮中轴承的轴向定位不影响轴承外部滚道的圆度或者轴承的径向内部间隙。
带轮包括冲压带轮体，该冲压带轮体具有中心轴线、具有周边的带轮面、从带轮面的周边垂直地延伸的带运行表面、在面中与带轮体的轴线同轴地形成的轴承的滑动袋(slip pocket)、以及形成在轴承袋和带轮面的周边之间的多个槽。滑动袋具有用于固定安装在滑动袋里面的轴承的后挡块。
提供具有与轴承的外部滚道相同直径的凸起圆形区域的圆盘形冲压轴承保持架。轴承保持架具有安装到带轮体的槽中的凸耳。凸耳在插入槽之后可以折叠。可选地，凸耳可以具有在其中形成的端部封闭槽，该槽允许在凸耳插入槽之后通过旋转将冲压保持架轴承连接至带轮体的面。在连接之后，这些凸耳也可以折叠。
在前轴承保持架就位的情况下，滚动轴承在外部滚道上轴向地夹紧至带轮总成，使其在带轮旋转时旋转。根据所公开的设计，带轮中轴承的轴向固定而不是径向固定导致对滚珠轴承外部滚道圆度或轴承径向内部间隙无影响。这个设计也提供与分离两件式带轮之间的运行面的其他两件式带轮设计不同的连续(一体)带运行表面。
通过结合附图理解时的优选实施例的下面的详细描述，上述优势和其他优势以及特征将显而易见。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在应该参考在附图中更详细地说明并且在下面通过本发明的示例描述的实施例，其中：
图1是根据现有技术的带轮的剖视图；
图2说明根据公开的发明实施例的零变形轴承带轮的主视图；
图3说明在图2中显示的零变形轴承带轮的透视图；
图4说明供根据公开的发明构思的零变形轴承带轮使用的轴承保持架的第一实施例的透视图；
图5说明供根据公开的发明构思的零变形轴承带轮使用的轴承保持架的第二实施例的透视图；
图6是根据公开的发明构思的零变形轴承带轮在轴承保持架的第一实施例抵靠轴承面初始安装时的剖视图，在该零变形轴承带轮中保持架具有平坦的内部表面；
图7是根据公开的发明构思的零变形轴承带轮在图6的轴承保持架的最终安装时的剖视图；
图8是根据公开的发明构思的零变形轴承带轮在轴承保持架的第一实施例抵靠轴承面的初始安装时的剖视图，在该零变形轴承带轮中保持架具有凸起的内部表面；以及
图9是根据公开的发明构思的零变形轴承带轮在图8的轴承保持架的最终安装时的剖视图。
具体实施方式
在下面的附图中，相同的附图标记将用于指的是相同的部件。在下面的描述中，各种操作参数和部件描述用于不同构造的实施例。这些具体参数和部件包括为示例并且不意味着限制。
总体上，公开的发明构思提供在外部轴承滚道上轴向地而不是径向地夹紧的两件式带轮设计，导致在带轮中的轴承的轴向固定而不是径向固定。因此，如图所示并且讨论的设计克服通常与已知带轮配置有关的问题。
在图1中说明根据现有技术的带轮。如图所示和理解的是，根据通过压配合或者包覆成型的已知带轮设计的部件的装配经常导致滚珠轴承的外部滚道的变形，导致轴承的不规则的内部径向间隙，如上面所提到的，该不规则的内部径向间隙导致NVH问题并且降低总体轴承耐久性。
参考图1，说明根据现有技术的带轮的剖视图。总体上表示为10的带轮包括第一半部分12和第二半部分14。半部分12和14通过例如紧固件16和16‵常规地连接。在两个半部分12和14彼此连接的情况下，在第一半部分12上形成的周边壁20和在第二半部分14上形成的周边壁20‵之间限定带轮表面18。通过装配的半部分12和14形成中心孔22并且在半部分12和14之间形成轴承袋24。轴承26通常通过压配合安装在轴承袋24内。
公开的发明构思提供对于在图1中显示并且关于其描述的配置的预期替代方式。特别地，公开的发明构思的设计提供与其他两件式带轮设计不同的连续(一体)带运行表面，该两件式带轮设计使如在图1中显示的带轮表面18上说明的两件式带轮之间的运行表面分离。公开的发明构思在图2至7中显示并且随后被描述。
参考图2和3，分别显示总体上表示为30的根据公开的发明实施例的零变形轴承带轮的主视图和透视图。要理解的是，如附图所示的带轮30的特定形状和大小仅是提示性的并且不旨在限制。例如，带轮30的宽度以及它的直径可以变化。
优选但不绝对由冲压制成的带轮30包括具有周边的带轮面32。带轮表面34从带轮面32的周边垂直地延伸。带轮表面34与带轮面32整体地形成。中心孔36通过带轮面32形成。在中心孔36内形成滑动配合轴承袋38。如所理解的是，滑动配合轴承袋38的形状可以根据需要而变化以适应各种类型和大小的轴承。背壁40在滑动配合轴承袋38的内端形成，轴承抵靠该内端支撑。
槽42在带轮30的面32中形成。槽42与中心孔36同心地定位并且形成在滑动配合轴承袋38和带轮面32的周边之间。凸耳钩接收孔44也在带轮30的面32上形成以供如下面讨论的轴承保持架的一实施例使用。孔44也与中心孔36同心地定位并且形成在滑动配合轴承袋38和带轮面32的周边之间。
轴承总成46滑动地安装在滑动配合轴承袋38中。图示的轴承总成46是径向滚珠轴承类型，但要理解的是其他轴承类型，包括但不限于包括角接触和深槽的滚珠轴承的其他滚珠轴承类型，并且可以进一步地包括但不限于滚柱轴承类型，比如球面、推力、滚针和圆锥滚柱轴承。因此公开的发明构思可以易于适合在需要带轮的几乎任何应用中使用。
带轮30包括轴承保持架以将轴承总成46在滑动配合轴承袋38内保持就位。图4和5说明根据公开的发明构思的轴承保持架的两个实施例。
参考图4，说明根据公开的发明构思的轴承保持架的第一实施例。如图所示，圆盘形轴承保持架50包括由平坦的保持架壁54限定的中心孔52。保持架壁54可以可选地具有如图8和9所示并且关于图8和9讨论的凸起圆形区域。调整和对准孔56也在轴承保持架50上形成以供如合适安装所需要的装配工具使用。
轴承保持架50包括外周边58，多个连接凸耳60从该外周边58延伸。可以使用更多或更少数量的连接凸耳60。此外，连接凸耳60可以具有与在图4中说明的那些形状不同的形状。
参考图5，说明根据公开的发明构思的轴承保持架的第二实施例。如图所示，圆盘形轴承保持架70包括由平坦的保持架壁74限定的中心孔72。如同保持架壁54，保持架壁74可以可选地具有如图8和9所示并且关于图8和9讨论的凸起圆形区域。调整和对准孔76也在轴承保持架70上形成以供如下面再次讨论的装配工具使用。
轴承保持架70包括外周边78，多个连接凸耳80从该外周边78延伸。可以使用更多或更少数量的连接凸耳80。连接凸耳80中的每一个包括纵长凸耳槽82和端部钩84。
在图6中说明根据公开的发明构思的零变形轴承带轮。说明在轴承保持架50(或轴承保持架70)至带轮面32的初始安装时的总成。在图7中说明相同的带轮。然而，在那个附图中，凸耳60说明为已经折叠以将轴承保持架50相对于带轮面32锁定就位。
轴承总成90被说明为安装在滑动配合轴承袋38中。轴承总成90包括外部滚道92、内部滚道94、以及通过任何已知方法——包括通过轴承罩——固定的轴承96。
轴承保持架的两个实施例——轴承保持架50和轴承保持架70——初始以相同的方式连接至带轮面32。具体地，轴承保持架50的凸耳60或轴承保持架70的凸耳80插入到在带轮面32中形成的槽42中直到凸耳60或凸耳80延伸通过槽42，如图6所示，在图6中说明根据公开的发明构思的总成带轮的剖视图。如果使用轴承保持架的第二实施例，也就是说，轴承保持架70，则需要使轴承保持架70相对于带轮面32旋转的附加步骤以便使纵长凸耳槽82固定地接合带轮面的槽42。一俟轴承保持架70完全旋转，连接凸耳80中的每一个的端部钩84就锁定到带轮面32的凸耳钩接收孔44中，从而抵抗轴承保持架70的反向旋转。根据这个布置，连接凸耳80的折叠是没有必要的。
不管使用的轴承保持架的实施例，调整和对准工具(未示出)可以通过孔56(如果使用轴承保持架50的第一实施例)或通过孔76(如果使用轴承保持架70的第二实施例)插入并且插入到在带轮30的面32上形成的调整和对准孔44。
一俟正确地连接和对准轴承保持架，凸耳60(如果使用轴承保持架50的第一实施例)或凸耳80(如果使用轴承保持架70的第二实施例)就如图7所示地折叠。
在图6和图7两者中说明，在装配时，保持架壁54压靠轴承总成90的外部滚道92，因为中心孔52的直径大致地与外部轴承滚道92的内直径相同。因此，根据公开的发明构思通过保持架壁54抵靠轴承总成90的外部滚道92夹紧，带轮中的轴承的轴向固定不影响轴承外部滚道的圆度或者轴承的径向内部间隙。
轴承保持架可以被修改以包括凸起圆形区域。变形在图8和9中说明，在图8和9中轴承保持架98包括具有凸起圆形区域的保持架壁99。如图8和图9两者所示，根据这个变形，保持架壁99的凸起圆形区域压靠轴承总成90的外部滚道92。如同上面讨论的保持架壁54，通过保持架壁99抵靠轴承总成90的外部滚道92的夹紧，带轮中的轴承的轴向固定不影响轴承外部滚道的圆度或者轴承的径向内部间隙。
在图9中说明公开的发明构思的附加变形，在图9中凸耳60已经在与图7中说明的方向相反的方向上折叠。两种方法用于实际上将轴承保持架固定至带轮面。
本领域技术人员将容易根据上述讨论并且根据附图和权利要求认识到，在不背离如由下面的权利要求限定的本发明的真实精神和公平范围的情况下可以在其中做出各种变化、修改和变形。

Claims (20)

1.一种供带轮带使用的带轮，所述带轮包含：
带轮体，所述带轮体包括中心轴线、具有周边的带轮面、从所述周边垂直延伸的带运行表面、在所述面中与所述轴线同轴地形成的轴承袋，以及形成在所述袋和所述周边之间的槽；
设置在所述袋内的轴承；以及
轴承保持架，所述轴承保持架具有周边和从所述周边延伸穿过所述槽的凸耳。
2.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述轴承保持架是圆盘形。
3.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述轴承包括滚道并且其中所述保持架包括居中形成的孔，所述孔包括压靠所述滚道的圆形轴承固定挡块。
4.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述袋包括由背壁限定的轴承固定挡块。
5.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述凸耳被折叠以将所述轴承保持架固定至所述面。
6.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮面包括凸耳钩孔并且所述凸耳中的每一个包括可与所述凸耳钩孔中的一个接合的钩。
7.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮面和所述轴承保持架包括装配工具孔。
8.如权利要求1所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮体由冲压制成。
9.如权利要求8所述的供带轮带使用的带轮，其中所述轴承保持架由冲压制成。
10.一种供带轮带使用的带轮，所述带轮包含：
带轮体，所述带轮体包括中心轴线、具有周边的带轮面、从所述周边延伸的带运行表面、在所述面中与所述轴线同轴地形成的轴承袋、以及形成在所述袋和所述周边之间的槽；
设置在所述袋内的轴承；以及
轴承保持架，所述轴承保持架具有周边和从所述周边延伸穿过所述槽的折叠凸耳。
11.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述轴承保持架包括限定轴承固定挡块的居中形成的孔。
12.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述袋包括由背壁限定的轴承固定挡块。
13.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮面包括凸耳钩孔并且所述凸耳中的每一个包括可与所述凸耳钩孔中的一个接合的钩。
14.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带运行表面相对于所述带轮面是垂直的。
15.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮面和所述轴承保持架包括装配工具孔。
16.如权利要求10所述的供带轮带使用的带轮，其中所述带轮体由冲压制成。
17.如权利要求16所述的供带轮带使用的带轮，其中所述轴承保持架由冲压制成。
18.一种制造供带轮带使用的带轮的方法，所述方法包含步骤：
形成冲压带轮体和冲压轴承保持架，所述带轮体具有中心轴线、具有周边的带轮面、从所述周边垂直延伸的带运行表面、在所述面中与所述轴线同轴地形成的轴承袋、以及在所述袋和所述周边之间形成的槽，所述轴承保持架具有周边和从所述周边延伸的凸耳；
将轴承安装至所述袋中；
将所述轴承保持架的所述凸耳穿过在所述带轮体中形成的所述槽插入；以及
折叠所述凸耳，从而使所述保持架锁定至所述带轮体。
19.如权利要求18所述的制造供带轮带使用的带轮的方法，其中所述凸耳中的每一个包括在其中形成的槽，所述方法包括在所述凸耳被插入之后使所述轴承保持架相对于所述带轮体旋转的步骤。
20.如权利要求19所述的制造供带轮带使用的带轮的方法，其中所述带轮面和所述轴承保持架包括装配工具孔并且其中所述方法包括使用工具相对于所述带轮面调整所述轴承保持架以用于最终调整的步骤。
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