CN1678847B - 可张开的滑轮 - Google Patents

Abstract

本发明为一种可张开的滑轮(100)。可张开的滑轮(100)包括绕转动轴(A)布置的多个皮带滑块(10)。每一个皮带滑轮(10)抵靠在一垂直于转动轴延伸的径向表面上。每一个皮带滑轮(10)的另一表面抵靠在可与转动轴同轴移动的一锥形件(16)的表面上。一弹簧(22)抵靠在锥形件(16)上，并可沿轴向推动锥形件(16)。该锥形件(16)依次推动皮带滑块(10)沿径向向外以补偿皮带长度的变化，并保持皮带张力。一弹性件(24)保持皮带滑块(10)与锥形件(16)的接触。

Description

可张开的滑轮

技术领域

本发明涉及一种滑轮，更具体说，本发明涉及一种可张开的滑轮。

背景技术

一种连续可变的传动滑轮在Serkh的专利号为6379275B1(2002)的美国专利中公开，该专利公开了一种具有槽轮的滑轮，围绕槽轮中心线沿周向布置有皮带滑块。

现有技术的代表是Hattori等人的专利号为4705492(1987)的美国专利，该专利公开了一种在滑轮表面之间布置多个驱动滑块的滑轮。

现有技术中的滑轮依靠可相互间沿轴向移动的同轴槽轮。这种运动需要与滑轮分开、且除滑轮外的机构和装置。这就增加了复杂性和费用。

需要一种可张开的滑轮，其具有可自动张开的皮带支撑表面。需要一种可张开的滑轮，其具有通过沿轴向施加到锥形件的偏置件的力而张开的皮带支撑表面。本发明满足这些要求。

发明内容

本发明的主要方面是提供一种具有可张开的皮带支撑表面的可自动张开的滑轮。

本发明的另一方面是提供一种具有皮带支撑表面的可张开的滑轮，所述皮带支撑表面可通过沿轴向施加到锥形件上的偏置件的力而延伸。

本发明的其他方面将从本发明下面的描述和附图中说明或变得更为明显。

本发明包括一可张开的滑轮。所述可张开的滑轮包括多个绕转动轴布置的皮带滑块。每一个皮带滑块抵靠在垂直于转动轴延伸的径向表面上。每一个皮带滑块的另一个表面抵靠在一锥形件表面上，该锥形件表面与转动轴可同轴移动。一弹簧抵靠在锥形件上，并可沿轴向推动所述锥形件，该锥形件依次沿径向向外推动所述皮带滑块，以补偿皮带长度上的变化，并保持皮带张力。一弹性件保持皮带滑块与锥形件的接触。

本发明提供一种用于在旋转轴上使用的可张开的滑轮，包括：一相对于轴线A-A垂直延伸的第一径向表面；一基本上平行于所述第一径向表面布置的第二径向表面；在所述第一径向表面上和所述第二径向表面上的协同操作的一对径向延伸槽；一锥形件，该锥形件的锥形表面可相对于所述第一径向表面移动，所述锥形表面与轴线A-A形成角θ，所述锥形件包括设于所述锥形表面上的斜槽，所述斜槽基本上平行于所述轴线A-A布置；以基本上圆形布置的多个滑块，滑块第一表面可滑动地与所述第一径向表面啮合，滑块第二表面可滑动地与所述锥形表面啮合，每个滑块具有可滑动地啮合所述一对径向延伸槽的两个端部，使得每个滑块可滑动地与所述第一径向表面和所述第二径向表面啮合；一与每个滑块啮合的弹性件，从而每个滑块保持与所述锥形表面的接触；一与轴线A-A共轴的单独的弹簧件，该弹簧件沿轴向推动所述锥形件，使得每个滑块在所述锥形件轴向运动时沿径向是可移动的；一允许所述锥形件沿轴向自由滑动的低摩擦衬套，其中，所述角θ确定滑块在径向上的径向运动量，并且由所述弹簧件施加到锥形件上的力来确定皮带张力，每个滑块通过所述斜槽抵靠在所述锥形件的锥形表面上，并且可滑动地与所述锥形表面啮合，将转矩从滑块传递给所述锥形件。

进一步，本发明提供一种滑轮，其中，每个滑块还包括一皮带啮合表面。

进一步，本发明提供一种滑轮，还包括：轴承，和所述轴承与作为紧固件的螺栓相啮合，从而所述滑轮绕所述紧固件旋转，使得所述滑轮作为空转轮使用。

进一步，本发明提供一种滑轮，包括：一相对于轴线A-A垂直延伸的第一径向表面；一基本上平行于所述第一径向表面布置的第二径向表面；在所述第一径向表面上和所述第二径向表面上的协同操作的一对径向延伸槽；一锥形件，该锥形件的锥形表面可相对于所述第一径向表面移动，所述锥形表面与轴线A-A形成角θ，所述锥形件包括设于所述锥形表面上的斜槽，所述斜槽基本上平行于所述轴线A-A布置；以基本上圆形布置的多个滑块，滑块第一表面可滑动地与所述第一径向表面啮合，滑块第二表面可滑动地与所述锥形表面啮合，每个滑块具有可滑动地啮合所述一对径向延伸槽的两个端部，使得每个滑块可滑动地与所述第一径向表面和所述第二径向表面啮合，并且所述滑块具有可滑动地啮合所述斜槽的突出部，所述突出部在所述滑轮旋转时将每个滑块保持在所述锥形表面上；一与轴线A-A共轴的单独的偏压件，该偏压件沿轴向推动所述锥形件从而每个滑块在所述锥形件轴向运动时沿径向是可移动的；一允许所述锥形件沿轴向自由滑动的低摩擦衬套；和一可移动件，在皮带的开始安装过程中，用于相对于所述第一径向表面临时地将所述锥形表面保持在预定位置，其中，角θ确定滑块在径向上的径向运动量，并且由偏压件施加到锥形件上的力来确定皮带张力，每个滑块通过所述斜槽抵靠在所述锥形件的锥形表面上，并且可滑动地与所述锥形表面啮合，将转矩从滑块传递给所述锥形件。

进一步，本发明提供一种滑轮，还包括弹性件，其与每个滑块相啮合，从而每个滑块保持与所述锥形表面相接触。

附图说明

结合在说明书内并形成说明书一部分的附图，示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是现有技术中的皮带驱动系统图；

图2是本发明的滑轮的皮带驱动系统图；

图3是连接到驱动轴的滑轮的截面图；

图4是作为空转轮的滑轮的截面图；

图5是图3中沿线5-5截取的截面图；

图6是滑轮的可替换的实施例的截面图；

图7是图6中沿线7-7截取的详图；

图8是滑轮的剖视图；

图9是锥形件的透视图。

具体实施方式

图1是现有技术的皮带驱动系统图。在示范性的皮带驱动系统中，许多个滑轮通过皮带B连接。滑轮被连接到不同零件、包括交流发电机1、水泵4、用于空调设备的空气压缩机5和动力方向盘6的驱动轴上。

空转轮7用于控制绕滑轮1和6的皮带缠绕(wrap)。张紧轮2用于张紧皮带B。张紧轮2包括绕一点2b枢轴转动的臂2a。滑轮2与臂2a轴颈相连。皮带张力通过臂2a的运动被调整或补偿。可以看到的是臂2a的运动需要除了由张紧轮自身占据的体积外的现有技术系统中的空间。

图2是具有本发明的滑轮的皮带驱动系统图。革新的滑轮100被示出在皮带驱动系统中。滑轮100连接到水泵(W_P)的驱动轴上。水泵轴上使用的滑轮的具体实施例在图3和图5中示出。

在最初操作时，例如当皮带是新的时，滑轮以R1的半径运转。当系统运转时，皮带可以稍微伸长。当皮带变化其长度时，所述滑轮的直径伸长到以容纳皮带长度的变化。结果，滑轮的运转半径从R1伸长到R2。所述滑轮的运转半径的变化是自动的，不需要外部机构或装置。并且，与现有技术中需要用于臂的空间以及用于所述臂沿部分弧形移动以张紧所述皮带的空间的张紧轮不同的是，本发明的皮带的长度调整功能在仅仅由滑轮的全径和体积限定的空间内完成。

图3是连接到驱动轴的滑轮的截面图。滑轮100通过螺栓20a连接到轴20。滑轮100包括多个沿围绕轴20的圆布置的滑块10。滑块10在滑轮侧部8和滑轮侧部14之间沿径向是可移动的。卡环28将侧部14连接到侧部8。侧部8和14被连接到轴20上，且侧部8和14相对于转动轴A-A基本上径向延伸。

锥形件16平行于转动轴A-A沿轴向是可移动的，且该运动通过销61导向。销61延伸穿过锥形件16内的槽16d。

每一个滑块10通过槽16c抵靠在部件16上并与部件16啮合。这种啮合将转矩从皮带传递给每一个滑块，从而传递到锥形件16。所述锥形件16与销61的啮合将转矩传递到轴20。每一个滑轮100可包括与锥形件16啮合的一个或更多个销61，或销的相等物，以传递转矩，并导向锥形件16的轴向运动。

滑块10除与锥形件16内的槽16c啮合，还可滑动的与垂直延伸的侧部8和14啮合。锥形件16的表面16a与转动轴A-A形成角θ。当锥形件16沿轴A-A以方向M1被弹簧22推动时，每一个皮带滑块10沿径向以方向M2移动。角θ确定锥形件16沿方向M1的在给定轴向运动时滑块的径向运动量。角θ作为需要被选取以获得所期望的滑块10的径向运动。

弹簧或偏置件22抵靠在侧部14上，以将锥形件16沿轴向推动到侧部8。弹簧22包括盘簧，但也可包括如现有技术中公知的，适于本申请的蝶形弹簧，或其他形式的弹簧。从锥形件16传递来的压力推动皮带滑块沿径向向外以形成皮带张力。

皮带张力通过锥形件16传递的力确定，该锥形件16传递的力为弹簧22的弹性系数(k)的函数。所述滑块被向外推动的力的大小确定系统内的皮带张力。这样，弹簧22的弹性系数基于所期望的皮带张力而选择。相对大的弹性系数将导致相对更大的皮带张力。相对小的弹性系数将导致相对更小的皮带张力。

平行布置的嵌套式(nested)盘簧，或蝶形弹簧也可用于获得所需的弹性系数。作为示范性的弹性系数(k)大约为50N/mm。

平行布置的弹簧的弹性系数为：

kt＝k1+k2+k3

其中：

kt为总的弹性系数；以及

k1，k2和k3为平行布置的每一个弹簧的弹性系数。

尽管作用在滑块上的力，即皮带张力，为弹性系数的函数，皮带的相对伸长，以及滑块的运动在大多数系统中相对小，所以在运转范围内，在皮带张力上没有显著的改变。结果，革新的滑轮在运行寿命中对于皮带长度的给定变化可允许皮带张力保持相对不变。

在皮带的开始安装过程中，锥形件16通过销30被临时固定在预定位置上，其中弹簧22被最大的压缩。然后，皮带被缠绕到(trained)驱动系统的滑轮、包括滑轮100。一旦皮带就位，销30被移开，从而释放弹簧22以作用在锥形件16上，从而向外推动皮带滑块10以张紧皮带。低摩擦衬套18允许锥形件16沿方向M1自由滑动。皮带12的后侧如图所示与滑块10啮合。这样，滑轮在图3中作为后侧空转轮被示出。

弹性件24与每一个滑块啮合，从而在每一个滑块不与皮带啮合的滑轮转动的部分中保持每一个滑块与锥形件16的啮合。

图4是作为空转轮使用的滑轮的截面图。在这个可替换实施例中，滑轮100如图3所示，除了滑轮100通过螺栓32可转动的安装到表面30上。与图3中的驱动轴不同的是，轴承26允许滑轮绕螺栓32自由转动。在该结构中，滑轮作为一空转轮使用，例如，可替换图1中所示的空转轮7。更具体说，这种空转轮的实施例可用于代替图1中的空转轮7，同时提供有利的皮带张力和皮带长度补偿功能。如图所示皮带12在后侧位置与滑块10啮合。

图5是图3中沿线5-5截取的截面图。如图所示，弹性件24与多个滑块10啮合。弹性件24具有可回弹的弹性特征，其允许所述弹性件在运转时抵抗作用在滑块上的向心力。然而，所述弹性件的弹性系数没有足够大得可完全抵抗弹簧22施加在部件16上的力，从而防止部件16所需要的移动，以允许每一个滑块沿径向移动以补偿皮带长度的增加。当锥形件16沿轴向移动时每一个滑块10在各自的槽16c内滑动。

图6是滑轮的可替换的实施例的截面图。在该可替换的实施例中，皮带滑块40的端部42在侧部8和14上与径向槽48啮合。端部42可沿外部例如使用油或沥青润滑，或具有低摩擦表面，或可使用浸入到滑块自身内的内部润滑。每一个径向延伸的槽可沿外部例如使用油或沥青润滑，或可具有低摩擦表面或具有可浸入到形成槽本身的材料中的润滑剂。

本实施例中不使用弹性件24。而是，每一个突出部或啮合件44在每一个可滑动地与锥形件16内相应槽16c啮合的滑块40的底部上形成一“L”形。在运转时，突出部44可机械的抵抗与锥形件16啮合的每一个滑块40的向心力以保持滑块的恰当的圆形布置。如此处描述的，当锥形件16平行于轴A-A沿轴向移动时，每一个滑块沿径向移动以确定滑轮直径和皮带张力，以补偿皮带长度变化。

通过每一个滑块10与槽48的啮合将转矩从皮带传递到轴。侧部8和14连接到轴上。本实施例不需要销61，但如果需要，可用于增加转矩的传递。

在另一个可替换的实施例中，示出了每一个具有多楞纹皮带啮合表面41的滑块10。如图3所示，滑块10可具有用于与皮带啮合的平坦的构形，或如图6所示的多楞纹的构形。

图7是沿线7-7截取的图6的详图。每一个在侧部8上径向延伸的槽48啮合每一个滑块40的端部42。突出部42机械的并可滑动的与锥形件16啮合。

图8是滑轮的剖视图。示出了绕锥形件16圆周布置的滑块10。皮带12在后侧方向示出。弹性件24保持滑块10与锥形件16相接触。

图9是锥形件的透视图。锥形件16包括位于表面16a上的槽16c。槽16c基本上平行于中心线A-A布置。

尽管在此示出了本发明的一种单一的结构形式，但对本领域的技术人员来说在部件的结构和关系中的改变是显而易见的，而不背离本发明所描述的主旨和范围。

Claims (5)

1.一种用于在旋转轴上使用的可张开的滑轮，包括：

一相对于轴线(A-A)垂直延伸的第一径向表面；

一基本上平行于所述第一径向表面布置的第二径向表面；

在所述第一径向表面上和所述第二径向表面上的协同操作的一对径向延伸槽；

一锥形件，该锥形件的锥形表面可相对于所述第一径向表面移动，所述锥形表面与轴线(A-A)形成角(θ)，所述锥形件包括设于所述锥形表面上的斜槽，所述斜槽基本上平行于所述轴线(A-A)布置；

以基本上圆形布置的多个滑块，滑块第一表面可滑动地与所述第一径向表面啮合，滑块第二表面可滑动地与所述锥形表面啮合，每个滑块具有可滑动地啮合所述一对径向延伸槽的两个端部，使得每个滑块可滑动地与所述第一径向表面和所述第二径向表面啮合；

一与每个滑块啮合的弹性件，从而每个滑块保持与所述锥形表面的接触；

一与轴线(A-A)共轴的单独的弹簧件，该弹簧件沿轴向推动所述锥形件，使得每个滑块在所述锥形件轴向运动时沿径向是可移动的；

一允许所述锥形件沿轴向自由滑动的低摩擦衬套，

其中，所述角(θ)确定滑块在径向上的径向运动量，并且由所述弹簧件施加到锥形件上的力来确定皮带张力，

每个滑块通过所述斜槽抵靠在所述锥形件的锥形表面上，并且可滑动地与所述锥形表面啮合，将转矩从滑块传递给所述锥形件。

2.如权利要求1所述的滑轮，其中，每个滑块还包括一皮带啮合表面。

3.如权利要求1所述的滑轮，还包括：

轴承，和

所述轴承与作为紧固件的螺栓相啮合，从而所述滑轮绕所述紧固件旋转，使得所述滑轮作为空转轮使用。

4.一种用于在旋转轴上使用的可张开的滑轮，包括：

一相对于轴线(A-A)垂直延伸的第一径向表面；

一基本上平行于所述第一径向表面布置的第二径向表面；

在所述第一径向表面上和所述第二径向表面上的协同操作的一对径向延伸槽；

一锥形件，该锥形件的锥形表面可相对于所述第一径向表面移动，所述锥形表面与轴线(A-A)形成角(θ)，所述锥形件包括设于所述锥形表面上的斜槽，所述斜槽基本上平行于所述轴线(A-A)布置；

以基本上圆形布置的多个滑块，滑块第一表面可滑动地与所述第一径向表面啮合，滑块第二表面可滑动地与所述锥形表面啮合，每个滑块具有可滑动地啮合所述一对径向延伸槽的两个端部，使得每个滑块可滑动地与所述第一径向表面和所述第二径向表面啮合，并且所述滑块具有可滑动地啮合所述斜槽的突出部，所述突出部在所述滑轮旋转时将每个滑块保持在所述锥形表面上；

一与轴线(A-A)共轴的单独的偏压件，该偏压件沿轴向推动所述锥形件从而每个滑块在所述锥形件轴向运动时沿径向是可移动的；

一允许所述锥形件沿轴向自由滑动的低摩擦衬套；和

一可移动件，其在皮带的开始安装过程中，用于相对于所述第一径向表面临时地将所述锥形表面保持在预定位置，

其中，角(θ)确定滑块在径向上的径向运动量，并且由偏压件施加到锥形件上的力来确定皮带张力，

每个滑块通过所述斜槽抵靠在所述锥形件的锥形表面上，并且可滑动地与所述锥形表面啮合，将转矩从滑块传递给所述锥形件。

5.如权利要求4所述的滑轮，还包括

弹性件，其与每个滑块相啮合，从而每个滑块保持与所述锥形表面相接触。

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