TWI225131B - Expandable pulley - Google Patents
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- TWI225131B TWI225131B TW092122239A TW92122239A TWI225131B TW I225131 B TWI225131 B TW I225131B TW 092122239 A TW092122239 A TW 092122239A TW 92122239 A TW92122239 A TW 92122239A TW I225131 B TWI225131 B TW I225131B
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Description
1225131 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種滑輪,且更特別的,係有關於一種 可擴展式滑輪。 【先前技術】 由Serkh之美國專利第6,379,275B1號(2002)中已知一 種連續可變之傳動滑輪,該專利揭示一種具有槽輪 (Sheaves)之滑輪,且具有繞著槽輪中線圓周地安排之皮帶 塊。 亦為代表性之習知技術係H a 11 〇 r i等人之美國專利第 4,7 0 5,4 9 2號(1 9 8 7 ),其揭示一種具有多數的被安排在滑 輪表面之間的驅動塊。 習知技術之滑輪係依賴可互相相對地軸向移動之共軸槽 輪。該種移動需要滑輪以外且與滑輪分開之機構與設備。 如此,增加了複雜性及成本。 所需要的是一種具有一自動地可擴展式皮帶承載表面之 可擴展式滑輪。所需要的是一種具有可被軸向地施加至一 錐形構件的偏壓構件力所擴展之皮帶承載表面的可擴展式 滑輪。本發明可滿足這些需要。 【發明内容】 本發明之主要態樣係提供一種具有可擴展式皮帶承載表 面之自動地可擴展式滑輪。 本發明之另一態樣係提供一種具有可被軸向地施加至一 錐形構件的偏壓構件力所擴展之皮帶承載表面的可擴展式 5 312/發明說明書(補件)/92-11 /9212223 9 1225131 滑輪。 由下述之本發明之詳細說明與所附圖式,將指出且 楚呈現本發明之其他態樣。 本發明包含一種可擴展式滑輪。可擴展式滑輪包含 被安排繞著一旋轉軸線之皮帶塊。每一皮帶塊抵靠向 直於旋轉軸線延伸之徑向表面上。每一皮帶塊之另一 抵靠向一錐形構件表面上,該表面可與旋轉軸線同軸 動。一彈簧抵靠向錐形構件,將錐形構件在軸向方向 進,錐形構件將皮帶塊徑向向外地推進,使補償皮帶 改變及維持皮帶張力。一彈性構件固持該皮帶接觸錐 件。 【實施方式】 圖1係一習知皮帶驅動系統之圖式。在一示範皮帶 系統中,由一皮帶B連接多數之滑輪。一滑輪被裝附 種配件上之從動軸,包括一交流發電機1、水系4、供 調節用之空氣壓縮機5、及動力控制6。 惰輪7被使用控制皮帶繞著滑輪1與6捲繞。張力 被使用以張緊皮帶B,張力器2包含繞著一點2 b樞轉 2 a。滑輪2被軸接至臂2 a,經由臂2 a的運動調整或 一皮帶之張力。可以了解,在習知系統中,除了被張 正常佔據之容積以外,臂2 a之運動需要空間。 圖2係具有本發明滑輪之皮帶驅動系統的圖式。本 滑輪1 0 0係示於皮帶驅動系統中。滑輪1 0 0被裝附至 泵(W_P)從動軸。被使用在水泵軸上的特定滑輪具體例 312/發明說明書(補件)/92-11 /92122239 更清 多個 一垂 表面 地移 中推 長度 形構 驅動 至多 空氣 器2 之臂 丨甫償 力器 發明 一水 係在 6 1225131 圖3與圖5中描述。 於初始作業期間,例如當皮帶係新的時,滑輪以一半 R 1操作。於系統作業時,皮帶可些微地加長。於皮帶改 長度時,滑輪直徑擴展使適應皮帶長度之改變。其結果 滑輪之操作半徑可自R1擴展至R 2。滑輪之操作半徑改 係自動的,無須外側機構或設備。進一步的,不同於習 技術,皮帶長度調整功能係在僅由滑輪的整體直徑與容 所界定之空間中完成,此係相反於習知技術張力器,該 力器需要供臂用之空間,以及供臂以局部弧形移動而張 皮帶用的空間。 圖3係被裝附至從動軸之滑輪的橫剖面圖。滑輪1 0 0 一螺栓2 0 a裝附至一軸2 0。滑輪1 0 0包括多數之帶塊1 被安排成為繞著軸2 0之圓形。帶塊1 0均可徑向地移動 滑輪側8與滑輪側1 4之間。彈簧卡環2 8將該側1 4裝附 另一側8。側8與1 4均被連接至軸2 0,且每一側均相關 軸之旋轉軸線A-A而實質上地徑向延伸。 錐形構件1 6可經由一銷6 1而被導引使得平行於旋轉 線A - A軸向地移動。銷6 1延伸通過在錐形構件1 6中的 槽道16d 。 每一帶塊1 0經由槽道1 6 c而被承載在構件1 6上並與 構件1 6結合。該種配置允許扭力被自一皮帶傳送至每一 塊,且因而被傳送至錐形構件1 6。錐形構件1 6與銷6 1 結合,允許扭力傳送至軸2 0。每一滑輪1 0 0可包含一或 多之與錐形構件1 6結合的銷6 1或類似物,使可傳送扭 3Π/發明說明書(補件)/92-11/92122239 徑 變 , 變 知 積 張 緊 被 0, 在 至 於 軸 該 帶 之 更 力 7 1225131 及導引錐形構件1 6之軸向移動。 除了在錐形構件1 6中的槽道1 6 c以外,帶塊1 0亦可與 垂直地延伸之側8與1 4滑動地結合。錐形構件1 6之表面 1 6 a與旋轉軸線A - A形成一角度0。在錐形構件1 6被彈簧 2 2在方向Μ 1中沿著軸線A - A推進時,每一帶塊1 0在方向 Μ 2中徑向地移動。角度0決定供錐形構件1 6在方向Μ1中 的給定軸向移動產生之帶塊的徑向移動數量。角度0可依 需要選擇,使達成所需之帶塊1 0徑向移動。 彈簧或偏壓構件2 2承載在側1 4上,推進錐形構件1 6 轴向地朝向側8。彈簧2 2包含線圈彈簧,但亦可包括貝里 彈簧(Belleville spring),或其他習知的適合供此一應用 的其他形式之彈簧。來自錐形構件1 6之壓力推進帶塊徑向 地向外,使產生皮帶張力。 皮帶張力係由錐形構件1 6之力所決定,該力係彈簧2 2 之彈簧常數(k)的函數。帶塊被向外推進之力的數量,決定 在系統中之皮帶張力。由此,依據所需之皮帶張力選擇供 彈簧2 2用的彈簧剛度。一相對地較高之彈簧剛度,會造成 相應地較大皮帶張力。一相對地較低之彈簧常數,會造成 相應地較小皮帶張力。 亦可使用並聯之嵌套線圈彈簧,或貝里彈簧來達成所需 之彈簧常數。示範之彈簧常數(k)係大約為50N/mm。 並聯之彈簧的彈簧常數為: kt = kl + k2 + k3 其中: 8 312/發明說明書(補件)/92-11/92122239 1225131 k t係總彈簧常數;及 kl、k2與k3均為所並聯使用之每一彈簧的彈簧常數。 雖然被施加在帶塊上的力(即為皮帶張力)係彈簧常數之 函數,在大多數系統中相關之皮帶的伸長及因而之帶塊的 移動,係相對地小,因此,在操作範圍中,皮帶張力不會 有重大之改變。且結果,於操作壽命期間,本發明之滑輪 允許在皮帶長度之給定改變下,維持皮帶張力相對地恆定。 在初始安裝皮帶期間,使用銷3 0將錐形構件1 6暫時地 固定在一預定位置中,其中,彈簧2 2被最大地壓縮。然後, 一皮帶被繞著包括滑輪1 0 0的驅動系統滑輪拖繞。在皮帶 位於定位後移除掉銷3 0,因而釋放彈簧2 2作用在錐形構 件1 6上,且因而推進帶塊1 0向外以拉緊皮帶。一低摩擦 力套管1 8允許錐形構件1 6在方向Μ1中自由地滑動。皮帶 1 2之背側顯示係與帶塊1 0結合。由此,在此一圖式中, 滑輪被顯示為一背側惰輪。 一彈性構件2 4係與每一帶塊結合,因而在每一帶塊未與 皮帶結合之滑輪旋轉期間,保持每一帶塊與錐形構件1 6 結合。 圖4係被使用作為惰輪之滑輪的橫剖面圖。在此一可選 擇具體例中,滑輪1 0 0係類似於圖3所述,除了滑輪1 0 0 係被螺栓3 2可旋轉地安裝至表面3 0。相反於圖3中之從 動軸,軸承2 6允許滑輪繞著螺栓3 2自由地旋轉。在此一 配置中,滑輪係被使用為一惰輪,例如,如示於圖1中之 惰輪7。更特別的,此一惰輪具體例可被使用以取代圖1 9 312/發明說明書(補件)/92-11 /92122239 1225131 中之惰輪7,且提供皮帶拉緊及皮帶長度補償功能的優 點。皮帶1 2被顯示以背側定向結合帶塊1 0。 圖5係圖3中之線5 - 5處所視之橫剖面圖。彈性構件2 4 被顯示結合多數之帶塊1 0。彈性構件2 4具有彈性、伸縮 性特徵,允許抵拒於旋轉期間被施加在帶塊上之向心力。 但是,彈性構件之彈性剛度不夠大,使得不能完全地抵拒 由構件1 6上之彈簧2 2所施加之力,且因而構件1 6可依 需要而移動,而允許每一帶塊徑向地移動來補償皮帶長度 之增加。在錐形構件1 6軸向地移動時,每一帶塊1 0在個 別之槽道1 6 c中滑動。 圖6係滑輪的一可選擇具體例之橫剖面圖。在此一可選 擇具體例中,帶塊4 0之末端4 2均與在側8與側1 4中之徑 向槽道4 8結合。末端4 2可例如以油或石墨外部地潤滑, 或可具有低摩擦表面或具有浸透於滑塊本身中之内部潤滑 劑。每一徑向地延伸槽道可例如以油或石墨,或可由具有 低摩擦表面或具有浸透於形成槽道本身之材料中的潤滑劑 外部地潤清。 彈性構件2 4未被使用於此一具體例中。相反的,每一翼 片或結合構件44在每一帶塊40的基座上形成一 “L”形狀, 該帶塊係滑動地結合在錐形構件1 6中之相對應槽道1 6 c。 翼片4 4機械地保持每一帶塊4 0結合錐形構件1 6以抵拒向 心力,使於作業期間維持帶塊之適當地圓形配置。在錐形 構件1 6如於此所述的平行於軸線A - A軸向地移動時,每一 帶塊徑向地移動以決定帶塊直徑,且因而決定皮帶張力, 10 312/發明說明書(補件)/92-11/92122239 1225131 並補償皮帶長度之改變。 經由每一帶塊1 0與槽道4 8之結合,將一扭力自皮 送至該軸。側8與1 4均被連接至一軸。銷6 1在此一 例中並不需要,但如果需要,可被使用以增大扭力之$ 在又另一可選擇具體例中,每一帶塊1 0被顯示具有 狀皮帶結合表面4 1。帶塊1 0可具有平坦外形,以供 如示於圖3中之皮帶或如示於圖6中之多肋狀外形。 圖7係於圖6之線7 - 7處的細部圖。在側8上之每 向地延伸槽道4 8係結合每一帶塊4 0的末端4 2。翼片 機械地且滑動地結合帶塊4 0與錐形構件1 6。 圖8係一滑輪之切開立體圖。帶塊1 0被顯示繞著錐 件1 6而圓周地安排。皮帶1 2被顯示在背側定向中。 構件2 4固持帶塊1 0接觸錐形構件1 6。 圖9係圓錐構件之立體圖。圓錐構件1 6包含被裝設 面16a上之槽道16c。槽道16c均被裝設實質上平行 線 A-A 〇 雖然已於此描述本發明的單一型式,習於本技藝者 清楚了解,在不離於此描述之本發明之精神與範疇下 構造上與部件之相關關係上可製成多種變化。 【圖式簡單說明】 所附圖式顯示本發明之較佳具體例,其作為說明書 部分且與本說明一起作用以解釋本發明之原理。 圖1係一習知皮帶驅動系統之略圖。 圖2係具有本發明之滑輪的皮帶驅動系統之略圖。 312/發明說明書(補件)/92-11 /92122239 帶傳 具體 I送。 多肋 結合 一徑 44 形構 彈性 在表 於中 可以 ,在 之一 1225131 圖3係被裝附至一從動軸的 圖4係被使用作為惰輪之滑 圖5係於圖3中之線5 - 5處 圖6係滑輪的一可選擇具體 圖7係於圖6中之線7 - 7處 圖8係一滑輪之切開立體圖 圖9係錐形構件之立體圖。 滑輪之橫剖面圖。 輪的橫剖面圖。 所視的橫剖面圖。 例之橫剖面圖。 的細部圖。
(元件符 號 說 明) 1 交 流 發 電機 2 張 力 器 2 a 臂 2b 點 4 水 泵 5 空 氣 壓 縮機 6 動 力 控 制 7 惰 輪 8 滑 輪 側 10 帶 塊 12 皮 帶 14 滑 輪 側 16 錐 形 構 件 16a 表 面 16c 槽 道 1 6d 槽 道 312/發明說明書(補件)/92-11/92122239 12 1225131 18 套管 20 軸 20a 螺栓 22 彈簧 24 彈性構件 26 軸承 28 彈簧卡環 30 銷 32 螺栓 40 帶塊 41 皮帶結合表面 4 2 末端 44 結合構件 48 徑向槽道 6 1 銷 1 00 滑輪 B 皮帶 A - A 旋轉轴線 Θ 角度 R1 半徑 R2 半徑
Ml 方向 M2 方向 13
312/發明說明書(補件)/92-11 /92122239
Claims (1)
1225131 拾、申請專利範圍: 1. 一種可擴展式滑輪,包含: 一徑向地延伸表面; 一錐形表面,可相對於徑向地延伸表面移動; 多數之被實質上以圓形形式安排的帶塊,帶塊之第一表 面滑動地結合徑向地延伸表面,且帶塊之第二表面滑動地 結合圓錐表面,及 一偏壓構件,軸向地推進圓錐構件,使得在圓錐構件軸 向運動時,每一帶塊可徑向地移動。 2. 如申請專利範圍第1項之滑輪,其中進一步包含: 一彈性構件,與每一帶塊結合,使得每一帶塊被固持以 與圓錐表面接觸。 3. 如申請專利範圍第2項之滑輪,其中每一帶塊進一步 包含一皮帶結合表面。 4. 如申請專利範圍第2項之滑輪,其中進一步包含一第 二徑向地延伸表面,被裝設實質上平行於徑向地延伸表面。 5. 如申請專利範圍第4項之滑輪,其中進一步包含: 在徑向地延伸表面與第二徑向地延伸表面上之成對配 合的徑向地延伸槽道; 每一帶塊之末端均滑動地結合一對徑向地延伸槽道; 在每一帶塊上之翼片滑動地結合錐形構件。 14 312/發明說明書(補件)/92-11/92122239
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