Натяжное устройство холостого шкива, вращающегося на внутреннем кольце - RU2267040C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к натяжным устройствам, и более конкретно к натяжным устройствам, в которых шкив представлен шкивом, вращающимся на внутреннем кольце.

Предпосылки к созданию изобретения

Передача энергии ремнем может осуществляться с помощью ведущего шкива и одного или нескольких ведомых шкивов, вокруг которых пропущен приводной ремень. Иногда возникает необходимость изменить направление перемещения ремня между ведущим и ведомым шкивами, чтобы освободить другие компоненты. В этом случае ремень может быть пропущен через холостые шкивы, что позволяет менять направление перемещения ремня с минимальной потерей эффективности. Для натяжения ремня могут использоваться автоматические натяжные устройства. В таком случае холостой шкив останавливается на поворотном рычаге натяжного устройства.

Холостые шкивы обычно содержат основу, установленную на не вращающейся поверхности. Затем несущую ремень поверхность или шкив устанавливают на основу с возможностью вращения через подшипник. Подшипник может быть шарикоподшипником, имеющим внутреннее и наружное кольца. В большинстве конструкций внутреннее кольцо шарикоподшипника крепится непосредственно к основе холостого шкива или к не вращающейся установочной поверхности. Холостой шкив крепят затем к наружному кольцу шарикоподшипника. Наружное кольцо и шкив вращаются совместно.

Можно также крепить шкив к внутреннему кольцу шарикоподшипника, с наружным кольцом, неподвижно закрепленным на установочной поверхности.

Примером существующих технических решений является патент США №5421788, выданный на имя Тот, в котором описывается устройство натяжения ремня в блоке холостого шкива и подшипника. Блок холостого шкива и подшипника содержит не вращающееся наружное кольцо и вал шкива, проходящий через внутреннее кольцо. Шкив прикреплен к внутреннему кольцу посредством вала, причем вал запрессован вместе с зажимной чашкой, для того, чтобы удерживать вал шкива во внутреннем кольце шкива. В чашку помещают смазку подшипника.

Существует потребность в натяжном устройстве холостого шкива с внутренним кольцом, содержащим холостой шкив с внутренним кольцом со самосмазывающимся подшипником. Существует потребность в натяжном устройстве холостого шкива с внутренним кольцом, в котором точки вращения удерживаются по периферии шкива. Настоящее изобретение отвечает этим требованиям.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено натяжное устройство холостого шкива с внутренним кольцом, содержащее холостой шкив с внутренним кольцом со самосмазывающимся подшипником.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено натяжное устройство холостого шкива с внутренним кольцом, в котором точки вращения удерживаются по периферии шкива.

Остальные аспекты настоящего изобретения будут показаны или станут очевидными на основе следующего описания изобретения и прилагаемых чертежей.

Изобретение относится к натяжному устройству с холостым шкивом, вращающимся на внутреннем кольце. Шкив содержит диск и соединенную с диском поверхность, несущую ремень. Диск прикреплен крепежной деталью к внутреннему кольцу подшипника.

Шкив может быть отштампован из листового металла и может иметь центральное отверстие для совмещения с центральной осью подшипника. Наружное кольцо подшипника крепится на поворотный рычаг. Поворотный рычаг содержит по меньшей мере две точки вращения, предназначенные для шарнирного крепления поворотного рычага на установочной плите и на отжимном элементе. Оси точек вращения находятся на периферии шкива. Отжимной элемент прижимает поворотный рычаг и шкив к ремню, который требуется натянуть.

Краткое описание чертежей

На фиг.1а изображена вертикальная проекция шкива в поперечном разрезе;

на фиг.1b - деталь по фиг.1а;

на фиг.1с - изображение сверху переменного соединения между гидравлическим амортизатором и осью;

на фиг.2 - натяжное устройство в поперечном разрезе;

на фиг.3 - изображение натяжного устройства сверху с поперечным сечением, выполненным по плоскости 3-3;

на фиг.4 - отжимной элемент в поперечном разрезе.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1а изображена вертикальная проекция шкива в поперечном разрезе. Холостой шкив 90 включает шкив 15. Шкив 15 содержит несущую ремень поверхность 1 и диск 8. Шкив 15 может быть представлен "тыльным" шкивом, в котором несущая ремень поверхность 1 является гладкой. Шкив 15 может также иметь ребристую несущую ремень поверхность 1 или любую другую подходящую несущую ремень поверхность. Несущая ремень поверхность 1 образует круг вокруг центральной оси. Шкив 15 может быть отштампован из листового металла или же быть выполнен с помощью процессов формовки металла, известных в технике.

Шкив 15 содержит также кромку 9 и ребро 10. Ребро 10 расположено перпендикулярно кромке 9. Отверстие расположено в центре диска 8. Кромка 9 имеет определенную ширину в направлении поперек диска и окружает помещенное в центре отверстие. Диск 8 может иметь отвод между кромкой 9 и несущей ремень поверхностью 1, что позволяет диску 8 не задевать подшипник или чашку 5, предупреждая истирание диска 8 о наружное кольцо 2 в процессе работы. В другом варианте осуществления изобретения поверхность 19 кромки 9 упирается в буртик крепежной детали 3, которая удерживает шкив, должным образом совмещенным с внутренним кольцом 11 (см. фиг.1b). Крепежная деталь 3 может быть вставлена через центральное отверстие. Ребро 10 может также располагаться наклонно к кромке 9 только в том случае, когда может оказаться необходимым добиться совмещения и частичного пересечения с внутренним кольцом 11 в целях центровки шкива 15 на центральной оси 9, и для предупреждения бокового смещения шкива 15 под воздействием нагрузки ремня F. Шкив 15 удерживается также на месте усилием нажима гайки 4 на кромку 9. Должное выравнивание несущей ремень поверхности 1 и внутреннего кольца 11 достигается за счет взаимной перпендикулярности несущей ремень поверхности 1 и кромки 9, благодаря чему кромка 9 прикрепляется к наружной поверхности 12.

Подшипник 20 содержит наружное кольцо 2, внутреннее кольцо 11 и шарикоподшипник 13. Внутреннее кольцо 11 имеет поверхность 12 и формирует канал 17 внутреннего кольца. Кромка 9 наложена и прижата к поверхности 12 с помощью крепежной детали 3 и гайки 4. Кромка 9 выполнена для создания нормального или перпендикулярного взаимного расположения между несущей ремень поверхностью 1 и поверхностью 12. В предпочтительном варианте осуществления изобретения ребро 10 выравнивает шкив 15 внутри канала 17 внутреннего кольца. Это, в свою очередь, способствует размещению несущей ремень поверхности 1 параллельно центральной оси 1.

Подшипником 20 может служить любой подшипник, известный в технике и содержащий внутреннее и наружное кольца, способные вращаться относительно друг друга. К ним могут относиться, не ограничиваясь ими, шарикоподшипники, игольчатые подшипники, роликовые подшипники или втулочные подшипники. В предпочтительном варианте осуществления изобретения подшипник 20 является самосмазывающимся.

Крепежная деталь 3, содержащая болт, держатель, содержащий гайку 4, и фланец 16 крепят шкив 15 к внутреннему кольцу 11. Крепежная деталь 3 может также содержать штырь с фланцем 16, который взаимодействует вместо гайки со стопорным кольцом. Крепежная деталь 3 необязательно является средством выравнивания шкива 15 с центральной осью А. Болт 3 и гайка 4 просто крепят кромку 9 к наружной поверхности 12 внутреннего кольца.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения шкив 15 вращается вместе с внутренним кольцом 11, в то время как наружное кольцо 2 остается неподвижным. Сохранение наружного кольца 2 неподвижным значительно снижает скорость вращения кольца и, следовательно, скорость вращения шариков подшипника. Это, в свою очередь, снижает износ подшипника и уменьшает потребности в смазке.

На фиг.2 показано натяжное устройство в поперечном разрезе. Шкив, изображенный на фиг.1а, показан включенным в тело натяжного устройства, за исключением того, что чашка 5 заменена поворотным рычагом 101. Поворотный рычаг 101 содержит два канала 104 и 105. Каждый канал покрыт скользким материалом, например нейлоном 6/6 с тефлоном, образуя таким образом подшипник.

Рычаг 101 взаимодействует с наружным кольцом подшипника 20. Рычаг 101 может содержать пластмассу или металл. В случае применения рычага из пластмассы наружное кольцо подшипника 20 помещают в него в процессе литья. Наружное кольцо подшипника 20 может также быть запрессовано в рычаг из металла или термопласта.

Ось вращения 102 остановлена на основании 100. Натяжное устройство крепится к установочной поверхности посредством крепежных деталей FA и FB, пропущенных через основание 100, как показано на фиг.3. В канал 104 вставлена с возможностью вращения ось 102. Рычаг 106 содержит также ось вращения 103. Ось 103 вставлена с возможностью вращения в канал 105. Как описано на фиг.3, отжимной элемент взаимодействует со скобой 106. Скоба 106 прикреплена к телу натяжного устройства 200. Каждая из осей вращения 102 и 103 имеет центральную ось 1020 и 1030 соответственно. Оси вращения 102 и 103 размещаются на поворотном рычаге на расстоянии друг от друга с противоположных сторон линии, образуемой вектором нагрузки ремня, B_L, как показано на фиг.3.

Можно видеть, что шкив накрывает обе оси 102 и 103, т.е. каждая точка вращения находится в пределах периферии шкива. Это обеспечивает улучшение зашиты каждой из них от грязи, способствуя продлению срока службы шарнирной опоры и оси.

Подшипник 20 описывает также основную плоскость 3-3. В предпочтительном варианте осуществления изобретения основная плоскость 3-3 пересекает оси 102, 103, а также несущую ремень поверхность 1. Вектор нагрузки ремня по существу совпадает с основной плоскостью 3-3. Это позволяет избежать неравномерного износа подшипника, который может быть вызван в противном случае сдвигом вектора нагрузки ремня относительно несущей поверхности. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения центральная ось С-С (фиг.4) отжимного элемента 200 является по существу копланарной с основной плоскостью 3-3.

На фиг.3 показано изображение.натяжного устройства сверху с поперечным сечением, выполненным по плоскости 3-3. Показан отжимной элемент 200, соединенный со скобой 106. Оси 102 и 103 показаны расположенными на угловом расстоянии α. Специалист в данной области техники может определить, что относительное расположение осей 102 и 103, а именно - угловое расстояние α, можно подобрать так, чтобы должным образом уравновесить усилие отжимного элемента Т_F, и силу натяжения ремня, или нагрузку на втулку, B_L. Поскольку

В_L=Т_F+В_L

можно легко определить, что путем регулирования расстояния D₁ между вектором Т_F и осью 102 можно установить величину вектора T_F, позволяющую уравновесить нагрузку на втулку В_L. А именно:

B_L(D₂ )-T_F(D₁)=0,

поэтому:

T_F=B_L(D₂)/(D₁).

С тем же результатом можно изменить расстояние D₂. Более конкретно D₁ и D₂ подбирают таким образом, чтобы разместить оси 102, 103 в пределах периферии шкива.

На фиг.4 показан отжимной элемент в поперечном разрезе. Отжимной элемент 200 содержит пружину 201, помещенную между подвижными деталями 202, 203. Пружина 201 может содержать спиральную пружину или любую другую пружину, пригодную для разведения элементов в стороны. Деталь 202 по поверхности периметра телескопически соединяется с возможностью скольжения с деталью 203. Поверхность периметра 204 содержит материал, обладающий заданным коэффициентом трения, например нейлон 6/6 или тефлон, но не ограничиваясь ими. Поверхность периметра в процессе работы гасит колебания отжимного элемента и, таким образом, шкива. Отжимной элемент может содержать любой известный в технике механизм, предназначенный для отжима рычага натяжного устройства, включая механизмы с пружиной и демпфирующим механизмом. Демпфирующий механизм может содержать гидравлический механизм, фрикционные скользящие поверхности или их сочетания. Отжимной элемент может также находиться в непосредственном контакте с осью вращения 103, без использования скобы 106 (фиг.1с). Отжимной элемент может также содержать отжимной/демпфирующий элемент, описанный в заявке на патент США №09/549258, включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

На фиг.1с показано изображение сверху переменного соединения между гидравлическим амортизатором и осью. Гидравлический отжимной элемент 300 прикреплен к установочной поверхности крепежными деталями FC и FB. Эти детали удерживают вал 310 элемента 300 в контакте и должном выравнивании с осью 103. Поворотный рычаг 101 вращается вокруг оси 102, перемещая и удерживая ось 103 в контакте с валом 310. Внутренняя конфигурация отжимного элемента может также соответствовать показанной на фиг.4. Ось 103 может поворачиваться с целью облегчения перемещения оси 103 по концу вала 310, позволяя ему в результате катиться по поверхности конца вала 310.

Хотя здесь была описана единственная форма осуществления изобретения, специалистам в данной области должна быть ясна возможность многих изменений в конструкции и взаимной связи деталей без отступления от существа и объема описанного изобретения.

Реферат

Изобретение относится к устройствам для изменения натяжения ремней. Натяжное устройство содержит основу с первой осью, поворотный рычаг, шарнирно соединенный с первой осью и имеющий вторую ось, шкив, посаженный с помощью подшипника на поворотный рычаг, причем шкив содержит несущую ремень поверхность и диск, прикрепленный к внутреннему кольцу подшипника, отжимной элемент, один конец которого шарнирно соединен со второй осью, а противоположный конец выполнен с возможностью шарнирного соединения с установочной поверхностью для противодействия усилию нагрузки ремня, воздействующему на шкив с помощью усилия, развиваемого отжимным элементом, при этом шкив включает диск, плоскость которого расположена перпендикулярно несущей ремень поверхности, имеющий кромку, обладающую шириной и расположенную по существу в центре диска, подшипник, имеющий внутреннее кольцо и наружное кольцо, причем наружная поверхность внутреннего кольца расположена перпендикулярно к центральной оси подшипника и образует канал внутреннего кольца, при этом кромка диска прикреплена к наружной поверхности внутреннего кольца, которая по существу перпендикулярна к несущей ремень поверхности, а первая и вторая оси размещены в пределах периферии шкива. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств натяжного устройства. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула