專利名稱：傳動帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置的一件式組合件及動力傳遞系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型總體上涉及一種皮帶(傳動帶)傳動機器，具體地說涉及一種將動力傳遞到傳動皮帶并將該皮帶保持在適當(dāng)工作位置的一件式帶輪和皮帶定位器。
背景技術(shù)：
許多裝置具有將來自于電動機的動力和運動傳遞到從動部件的環(huán)形皮帶。例如，自動干衣機具有驅(qū)動柔性皮帶以使容納濕衣服的滾筒轉(zhuǎn)動的電動機。帶輪沿電動機傳動軸(驅(qū)動軸)的端部安裝并且與用于移動皮帶的所述軸一起轉(zhuǎn)動。帶輪通常擰在所述軸的相應(yīng)螺紋部分上。皮帶與帶輪接合并且與帶輪的皮帶傳動部分對齊。鼓風(fēng)機也連接在傳動軸上用于使空氣在干衣機中循環(huán)，以便當(dāng)衣服在滾筒中翻滾時從衣服中除去水分。
遺憾的是，電動機經(jīng)常位于干衣機殼體中不容易接近也不能看見的位置處。執(zhí)行干衣機初始裝配或者后來維修的人必須在看不到帶輪的情況下“盲目地”安裝皮帶。因此，皮帶可能在無意中未被對準(zhǔn)，或者被安裝在軸周圍而不是帶輪上。這樣會導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)钠埩筒淮_定的傳動比，這樣皮帶壽命減小并且導(dǎo)致工作失效。為了避免這些困難，皮帶限制器經(jīng)常安裝在與帶輪鄰近的軸上。皮帶限制器或者皮帶導(dǎo)向裝置通常是具有朝向帶輪傾斜的外表面的塑性護罩，當(dāng)護罩轉(zhuǎn)動時，會使得與該外表面接合的錯放的皮帶移動到其在帶輪上的適當(dāng)位置中。皮帶導(dǎo)向裝置具有用于安裝在傳動軸上的內(nèi)部軸環(huán)和支承該護罩的結(jié)構(gòu)的一系列內(nèi)部肋。這種皮帶導(dǎo)向裝置的例子在1990年5月29日頒發(fā)的題為“Belt Locator For LocatingA Belt On A Pulley”的美國專利No4,929,219中有描述。
皮帶導(dǎo)向裝置能夠?qū)е赂郊映杀竞脱舆t。工人們偶爾會忘記安裝皮帶導(dǎo)向裝置，或者將皮帶導(dǎo)向裝置沿相對于傾斜離開帶輪的表面的相反方向安裝在傳動軸上。然后需要維修動作將帶輪從軸上拆卸下來并且適當(dāng)?shù)匕惭b皮帶導(dǎo)向裝置。皮帶導(dǎo)向裝置的塑性材料比周圍的其它金屬零件的使用壽命短。而且，與鑄造(模制)塑性導(dǎo)向裝置相關(guān)的生產(chǎn)成本會增加到實際加工帶輪所需的巨大成本中。
帶輪的生產(chǎn)同樣可能效率較差。它由被機械加工成限定復(fù)雜幾何形狀并消除任何會損害或者毀壞皮帶的銳邊的鎮(zhèn)靜(solid)鋼制成。帶輪并非如通常的那樣通過壓力鑄造工藝制成，因為模制件常常會使得表面輪廓(稱為“分型線”)不連續(xù)，這種不連續(xù)會形成迅速磨損皮帶并導(dǎo)致其過早失效的銳邊。
另外的缺點是帶輪不能用于將傳動軸保持在固定位置上。為了安裝鼓風(fēng)機或者從傳動軸上拆卸鼓風(fēng)機，當(dāng)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)動以便擰緊或者松開其螺紋連接時，軸必須被保持固定。因為帶輪擰在所述軸上，因此帶輪不可用作用于防止軸轉(zhuǎn)動的夾具，因為其自身的螺紋連接會受到影響。相反，通常會在軸上加工平面或者狹槽以有助于利用工具固定軸。遺憾的是，軸的機械加工會降低軸的強度和壽命，增加生產(chǎn)時間，并且限制用于制造軸的適合材料的類型。
實用新型內(nèi)容可注意到，本實用新型的一些目的和特征是設(shè)置防止傳動皮帶的不適當(dāng)定位的帶輪；這種帶輪減少了維修動作；這種帶輪與皮帶導(dǎo)向裝置一體地結(jié)合；這種帶輪是通過模制生產(chǎn)的并從而避免了機械加工的需要；這種帶輪有助于將傳動軸保持在固定位置上；這種帶輪可容易地安裝在傳動軸上；這種帶輪(的設(shè)置)是經(jīng)濟的；并且這種帶輪是輕型的。
通常，根據(jù)本實用新型的一件式(單體式、整體式)組合件是一種用于皮帶傳動機器的傳動帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置。該組合件包括具有皮帶傳動部分和皮帶導(dǎo)向部分的一件式本體。皮帶傳動部分包括被構(gòu)造成用于由皮帶接合的轂。第一端壁和第二端壁位于所述轂上，并且一內(nèi)部通路貫穿所述轂。所述皮帶導(dǎo)向部分具有從第二端壁伸出并且從第二端壁向本體端部成錐形地向外張開的外表面。所述皮帶導(dǎo)向部分還具有從所述內(nèi)部通路延伸到所述本體端部的內(nèi)表面。該內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部。
在另一方面中，根據(jù)本實用新型的一種系統(tǒng)將動力傳遞到皮帶傳動裝置。該系統(tǒng)包括電動機和與該電動機相連接用于在一軸線上轉(zhuǎn)動的傳動軸。帶輪安裝在傳動軸上。環(huán)形皮帶與該帶輪接合并且被支承用于將動力傳遞到所述裝置。帶輪具有被構(gòu)造成用于由皮帶接合的皮帶傳動部分和與該皮帶傳動部分成一體的皮帶導(dǎo)向部分。該皮帶導(dǎo)向部分具有一成錐形地逐漸變細(xì)的外表面和一內(nèi)表面，所述內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部。所述帶輪還具有用于容納傳動軸的內(nèi)部管狀通路，以便將所述帶輪安裝在所述軸上，所述軸貫穿(伸過)所述通路。所述軸還貫穿皮帶導(dǎo)向部分的內(nèi)部并且不接觸其中的任何結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有益效果包括防止帶輪的不適當(dāng)定位，減少維修動作，使帶輪與皮帶導(dǎo)向裝置一體地結(jié)合，避免了機械加工的需要，有助于將傳動軸保持在固定位置上，該帶輪容易安裝在傳動軸上、重量輕且經(jīng)濟。
本實用新型的其它目的和特征一部分是顯而易見的，一部分在下文中指出。


圖1是帶有局部剖開以示出內(nèi)部構(gòu)造的部分的自動干衣機的示意透視圖；圖2是圖1的放大部分，示出電動機和皮帶；圖3是干衣機的側(cè)視圖；圖4是一件式帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置組合件的放大側(cè)視圖；圖5是圖4的帶輪的透視圖；圖6是沿圖4的線6-6截取的截面圖；以及圖7是類似圖6的第二實施例的帶輪的截面圖。
在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的部件。
具體實施方式
現(xiàn)在參照附圖，具體地說，參照圖1-3，根據(jù)本實用新型的帶輪總體上用10指示。帶輪10具有將來自于傳動軸14的動力傳遞到皮帶16并將皮帶保持在適當(dāng)工作位置的一件式本體。
在一個實施例中，帶輪10特別適合用于皮帶16可能相對于帶輪定位在不適當(dāng)位置上的應(yīng)用中。具體地說，如圖1-3所示，帶輪用在自動衣服干燥機或者干衣機20的殼體18內(nèi)。在該實施例中，皮帶16必須被盲目地(即在沒有直接看到的情況下)安裝并且因此很可能布置在不正確的位置。此外，皮帶16會遭受到能夠?qū)е缕湓诟梢聶C20的工作期間從正確位置上移位的振動和張力變化(的作用)。盡管在此的描述主要參照該實施例，但應(yīng)理解，其它應(yīng)用—例如用于其它應(yīng)用或者工業(yè)領(lǐng)域的皮帶傳動機器—沒有脫離本實用新型的范圍。
參照圖1-3，干衣機20包括帶有用于容納濕衣服的可轉(zhuǎn)動滾筒22的殼體。皮帶16圍繞滾筒22的外周以摩擦接合的方式拉緊。惰輪系統(tǒng)24被設(shè)置用于拉緊皮帶中的任何松弛。該惰輪系統(tǒng)包括可轉(zhuǎn)動地安裝在彈性臂上的輪子，以使得該輪子被偏壓以便張緊皮帶16，并且使得在皮帶上保持適當(dāng)量的張力以便帶輪10的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)滾筒22的轉(zhuǎn)動，這些將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解。
電動機26安裝在干衣機殼體18中用于驅(qū)動滾筒22。電動機26是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常規(guī)(類型)的，并且包括固定組件或者定子28(圖2)，和可轉(zhuǎn)動組件或者轉(zhuǎn)子30。定子28總體上呈環(huán)形并且保持一個或多個線繞線圈或者繞組(未示出)。當(dāng)用電流激勵時，該繞組可磁性地與轉(zhuǎn)子相互作用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩傳遞到水平傳動軸14。電動機26相對于殼體18的底部被抬高位置并且安裝在位于電動機兩端部上的兩個轂環(huán)32上，所述兩個轂環(huán)由兩個相應(yīng)的支腿34支承。轂環(huán)32具有用于吸收沖擊和衰減振動的合適材料(例如橡膠)。每個轂環(huán)32定位在位于相應(yīng)支腿34上的月牙形支座中。薄金屬卡箍(夾子)36安裝在每個轂環(huán)32上方以便將轂環(huán)固定在支腿34上。
傳動軸14延伸到殼體18的后部以驅(qū)動使空氣在干衣機20中循環(huán)的鼓風(fēng)機(未示出)。鼓風(fēng)機使得周圍空氣經(jīng)由進氣口(未示出)吸入。當(dāng)衣服在滾筒中翻滾時，空氣被加熱并且直接進入滾筒22中接觸衣服并從織物中除去水分。
附圖中示出的皮帶16是多槽或者“多V形”皮帶，并且在一個表面38上(圖2)具有用于裝入和接合位于帶輪10上的相應(yīng)構(gòu)造的交替肋和凹槽，用于皮帶在帶輪上的有效張緊(附著)和最小滑動。皮帶16由合適的柔性且耐用材料例如橡膠形成。它被支承用于在從帶輪10，經(jīng)由惰輪24，圍繞滾筒22并回到帶輪的環(huán)形路線中縱向運動，用于將動力傳遞到滾筒以使其轉(zhuǎn)動。盡管帶輪10安裝在傳動軸14的端部，它還可以定位在傳動軸的任何部位上。
參照圖4-6，帶輪10具有包括用于由皮帶16接合的皮帶傳動部分(總體上以40指示)和用于防止皮帶不正確定位和/或使得錯放的皮帶移向該皮帶傳動部分的皮帶導(dǎo)向部分(總體上以50指示)的一件式構(gòu)造。皮帶傳動部分40包括具有一中心軸線A的總體上呈圓柱形的轂52和形成有多個交替布置的用于接納皮帶16上的相應(yīng)構(gòu)造的環(huán)形肋54和凹槽56的外部。第一端壁和第二端壁60，62從所述轂上鄰近于所述轂的兩端部開始徑向向外伸出，用于容納皮帶16。第一端壁60(圖4-6中右側(cè))具有外表面64，周緣66，以及從周緣向轂52傾斜的內(nèi)壁68。周緣66優(yōu)選具有適合用工具或者手抓緊的外部形狀，以便將帶輪10安裝在軸14上。在附圖中示出的實施例中，第一端壁60的周緣66是多邊形的，更具體地說是六邊形的。位于第一端壁60的外表面64中的凹槽70通過除去不必要的材料而減小了本體的重量(和成本)。第二端壁62(圖4-6中左側(cè))具有一錐形內(nèi)表面72和一外表面74(圖6)。
內(nèi)部通路80軸向貫穿轂52用于容納軸14的部分，以便將帶輪10安裝在軸上。在圖6所示的實施例中，內(nèi)部通路80具有用于與軸14上的相應(yīng)螺紋(未示出)接合的螺紋82。通路80的鄰近皮帶導(dǎo)向部分50的端部被錐形擴孔，以便設(shè)置一有助于將帶輪10安裝在軸14上并且用于減小重量的平滑倒角邊緣84(圖6)。
皮帶導(dǎo)向部分50從轂52的第二端壁62(左側(cè))伸出。它具有一從第二端壁62的內(nèi)表面72向本體端部88向外張開的錐形外表面86。表面86和皮帶導(dǎo)向部分50覆蓋傳動軸的一部分，以防止皮帶16接合該部分而不是接合轂52。此外，皮帶導(dǎo)向部分50具有自對準(zhǔn)能力。如果皮帶16處于接觸皮帶導(dǎo)向部分50的不正確位置上，當(dāng)帶輪10轉(zhuǎn)動時，皮帶會沿傾斜外表面86向下“走”到正確位置。因為帶輪10被制成為一件式的，因此皮帶導(dǎo)向裝置不可能沿相反方向安裝。
在附圖(圖6和7)示出的實施例中，皮帶導(dǎo)向部分50的外表面86具有平滑和連續(xù)的(不間斷的)輪廓并且通過半徑為R的平滑且凸出的過渡部分90連接到第二端壁62的內(nèi)表面72，該過渡部分在第二端壁62的較大陡坡與皮帶導(dǎo)向部分50的外表面86的較小陡坡之間過渡。包括不凸出或者不連續(xù)表面的其它布置也在本實用新型的范圍內(nèi)。皮帶導(dǎo)向部分50還具有從內(nèi)部通路80和第二端壁62的外表面74延伸到本體端部88的內(nèi)表面92(圖6)。值得注意地，內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部94。這樣避免了生產(chǎn)復(fù)雜性，重量，以及與皮帶導(dǎo)向裝置內(nèi)的軸環(huán)或者帶有肋的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的有失效傾向(failure-prone)的部件。此外，軸14能夠貫穿皮帶導(dǎo)向部分50的內(nèi)部94而不接觸其中的任何結(jié)構(gòu)。
在一個實施例中，帶輪10是通過壓力鑄造工藝生產(chǎn)的，以避免機械加工的需要并且從而減少成本。一種示例性工藝是由Dynacast InternationalLimited所有的多滑塊(multi-slide)壓力鑄造工藝，該公司總部位于英國沃里克郡并且在美國康涅狄格州丹伯里設(shè)有北美辦事處。這種工藝的進一步討論可在1987年1月6日頒發(fā)的題為“Method and Apparatus ForForming an Internally Screw-Threaded Article”的美國專利No.4633932中獲得。該工藝?yán)枚鄠€(例如四個)垂直滑塊生產(chǎn)復(fù)雜和精確的鑄件。該多滑塊工藝對于形成帶有復(fù)雜幾何形狀的零件特別是帶有內(nèi)部螺紋的制品例如帶輪是有效的。它能夠使表面輪廓(稱為“分型線”)中的不連續(xù)性最小化，這種不連續(xù)性經(jīng)常在壓鑄件上被發(fā)現(xiàn)并且必須通過機械加工除去。對于帶輪10，皮帶傳動部分40的肋54上的不連續(xù)性或者皮帶傳動部分40的肋54附近的不連續(xù)性是關(guān)鍵的重要特征，因為它會磨損皮帶16并且導(dǎo)致其失效。
帶輪10是由一種適合模制的、具有高強度，高耐久性和高硬度、原材料成本低且耐腐蝕的材料制成的。在一個實施例中，帶輪10是由鋅或者鋅合金制成的。應(yīng)理解，帶輪還可由其它材料制成而沒有脫離本實用新型的范圍。
圖7中示出被壓入配合在軸上的一可選實施例的帶輪100。帶輪100中的內(nèi)部通路80包括多個直壁縱向齒槽102(例如六個齒槽)。應(yīng)理解，齒槽的數(shù)量和/或構(gòu)造可在不脫離本實用新型范圍的情況下作出變化。齒槽102能夠使帶輪10壓入配合在具有相應(yīng)齒槽幾何形狀(未示出)的傳動軸14的端部上。第一端壁60可用作一夾具，用以在將鼓風(fēng)機安裝到軸14的相對端或者將鼓風(fēng)機從軸14的相對端拆除期間轉(zhuǎn)動鼓風(fēng)機時保持軸14固定并防止軸14轉(zhuǎn)動。因此，除了接合帶輪的該外部齒槽以外，軸14不必具有平面、狹槽，或者典型地本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的有助于保持軸的和典型地從圓柱形軸中去除材料的任何構(gòu)造。因此，本實用新型的軸14總體上保持實心的和圓柱形的，這樣使得軸更堅固。而且，生產(chǎn)更迅速，并且軸14不限于可加工的鋼鐵類型。
帶輪的另一實施例(未示出)具有內(nèi)部通路80，該內(nèi)部通路包括被壓入配合在帶有齒槽幾何形狀的傳動軸14的端部上的平滑膛孔。
如上所述，可以看出，能夠?qū)崿F(xiàn)本實用新型的多個目的并可獲得其它優(yōu)點。
在介紹本實用新型的元件或者其優(yōu)選實施例時，限定詞“一個”、“該”以及“所述”是指一個或多個元件。術(shù)語“包括”，“包含”和“具有”是開式的，除了所列元件以外還可能存在其它元件。
在不脫離本實用新型的范圍情況下，可對上述內(nèi)容作出各種變化，這意味著包括在上述描述中的和在附圖中示出的所有內(nèi)容應(yīng)該被理解為說明性的并且不具有任何限制意義。
權(quán)利要求1.一種用于皮帶傳動機器的傳動帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置的一件式組合件，其特征在于，所述組合件包括具有皮帶傳動部分和皮帶導(dǎo)向部分的一件式本體；所述皮帶傳動部分包括被構(gòu)造成用于由皮帶接合的轂，位于所述轂上的第一端壁和第二端壁，以及貫穿所述轂的內(nèi)部通路；所述皮帶導(dǎo)向部分具有從所述第二端壁伸出并且從所述第二端壁向本體端部成錐形地向外張開的外表面，所述皮帶導(dǎo)向部分還具有從所述內(nèi)部通路延伸到所述本體端部的內(nèi)表面，所述內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述內(nèi)部通路具有螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述內(nèi)部通路具有齒槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述第一端壁具有多邊形外部形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，它還包括位于所述第一端壁中的用于減小所述本體的重量的凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述皮帶導(dǎo)向部分的外表面從所述第二端壁平滑且連續(xù)地伸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合件，其特征在于，它還包括位于所述皮帶導(dǎo)向部分的外表面與所述第二端壁之間的平滑且凸出的過渡部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述本體主要由鋅制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合件，其特征在于，所述內(nèi)部通路具有與所述皮帶導(dǎo)向部分的內(nèi)表面鄰近的倒角端部。
10.一種用于將動力傳遞到皮帶傳動裝置的系統(tǒng)，它包括電動機；與所述電動機相連接用于在一軸線上轉(zhuǎn)動的傳動軸；安裝在所述傳動軸上的帶輪；和與所述帶輪接合并且被支承用于將動力傳遞到所述裝置的環(huán)形皮帶；其特征在于，所述帶輪包括具有皮帶傳動部分和皮帶導(dǎo)向部分的一件式本體，所述皮帶傳動部分構(gòu)造成用于由所述皮帶接合，所述皮帶導(dǎo)向部分具有一錐形外表面和一內(nèi)表面，所述內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部，所述帶輪還具有用于容納所述傳動軸的內(nèi)部通路，以便將所述帶輪安裝在所述軸上，所述軸貫穿所述通路，所述軸還貫穿所述皮帶導(dǎo)向部分的內(nèi)部并且不接觸其中的任何結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部通路具有螺紋。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部通路具有至少一個齒槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軸總體上是圓柱形的，實心的，并且無變形。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括位于所述皮帶傳動部分上的第一端壁和第二端壁。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一端壁具有多邊形外部形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括位于所述第一端壁中的用于減小所述帶輪的重量的凹槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶導(dǎo)向部分的外表面從所述第二端壁平滑且連續(xù)地伸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括位于所述皮帶導(dǎo)向部分的外表面與所述第二端壁之間的平滑且凸出的過渡部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述帶輪主要由鋅制成。
專利摘要本實用新型涉及一件式傳動帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置。在該用于皮帶傳動機器的傳動帶輪和皮帶導(dǎo)向裝置的一件式組合件，所述帶輪具有被構(gòu)造成由所述皮帶接合的皮帶傳動部分和與所述皮帶傳動部分成一體的皮帶導(dǎo)向部分。所述皮帶導(dǎo)向部分具有一成錐形逐漸變細(xì)的外表面和一內(nèi)表面，所述內(nèi)表面基本不具有加強構(gòu)件并且限定一其中沒有結(jié)構(gòu)的中空杯狀內(nèi)部。
文檔編號F16H7/18GK2830790SQ20052001902
公開日2006年10月25日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者L·R·多宏恩, R·E·韋爾海姆, M·A·弗里, W·A·斯特里布林 申請人:美國艾默生電氣公司