Холостой шкив
Изобретение относится к шкивам, точнее к холостым шкивам, получаемым штамповкой или формоизменением из листового металла и жестко прикрепляемым к внутреннему кольцу подшипника. Шкив имеет стенку и опорную поверхность для ремня, соединенную со стенкой. Стенка выровнена и скреплена с наружной поверхностью внутреннего кольца подшипника посредством крепежной детали. Шкив имеет центральное отверстие, обозначенное закраиной, для выравнивания относительно центральной оси подшипника. Наружное кольцо подшипника может быть прикреплено к установочной поверхности. Технический результат - технологичность изготовления за счет уменьшения количества сборочных операций. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к шкивам, а точнее к холостым шкивам, получаемым штамповкой или формоизменением из листового металла и жестко прикрепляемым к внутреннему кольцу подшипника.
Предпосылки создания изобретения
Передача энергии ремнем может быть осуществлена посредством приводного шкива и одного или ряда ведомых шкивов, охваченных ремнем. Время от времени необходимо изменять направление ремня, когда он работает между приводным шкивом и ведомым шкивом, чтобы очистить другие детали. В этом случае ремень может быть протянут поверх холостых шкивов, что позволит изменить направление ремня с минимальными потерями эффективности. Кроме того, для натяжения ремня могут использоваться автоматические натяжные устройства. В таком случае холостой шкив устанавливают на качающемся рычаге натяжного устройства.
Холостые шкивы обычно содержат основание, которое установлено на невращающейся поверхности. Далее опорная поверхность для ремня или шкив с возможностью вращения соединен с основанием посредством подшипника. Подшипником может быть шариковый подшипник, имеющий внутреннее и наружное кольца. В большинстве компоновок внутреннее кольцо шарикового подшипника прикреплено к основанию холостого шкива или непосредственно к невращающейся установочной поверхности. Кроме того, холостой шкив прикреплен к наружному кольцу шарикового подшипника. Наружное кольцо и шкив вращаются совместно.
В известном из уровня техники патенте США №5725448 (Kato et al.) раскрыто такое основание шкива, установленное на наружном кольце шарикового подшипника.
Кроме того, можно прикреплять шкив к внутреннему кольцу шарикового подшипника, при этом наружное кольцо жестко прикреплено к установочной поверхности.
В известном из уровня техники патенте США №5421788 (Toth) раскрыто устройство для натяжения ремня, имеющее сборный узел холостого шкива и подшипника. Сборный узел холостого шкива и подшипника содержит невращающееся наружное кольцо и ось шкива, проходящую сквозь внутреннее кольцо. Шкив установлен на внутреннем кольце посредством оси, при этом ось запрессована в поддерживающую чашку для удержания оси во внутреннем кольце подшипника.
Из уровня техники известна ось шкива, которую используют для прикрепления шкива к кольцу подшипника. Это приводит к повышению стоимости холостого шкива, связанной с затратами на материалы, а также на обработку и сборку.
Существует необходимость в холостом шкиве, имеющем стенку, установленную на внутреннем кольце подшипника. Имеется необходимость в холостом шкиве, имеющем стенку, скрепленную с наружной поверхностью внутреннего кольца подшипника посредством крепежной детали. Существует необходимость в холостом шкиве, имеющем стенку, установленную на внутреннем кольце подшипника, с закраиной для выравнивания. Настоящее изобретение удовлетворяет этим потребностям.
Краткое существо изобретения
Основная задача настоящего изобретения заключается в создании холостого шкива, имеющего стенку, установленную на внутреннем кольце подшипника.
Другая задача изобретения заключается в создании холостого шкива, имеющего стенку, скрепленную с наружной поверхностью внутреннего кольца подшипника посредством крепежной детали.
Еще одна задача изобретения заключается в создании холостого шкива, имеющего стенку, установленную на внутреннем кольце подшипника, с закраиной для выравнивания.
Другие задачи изобретения будут показаны или станут очевидными с помощью нижеследующего описания и сопровождающих чертежей.
Изобретение охватывает холостой шкив, при этом шкив имеет стенку и опорную поверхность для ремня, соединенную со стенкой. Стенка скреплена с внутренним кольцом подшипника посредством крепежной детали. Шкив может быть изготовлен штамповкой из листового металла и может иметь центральное отверстие для выравнивания относительно центральной оси подшипника. Наружное кольцо подшипника прикреплено к установочной поверхности.
Краткое описание чертежей
Фиг.1(а) - разрез вертикальной проекции изобретения;
фиг.1(b) - узел альтернативного варианта осуществления изобретения;
фиг.2 - холостой шкив из уровня техники;
фиг.3 - другой холостой шкив из уровня техники; и
фиг.4 - разрез альтернативного варианта осуществления.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
На фиг.1(а) изображена в разрезе вертикальная проекция холостого шкива 90, согласно изобретению. Холостой шкив 90 состоит из шкива 15. Шкив 15 содержит опорную поверхность 1 для ремня и стенку 8. Шкив 15 может представлять собой шкив “с реверсированием”, в котором опорная поверхность 1 для ремня выполнена гладкой. Шкив 15 может также иметь многоручьевую опорную поверхность 1 для ремня. Опорная поверхность 1 для ремня обозначает круговой контур вокруг центральной оси. Шкив 15 также содержит площадку 9 и закраину 10. Закраина 10 вытянута от площадки 9 по нормали или перпендикулярно. Площадка 9 может также иметь край 19, который обозначает отверстие. Отверстие в стенке 8 центрировано. Площадка 9 имеет ширину в поперечном направлении стенки и окружает расположенное в центре отверстие. Крепежная деталь 3 может быть установлена через центральное отверстие. Кроме того, закраина 10 может быть вытянута от площадки 9 наклонно, но когда это необходимо для выравнивания и частичного взаимодействия с внутренним кольцом 11 для центрирования шкива 15 относительно центральной оси А и для предотвращения поперечного перемещения шкива 15 в результате приложения нагрузки F ремня. Шкив 15 может быть изготовлен штамповкой из листового металла или выдавливанием способами обработки металлов, известными в данной области техники. Стенка 8 между площадкой 9 и опорной поверхностью 1 для ремня может быть выполнена рельефной, чтобы обеспечивался зазор между стенкой 8 и подшипником или чашкой 5 для предотвращения во время работы истирания стенкой 8 наружного кольца 2.
Подшипник 20 содержит наружное кольцо 2, внутреннее кольцо 11 и шаровые опоры 13. Внутреннее кольцо 11 имеет наружную поверхность 12 и обозначает канал 17 внутреннего кольца. Площадка 9 опирается на и прижимается к наружной поверхности 12 посредством действия крепежной детали 3 и гайки 4. Площадка 9 образована для того, чтобы обеспечить ортогональное или перпендикулярное взаимное расположение опорной поверхности 1 для ремня и наружной поверхности 12. В предпочтительном варианте осуществления внутренняя поверхность 10 может быть образована закраиной 10, которая выравнивает шкив 15 внутри канала 17 внутреннего кольца, см. фиг.1(а). Этим, в свою очередь, опорная поверхность 1 для ремня устанавливается параллельно центральной оси А.
В первом альтернативном варианте осуществления внутренняя поверхность 10 может также представлять собой поверхность 19, которая может прилегать к крепежной детали 3. Поверхность 19 не должна иным образом выступать или продолжаться в канал 17 внутреннего кольца, см. фиг.1(b). На фиг.1(b) изображен узел из альтернативного варианта осуществления изобретения.
В еще одном альтернативном варианте осуществления поверхность 19 может не прилегать к какой-либо конструкции. Посредством крепежной детали 3 и гайки 4 площадка 9 приложена к и только опирается на наружную поверхность 12. В этом альтернативном варианте осуществления опорную поверхность 1 для ремня и центральную ось А выравнивают в начальной стадии сборки, возможно, при использовании сборочного зажимного приспособления. Подшипник 20 фиксируют или удерживают в соответствующем положении относительно шкива 15. Кроме того, используя зажимное приспособление, устанавливают опорную поверхность 1 для ремня в заданное радиальное положение относительно центральной оси А. Это гарантирует совпадение оси вращения опорной поверхности для ремня и центральной оси. После нахождения точного радиального положения опорной поверхности 1 для ремня и центральной оси А используют крепежную деталь 3 и гайку 4 для прижима площадки 9 к наружной поверхности 12.
Подшипник 20 может быть любым, известным в данной области техники, содержащим внутреннее кольцо и наружное кольцо, которые могут вращаться относительно друг друга. Это могут быть, но без ограничения ими, шариковые подшипники, игольчатые подшипники, роликовые подшипники или подшипники скольжения. Подшипник 20 может быть самосмазывающимся или может требовать дополнительной или принудительной смазки.
Крепежная деталь 3, представляющая собой болт, и фиксатор, представляющий собой гайку 4, и фланец 16 скрепляют шкив 15 с внутренним кольцом 11. Крепежная деталь 3 может также представлять собой стойку, имеющую фланец 16, который вместо гайки взаимодействует с пружинным упорным кольцом (непоказанным). Крепежная деталь 3 необязательно действует как средство для выравнивания шкива 15 относительно центральной оси А. Болт 3 и гайка 4 просто скрепляют площадку 9 с наружной поверхностью 12 внутреннего кольца. Выравнивание опорной поверхности 1 для ремня относительно наружной поверхности 12 внутреннего кольца и центральной оси А можно выполнить так, как описано выше, или с помощью закраины 10, соприкасающейся с внутренним кольцом 11. Закраина 10 имеет минимальную длину L, и эта длина достаточна для удержания шкива 15 в нужном положении относительно внутреннего кольца 11 и центральной оси А, когда нагрузка F ремня приложена к холостому шкиву. Кроме того, шкив 15 удерживается на месте силой прижима крепежной детали 3, 4, действующей на площадку 9. Точное выравнивание опорной поверхности 1 ремня и внутреннего кольца 11 достигается перпендикулярностью опорной поверхности 1 ремня и площадки 9, и тем самым площадка 9 оказывается сцепленной с наружной поверхностью 12.
На фиг.4 изображен разрез альтернативного варианта осуществления. В альтернативном варианте осуществления центральное отверстие не обозначено стенкой 8. Вместо этого крепежная стойка или болт 60 отходит от площадки 9 перпендикулярно или по нормали к стенке 8. Крепежная деталь 60 проходит сквозь канал 17 внутреннего кольца по существу в совмещении с центральной осью А. Кроме того, гайка или фиксатор 61 закреплен на конце крепежной детали 60 для обеспечения крепления шкива 15 на внутреннем кольце 11. Гайка 61 может также иметь фланец 62 для облегчения объединения с внутренним кольцом 11.
Наружное кольцо 2 подшипника прикреплено к установочной поверхности 6. В предпочтительном варианте осуществления наружное кольцо 2 запрессовано в чашку 5. Чашку 5 можно прикрепить к установочной поверхности 6 посредством крепежных деталей 7 или любым другим способом, известным в данной области техники. Крепежные детали 7 могут представлять собой болты или заклепки, иные крепежные средства соответствующего типа, известные в данной области техники; кроме того, чашку можно приварить к установочной поверхности. Чашка 5 также может быть выполнена за одно целое с установочной поверхностью, например в результате литья вместе с установочной поверхностью. Установочная поверхность 6 может быть расположена на качающемся рычаге устройства для натяжения ремня или на сопряженных поверхностях, передающих крутящий момент мотора или двигателя, в том числе, например, автомобильного двигателя, или на любой иной поверхности, пригодной для поддержания холостого шкива.
В предпочтительном варианте осуществления шкив 15 вращается вместе с внутренним кольцом 11, тогда как наружное кольцо 2 остается неподвижным. Сохранение наружного кольца 2 неподвижным существенно снижает скорость кольца и, следовательно, скорость шаровых опор. В свою очередь, это значительно уменьшает износ подшипника и снижает требования, предъявляемые к смазке.
На фиг.2 изображен холостой шкив из уровня техники. Шкив 56 содержит ось 58, которая установлена в и пропущена сквозь кольцевое отверстие 40 внутреннего кольца. Шариковый подшипник содержит внутреннее кольцо 38, наружное кольцо 36 и шаровые опоры 54. Наружное кольцо 36 впрессовано в приемную чашку 32. Поддерживающая чашка 52 напрессована поверх конца оси 58 для того, чтобы удержать ось 58 внутри кольцевого отверстия 40. Кроме того, фиксатор 50 впрессован в приемную чашку 32, чтобы наружное кольцо 36 зафиксировалось внутри приемной чашки 32.
Кроме того, на фиг.3 изображен другой холостой шкив из уровня техники. Гайка 78, закрепленная на болте 84, фиксирует внутреннее кольцо 72 шарикового подшипника на месте на установочной поверхности 80. Шкив 70 установлен на наружном кольце 74. Шкив 70 вместе с наружным кольцом 74 вращается вокруг внутреннего кольца 72.
Хотя в настоящей заявке описана единственная форма изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что в конструкции и применительно к деталям можно сделать изменения без отступления от сущности и объема изобретения, описанного здесь.
1. Холостой шкив, содержащий опорную поверхность для ремня, стенку, соединенную с опорной поверхностью для ремня, при этом стенка имеет плоскость, перпендикулярную опорной поверхности для ремня, и имеет площадку, имеющую ширину и, по существу, центрированную на стенке, причем площадка окружает отверстие для взаимодействия с резьбовой крепежной деталью, проходящей через отверстие и опирающейся на площадку, подшипник, имеющий внутреннее кольцо и наружное кольцо, при этом внутреннее кольцо имеет наружную поверхность, перпендикулярную центральной оси, и имеет канал внутреннего кольца, а площадка скреплена с наружной поверхностью, в результате чего опорная поверхность для ремня, по существу, перпендикулярна наружной поверхности.
2. Шкив по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит резьбовую крепежную деталь, проходящую перпендикулярно площадке, и резьбовой фиксатор, взаимодействующий с крепежной деталью, в результате чего площадка взаимодействует с внутренним кольцом посредством крепежной детали, а опорная поверхность для ремня, по существу, концентрична относительно центральной оси.
3. Шкив по п.2, отличающийся тем, что наружное кольцо прикреплено к поверхности.
4. Шкив по п.2, отличающийся тем, что стенка и опорная поверхность для ремня выполнены за одно целое путем штамповки из листового металла.
5. Шкив по п.2, отличающийся тем, что стенка и опорная поверхность для ремня выполнены за одно целое выдавливанием путем обработки металла давлением.
6. Шкив по п.2, отличающийся тем, что подшипник выполнен самосмазывающимся.
7. Шкив по п.2, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня является, по существу, плоской.
8. Шкив по п.2, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня имеет многоручьевой профиль.
9. Холостой шкив, содержащий опорную поверхность для ремня, имеющую круговую форму, стенку, соединенную с опорной поверхностью для ремня, при этом стенка имеет плоскость, перпендикулярную опорной поверхности для ремня, и имеет площадку, имеющую ширину и, по существу, центрированную на стенке, подшипник, имеющий внутреннее кольцо и наружное кольцо, при этом внутреннее кольцо имеет наружную поверхность, перпендикулярную центральной оси, и имеет канал внутреннего кольца, а площадка скреплена с наружной поверхностью, в результате чего опорная поверхность для ремня, по существу, перпендикулярна наружной поверхности, край, образующий отверстие, при этом отверстие окружено площадкой и, по существу, центрировано в стенке, резьбовую крепежную деталь, проходящую сквозь отверстие и опирающуюся на площадку, и резьбовой фиксатор, взаимодействующий с резьбовой крепежной деталью, скрепляя площадку с наружной поверхностью.
10. Шкив по п.9, отличающийся тем, что краевая часть дополнительно содержит закраину, проходящую под углом к площадке, при этом закраина взаимодействует с каналом внутреннего кольца, в результате чего стенка, по существу, параллельна наружной поверхности.
11. Шкив по п.10, отличающийся тем, что наружное кольцо прикреплено к поверхности.
12. Шкив по п.10, отличающийся тем, что стенка и опорная поверхность для ремня выполнены за одно целое путем штамповки из листового металла.
13. Шкив по п.10, отличающийся тем, что стенка и опорная поверхность для ремня выполнены за одно целое выдавливанием путем обработки металла давлением.
14. Шкив по п.10, отличающийся тем, что подшипник выполнен самосмазывающимся.
15. Шкив по п.10, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня является, по существу, плоской.
16. Шкив по п.10, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня имеет многоручьевой профиль.
17. Шкив по п.9, отличающийся тем, что наружное кольцо прикреплено к поверхности.
18. Шкив по п.9, отличающийся тем, что стенка и опорная поверхность для ремня выполнены за одно целое путем штамповки из листового металла.
19. Холостой шкив, содержащий опорную поверхность для ремня, стенку, соединенную с опорной поверхностью для ремня, при этом стенка имеет площадку, имеющую ширину и, по существу, центрированную на стенке, подшипник, имеющий внутреннее кольцо и наружное кольцо, при этом внутреннее кольцо имеет наружную поверхность, перпендикулярную центральной оси, и имеет канал внутреннего кольца, а площадка скреплена с наружной поверхностью, в результате чего опорная поверхность для ремня, по существу, перпендикулярна наружной поверхности, и резьбовую крепежную деталь, проходящую перпендикулярно площадке и взаимодействующую с фиксатором, сцепляя площадку с наружной поверхностью.
20. Шкив по п.19, отличающийся тем, что площадка дополнительно содержит скошенную часть, проходящую под углом к площадке, и при этом скошенная часть взаимодействует с каналом внутреннего кольца.
21. Шкив по п.19, отличающийся тем, что наружное кольцо установлено на поверхности.
22. Шкив по п.19, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня дополнительно имеет многоручьевой профиль.
23. Холостой шкив, содержащий опорную поверхность для ремня, имеющую круговую форму, стенку, соединенную с опорной поверхностью для ремня, при этом стенка имеет площадку, по существу, центрированную на стенке, подшипник, имеющий центральную ось и внутреннее и наружное кольца, при этом внутреннее кольцо имеет наружную поверхность и имеет канал внутреннего кольца, площадка скреплена с наружной поверхностью, в результате чего опорная поверхность для ремня является, по существу, концентричной с центральной осью, и резьбовую крепежную деталь, проходящую через канал внутреннего кольца, скрепляя площадку с наружной поверхностью.
24. Шкив по п.23, отличающийся тем, что площадка дополнительно содержит скошенную часть, проходящую под углом к площадке, и при этом скошенная часть взаимодействует с каналом внутреннего кольца.
25. Шкив по п.23, отличающийся тем, что опорная поверхность для ремня дополнительно имеет многоручьевой профиль.
