本發(fā)明涉及一種用于張力輥(tension roller)或卷繞輥(winding roller)的皮帶輪(pulley)裝置的領(lǐng)域，所述皮帶輪裝置旨在用于與比如鏈條或皮帶(例如機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的同步帶)之類的力矩傳輸(torque-transmission)裝置相配合。

背景技術(shù)：

此類輥通常用于在皮帶或鏈條上保持處于一預(yù)定范圍內(nèi)的恒定張力，或者是用于對所述皮帶或鏈條的路線進(jìn)行局部修正。因此分別使用了術(shù)語張力輥和卷繞輥。在卷繞輥中，皮帶輪通過中間軸承被可旋轉(zhuǎn)地安裝在螺栓(bolt)或輪軸(axle)上，由此將輥直接或間接地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)組或是連接到比如關(guān)節(jié)組件或偏心輪組件之類的張力輥構(gòu)件。軸承是任何能夠產(chǎn)生在皮帶輪與螺栓或輪軸之間的樞轉(zhuǎn)連接的機(jī)械裝置，并且為此目的，所述軸承可以是滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。

一般來說，隔圈(spacer)與所述螺栓或輪軸一起使用，從而將輥連接到該隔圈的支撐部件。在安裝期間可取的是，將輪軸或螺栓軸向連接到(構(gòu)成輥并且包括皮帶輪的)其它組件。這提供了一種不能拆開的組裝件，該組裝件易于處理和運(yùn)輸并且可以簡單地安裝。

為此目的，由文獻(xiàn)FR 2954437已知了一種用于張力輥的皮帶輪裝置，包括：皮帶輪；軸承；支撐該軸承的隔圈；以及，相對于隔圈在軸向上固定不動(dòng)的緊固螺栓(securing bolt)。緊固螺栓與隔圈的相對軸向保持是借助于扣環(huán)(retaining ring)來實(shí)現(xiàn)的，該扣環(huán)被設(shè)計(jì)成與緊固螺栓中形成的溝槽嚙合。

該解決方案的缺點(diǎn)之一是需要對緊固螺栓進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。此外，必須在隔圈的端面(frontal surface)上留下相對較大的空隙以便允許安裝扣環(huán)。這明顯減少了在隔圈與其支撐部件之間的接觸面積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)就是消除所述缺點(diǎn)。

本發(fā)明的目標(biāo)更具體是提供一種易于制造和裝配并且成本低廉的皮帶輪裝置。

為此目的，提出了一種用于力矩傳輸裝置的張力輥或卷繞輥的皮帶輪裝置，包括：皮帶輪；軸承；支撐構(gòu)件，該支撐構(gòu)件以旋轉(zhuǎn)方式支撐所述皮帶輪并且設(shè)置有通孔；以及，緊固螺栓，該緊固螺栓延伸到支撐構(gòu)件的所述通孔中。該裝置還包括：至少一個(gè)將緊固螺栓限制在支撐構(gòu)件上的限位緊固裝置。此外，支撐構(gòu)件包括從支撐構(gòu)件的通孔擴(kuò)展出的凹陷部，所述限位緊固裝置(captive-securing means)能夠至少部分安裝在所述凹陷部內(nèi)。

如本發(fā)明所述，所述凹陷部的外部徑向壁包括至少一個(gè)相對于皮帶輪軸向傾斜的部分。由于在該傾斜的壁與限位緊固裝置之間的相互作用，能夠在運(yùn)輸期間非常簡單且魯棒地(robustly)實(shí)現(xiàn)夾持效果，而在所述裝置被最終安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)組或其它位置上時(shí)也不會(huì)有發(fā)生干擾的風(fēng)險(xiǎn)。該傾斜的壁可采用斜面(chamfer)的形式。

在一個(gè)實(shí)施方式中，凹陷部在支撐構(gòu)件的軸向端部(即與緊固螺栓的頭部相反的端部)處的徑向表面上開口。

作為優(yōu)選形式，壁的傾斜是要使得凹陷部在所述徑向表面的方向上變闊。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述限位緊固裝置能夠楔入(wedge)所述外部徑向壁與緊固螺栓的外側(cè)徑向表面之間，并且外部徑向壁的傾斜角足夠小，足以引發(fā)可防止緊固螺栓脫離的自鎖效應(yīng)(self-locking effect)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述緊固螺栓包括至少一個(gè)螺紋部分，并且該所述限位緊固裝置局部覆蓋所述緊固螺栓的螺紋部分。眾所周知的是，自鎖效應(yīng)依賴于在傾斜角的反正切值(arctangent)與(限位緊固裝置和在其間楔入有該限位緊固裝置的表面之間的)夾持摩擦(friction ofgrip)系數(shù)之間的關(guān)系。很顯然，夾持摩擦系數(shù)在緊固螺栓的螺紋部分上是非常高的。此外，出于相同的原因，不需要對凹陷部的外壁進(jìn)行加工以使其光滑。

此外，本發(fā)明提出，對于所述凹陷部而言，要具有基本上圓錐形的形狀。而圓錐形的或截頭圓錐形的凹陷部能夠簡單且成本低廉地生成–甚至是可以與所述孔在同一步驟中生成。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，凹陷部具有基本上截頭圓錐形的形狀。

在一個(gè)實(shí)施方式中，支撐構(gòu)件是支撐所述軸承的內(nèi)圈的隔圈。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，支撐構(gòu)件與所述軸承的內(nèi)圈一體制成。作為優(yōu)選形式，支撐構(gòu)件包括在其圓周外表面上的、用于球的滾道，特別是深溝槽。

在一個(gè)實(shí)施方式中，限位緊固裝置是O形密封圈。O形密封圈成本低廉并且由于其非常高的摩擦系數(shù)(特別是在O形密封圈由橡膠制成的情況下)本身就能夠產(chǎn)生自鎖效應(yīng)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，緊固螺栓包括頭部和桿部，該桿部包括至少一個(gè)螺紋部分，所述限位緊固裝置被軸向設(shè)置在與螺釘?shù)念^部相反的支撐構(gòu)件端部。在一個(gè)實(shí)施方式中，限位緊固裝置被徑向設(shè)置在支撐構(gòu)件的孔與螺栓的螺紋部分之間。

此外，限位緊固裝置可以是可破壞的且臨時(shí)性的。術(shù)語“可破壞的”意味著(例如在被安裝到裝置中時(shí))對該限位緊固裝置的破壞可由用戶做出的力學(xué)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。例如，所述力學(xué)動(dòng)作可以是手動(dòng)的，比如將擰緊力矩手動(dòng)施加到緊固螺栓上。此類皮帶輪裝置使得有可能(例如在運(yùn)輸期間)將緊固螺栓相對于隔圈暫時(shí)鎖住，直至最終將該裝置安裝到外部支撐部件上為止。此外，有可能使用不設(shè)置有溝槽的、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的緊固螺栓。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述限位緊固裝置被徑向插在螺栓與隔圈中的孔之間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，限位緊固裝置局部覆蓋緊固螺栓和隔圈。

在一個(gè)實(shí)施方式中，限位緊固裝置被整體安裝在所述凹陷部內(nèi)。

所述裝置可包括一個(gè)或多個(gè)臨時(shí)鎖定裝置(locking means)。該鎖定裝置能以橡膠球的形式或以合成材料所制成的緊固點(diǎn)的形式來實(shí)現(xiàn)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，凹陷部是不連續(xù)的，也就是說凹陷部在給定的扇形區(qū)域(angular sector)內(nèi)延伸，例如對應(yīng)扇形角在20°與60°之間，優(yōu)選在35°與45°之間。作為一種有利的選擇，隔圈的通孔包括多個(gè)此類凹陷部。

皮帶輪優(yōu)選包括：外側(cè)軸向部分；以及，連接到軸承外圈的內(nèi)側(cè)軸向部分。作為一種替代方式，皮帶輪可與外圈一體制成。

本發(fā)明的另一方面提出的是，一種用于裝配皮帶或鏈條的張力輥或卷繞輥的皮帶輪裝置的方法，包括以下步驟：將皮帶輪、軸承和支撐所述皮帶輪并設(shè)有通孔的支撐構(gòu)件裝配成子單元(subassembly)；將緊固螺栓插入到支撐構(gòu)件的所述孔中；以及，通過將至少一個(gè)用于限位緊固螺栓的限位緊固裝置裝配在從孔擴(kuò)展出的凹陷部內(nèi)，將緊固螺栓相對于隔圈保持就位。所述凹陷部的外部軸向壁包括至少一個(gè)相對于皮帶輪軸向傾斜的部分。

附圖說明

通過閱讀以下按非限制性舉例方式提供的描述并參考所附示圖將會(huì)更好地理解本發(fā)明的其他目的、特性及優(yōu)勢，其中附圖包括：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)示例性實(shí)施方式所述的皮帶輪裝置的縱向剖面圖；

圖2是圖1的細(xì)節(jié)圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)示例性實(shí)施方式所述的皮帶輪裝置的縱向剖面圖；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)示例性實(shí)施方式所述的皮帶輪裝置的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

正如能夠從圖1和2看出的，用于力矩傳輸裝置(比如皮帶或鏈條)的張力輥或卷繞輥的皮帶輪裝置(整個(gè)皮帶輪裝置用附圖標(biāo)記10來表示)，包括：皮帶輪12；滾動(dòng)軸承14；幾何軸線16；整體形狀為圓柱形的隔圈18；以及，與軸線16同軸的緊固螺栓20。正如將在下文中更詳細(xì)地描述的，裝置10包括用于將緊固螺栓20限位緊固或鎖定在隔圈18上的限位緊固裝置。

皮帶輪12包括：外部軸向部分24，該外部軸向部分24提供了旨在與皮帶或鏈條之類的力矩傳輸裝置(未顯示)配合的外表面；內(nèi)部軸向部分26；以及，徑向環(huán)形中間部分28，該徑向環(huán)形中間部分28將所述外部軸向部分24和內(nèi)部軸向部分26連接起來。外部軸向部分24和內(nèi)部軸向部分26是與軸線16同軸的。此外，剛性的肋狀物29被設(shè)置在內(nèi)部軸向部分26和外部軸向部分24之間，并且連接到中間部分28。

滾動(dòng)軸承14包括：內(nèi)圈30；外圈32；一排滾動(dòng)體34，所述滾動(dòng)體34在本例中以球的形式實(shí)現(xiàn)，并且被設(shè)置在所述內(nèi)圈32與外圈34之間；以及，保持架(cage)36，該保持架36用于確保維持所述滾動(dòng)體34在圓周上的間隔。滾動(dòng)軸承14還包括在每一側(cè)上的環(huán)形密封件38、40，該環(huán)形密封件38、40連接到外圈30從而封閉在所述內(nèi)圈32與外圈34之間的徑向空間，所述滾動(dòng)體34和保持架36就被封裝在該徑向空間中。

在所示示例性的實(shí)施方式中，內(nèi)圈30和外圈32是實(shí)心的(solid)?！皩?shí)心滾道”被理解為其滾道形狀是通過(以車削或研磨方式)從管材、棒料、被鍛造和/或軋制的毛坯件移除切屑的加工來獲得的。內(nèi)圈30包括旋轉(zhuǎn)的軸向外表面30a，在該軸向外表面30a上形成有用于滾動(dòng)體34的環(huán)形滾道。內(nèi)圈30還包括嚙合在隔圈18上的孔30b以及軸向限定了所述孔和外表面的兩個(gè)徑向端面30c、30d。外圈32具有類似的設(shè)計(jì)。

在所示的示例性實(shí)施方式中，皮帶輪12通過使用聚酰胺之類的塑性材料在外圈32上二次成型來獲得。由此導(dǎo)致在這些部件之間產(chǎn)生優(yōu)異的內(nèi)聚力(cohesion)。作為一種選擇，皮帶輪可由金屬片制成，并且壓制到外圈32上。在另一個(gè)實(shí)施方式變體中，皮帶輪12和外圈32可一體制成。

(有軸線16的)隔圈18包括軸向的圓柱形部分42，在該軸向的圓柱形部分42上固定有滾動(dòng)軸承14的內(nèi)圈30，并且該軸向的圓柱形部分42在一個(gè)軸向端部擴(kuò)展成具有較大直徑的軸向的圓柱形部分44。徑向的環(huán)形肩部46形成在軸向部分42、44之間，并且形成內(nèi)圈30的徑向表面30c軸向抵靠的受力面(thrust surface)。在與軸向肩部46軸向相對的側(cè)面上，軸向部分44通過徑向端面48來界定，該徑向端面48適合抵靠位于所述裝置以外的支撐部件(未顯示)，從而使得該裝置能夠安裝并固定在所述支撐部件上。該支撐部件例如為發(fā)動(dòng)機(jī)組、相關(guān)的自動(dòng)張力輥的關(guān)節(jié)部件或偏心輪部件。軸向部分44相對于皮帶輪12軸向突出。在與徑向端面48軸向相反的側(cè)面上，軸向部分42通過徑向端面49來界定。隔圈18在軸向上通過徑向端面48和49來界定。

在該實(shí)施方式中，軸向部分42的軸向尺寸稍小于內(nèi)圈30的軸向尺寸。因此，徑向表面49相對于內(nèi)圈30的徑向表面30d在軸向上稍有偏移。因此，隔圈18與徑向表面30d完全沒有重疊，從而使得徑向表面30d可被用作參考表面并且抵靠任何其它的表面。

隔圈18包括(有軸線16的)圓柱形的孔50，緊固螺栓20延伸到該圓柱形的孔50中。緊固螺栓20可被固定到孔50內(nèi)部，并且與孔50有或大或小的間隙。孔50是通孔。孔50在軸向上從徑向表面49延伸至徑向表面48。

凹陷部52從孔50擴(kuò)展出來。此處，凹陷部52是從所述孔徑向向外擴(kuò)展出來的。在本例中，凹陷部52以圓錐形的孔(即圓錐形的鉆孔)的形式實(shí)現(xiàn)。因此，凹陷部52的外部環(huán)形壁52a是傾斜的并且形成斜面。在圖1的實(shí)施方式中，斜面在孔50的范圍內(nèi)延伸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，處在相對于軸線16的軸向平面內(nèi)的平底部件，其可被徑向設(shè)置在傾斜的壁52a與容納螺釘?shù)目?0之間。正如能夠在圖2中看出的，凹陷部52的軸向截面具有錐形形狀。

正如在圖2中更明顯地顯示出的，按照斜面形式的傾斜的壁52a是在隔圈18的(開口到徑向表面48上的)孔50上得到的。(有軸線16的)凹陷部52是截頭圓錐形狀的，在該截頭圓錐中較小底面的直徑等于孔50的直徑。圓錐角α或(相對于軸線16傾斜的)壁的傾斜角可以有利地在10°與40°之間，并且優(yōu)選在25°與35°之間，特別是等于30°。特別地，外部軸向壁52a的傾斜角足夠小，足以引發(fā)防止緊固螺栓20脫離的自鎖效應(yīng)。

再次參考圖1，緊固螺栓20包括(用于擰緊的)頭部54和桿部，所述桿部設(shè)置有從頭部軸向延伸出來并且位于孔50內(nèi)中心位置上的光滑部分56，和在與所述頭部相反一側(cè)的螺紋部分58。螺栓的螺紋部分58相對于隔圈18的徑向表面48軸向延伸。該螺紋部分58旨在被插入到在所述裝置以外的支撐部件的螺紋孔中。

如上所示，裝置10包括用于確保對緊固螺栓20進(jìn)行限位緊固的限位緊固裝置。在所示的示例性實(shí)施方式中，這些限位緊固裝置是以O(shè)形密封圈62的形式制成的，這些限位緊固裝置徑向插入到螺栓20與隔圈18之間并位于隔圈18的凹陷部52的斜面以內(nèi)。

O形密封圈62楔入凹陷部52的傾斜表面52a與緊固螺栓20之間，從而使得當(dāng)緊固螺栓20在其頭部54的方向上被拉動(dòng)時(shí)出現(xiàn)自鎖效應(yīng)。在該方向上的拉力導(dǎo)致了在O形密封圈及其接觸面之間的徑向夾緊力(clamping force)。該徑向夾緊力使得夾持摩擦力增加大于拉力本身。因此不能夠?qū)⒙菟?0分離。在將所述裝置最終安裝到徑向支撐部件期間，螺栓20傾向于在鍥入力會(huì)降低的軸向上移動(dòng)。因此，夾持摩擦力變得過低，以至于不能夠在最終將所述裝置安裝到其支撐部件上的時(shí)候?qū)Ρ挥糜跀Q緊螺栓20的力矩的控制產(chǎn)生影響。

后續(xù)的過程被用于裝配皮帶輪裝置10。

首先，制造包括皮帶輪12、滾動(dòng)軸承14和隔圈18的子單元。為此，將皮帶輪12與滾動(dòng)軸承14的外圈26裝配在一起。接下來，將隔圈18安裝在滾動(dòng)軸承14的內(nèi)圈30的孔30b中，直至肩部46鄰接徑向端面30c。第二步，將緊固螺栓20插入到墊圈60中，并隨后插入到子單元的隔圈18中。

第三步，將O形密封圈62安裝到環(huán)形的凹陷部52中，相應(yīng)安裝方式是使得圍繞螺栓20的軸向間隙基本上減小為零。O形密封圈62用作將緊固螺栓20限制在隔圈18上的限位緊固裝置。該限位緊固裝置62執(zhí)行了雙重功能，即在軸向上保持螺栓20和在圓周方向上保持螺栓20。

通過提供用于將緊固螺栓20限制在隔圈18上的限位緊固裝置62，緊固螺栓20能夠被更加牢固地?cái)Q緊到其支撐部件上。事實(shí)上，在擰緊緊固螺栓20期間，當(dāng)徑向端面48鄰接外部支撐部件時(shí)，限位緊固裝置62不再有效。這是因?yàn)榫o固螺栓20能夠相對于隔圈18進(jìn)行樞轉(zhuǎn)(pivot)，這就有可能更牢固地?cái)Q緊該螺栓。

此外，在所示的示例性實(shí)施方式中，限位緊固裝置62相對于表面48是凹陷的或者被安裝成與表面48是平齊的，用于將隔圈18安裝到該隔圈支撐部件上。除了緊固螺栓20之外，缺少相對于表面48突出的組件，這使得有可能對皮帶輪裝置10進(jìn)行定位使得該皮帶輪裝置10更容易抵靠其支撐部件。然而，在一個(gè)實(shí)施方式變體中，有可能在緊固螺栓20與隔圈的端面48之間提供限位緊固裝置62。

此外，皮帶輪裝置10提供的優(yōu)勢在于，不要求對緊固螺栓20進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

在圖3中顯示了第二個(gè)示例性的實(shí)施方式，在該附圖中相同的構(gòu)件具有相同的參考標(biāo)記，與第一實(shí)施例所描述的技術(shù)方案的差別在于，隔圈和軸承的內(nèi)圈通過(包括滾道的)單個(gè)構(gòu)件30來代替。該構(gòu)件30是相對于外圈軸向突出的內(nèi)圈。此外，軸承14是雙排的滾珠軸承。

孔18和容納限位緊固裝置62的凹陷部52直接在該經(jīng)過修改的內(nèi)圈30中形成。

在圖4所示的第三個(gè)實(shí)施方式中，在該附圖中相同的構(gòu)件使用相同的附圖標(biāo)記，所述裝置包括若干限位緊固裝置，這些具有雙重功能的限位緊固裝置作為若干按照緊固點(diǎn)62形式的臨時(shí)鎖定裝置，這些限位緊固裝置由合成材料制成。緊固點(diǎn)62由(比如聚酰胺材料之類的)合成材料(通過比如二次成型的方式)制成。作為一種選擇，合成材料可以是粘合劑(adhesive)或硅樹脂(silicone)。

通過調(diào)整所使用的合成材料的量，有可能限定出一個(gè)剪切力閾值(shearing threshold)，該剪切力閾值是與螺栓20相對于隔圈18的臨時(shí)鎖定相關(guān)的。換而言之，在該實(shí)施方式中，作為一種有利的選擇，可以計(jì)算緊固點(diǎn)62的數(shù)量和每個(gè)緊固點(diǎn)62所用合成材料的量，從而使得由用戶手動(dòng)進(jìn)行的擰緊螺栓20的動(dòng)作導(dǎo)致了螺栓20相對于隔圈18的鎖定剪切力。相比之下，在螺栓20的頭部的軸向上的拉力導(dǎo)致自鎖效應(yīng)，并且壓縮合成材料從而避免了剪切力。因此，這種鎖定是臨時(shí)的，并且僅在皮帶輪裝置10的存儲(chǔ)與運(yùn)輸期間有效。

正如可在圖4中看到的，每個(gè)緊固點(diǎn)62都沿著截頭圓錐形的凹陷部52的斜面、在圍繞軸線16的扇形區(qū)域β內(nèi)延伸。在該實(shí)施方式中，扇形角β在1°與10°之間，優(yōu)選在1°與5°之間，并且特別是大致等于3°。限位緊固裝置62的這種局部應(yīng)用加強(qiáng)了其臨時(shí)性(temporary nature)。作為一種選擇，每個(gè)臨時(shí)的限位緊固裝置62可按在凹陷部52內(nèi)部的、在一個(gè)較寬的扇形區(qū)域上延伸的至少一條連續(xù)的粘合劑線的形式來實(shí)現(xiàn)。

在該實(shí)施方式中，限位緊固裝置包括三個(gè)緊固點(diǎn)62。然而，應(yīng)用其它數(shù)量的(例如1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)或更多個(gè))緊固點(diǎn)62也不應(yīng)被認(rèn)為偏離了本發(fā)明的保護(hù)范圍。

這些限位緊固裝置62是可分離的，從而允許例如僅限于在存儲(chǔ)和運(yùn)輸皮帶輪裝置10時(shí)臨時(shí)鎖定螺栓20。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過被壓入凹陷部的橡膠球來代替第三個(gè)實(shí)施方式中的限位緊固裝置。

在其它未借助附圖顯示的實(shí)施方式中，所述裝置包括至少一個(gè)凹陷部，該凹陷部在圓周角嚴(yán)格小于360°的扇形中延伸，并且在該特定的實(shí)施例中是在圓周角在35°與45°之間的扇形中延伸。每個(gè)凹陷部從所述孔擴(kuò)展出來，并且包括以上所描述的傾斜的壁。作為一種有利的選擇，存在與緊固點(diǎn)數(shù)量一樣多的凹陷部。每個(gè)緊固點(diǎn)都被設(shè)置在其自身的凹陷部內(nèi)。作為優(yōu)選形式，支撐構(gòu)件上提供了多個(gè)相同的凹陷部，并且在圓周方向上彼此間隔開，在本例中是均勻間隔開的。這樣一個(gè)示例性實(shí)施方式所具有的特別優(yōu)勢在于，在支撐構(gòu)件及其支撐部件之間的接觸面積更大。

本發(fā)明以包括滾動(dòng)軸承的皮帶輪裝置為基礎(chǔ)進(jìn)行了描述，所述滾動(dòng)軸承設(shè)置有內(nèi)圈、外圈和至少一排被布置到所述外圈和內(nèi)圈之間的滾動(dòng)體。作為一種選擇，軸承可以是滑動(dòng)軸承類型的并且包括例如由熱塑性材料形成的環(huán)形主體，并且可包括能夠填充有潤滑劑的徑向溝槽。在另一種實(shí)施方式變體中，所述滑動(dòng)軸承可包括兩個(gè)直接相對于彼此滑動(dòng)的滾道或圈。

最后，該解決方案提出了一種成本更加低廉且更易于實(shí)現(xiàn)的裝置，該裝置允許額外地改善皮帶輪裝置在其外部支撐部件上的緊固。