皮帶傳動機構的製作方法
2023-05-08 09:53:11 1
專利名稱：皮帶傳動機構的製作方法
技術領域：
該發明涉及一種皮帶傳動機構，尤其是(但非限制性地)一種以皮帶驅動機動車水泵葉輪的機械裝置。
背景技術：
在FR2.160.201文獻中描述了一種用於機動車發動機的水冷卻泵，這種泵包括一種設置在盒體( )構件一例的葉輪，該構件在正對葉輪的一側，形成了向外突出的筒體，並在此處形成了軸承內圈的基座。葉輪與一段軸是連成一體的，該軸在筒體水平處從盒體出來，且該軸通過徑向臂與一個皮帶輪的輪輞相連。在該輪輞上被安裝了一個軸承外圈，內外國構成了一個軸承，該軸承軸向地位於在一端的葉輪和另一端的徑向連接臂之間。臂(或稱「臂杆」)通過焊接固定在軸上，因此，泵和盒體構件就形成了一個統一的子組件。然而，這種子組件的安裝顯得很複雜，因為軸承一安裝，該段軸和皮帶輪臂間的焊接就必須完成。特別是，葉輪和皮帶輪的軸向對準很難在安裝時達到要求。另外，臂大概位於輪輞的中央徑向平面中，且軸承被限制在輪輞的一個軸端。只有安置一排滾珠的空間，這樣甚至連一部分的皮帶輪都位於懸伸的位置。來自皮帶向皮帶輪施加的力的轉矩，趨向於使皮帶輪偏離軸線，並且因此使軸杆和葉輪都發生偏離。另外，皮帶輪的輪輞和外圈的疊加厚度限制了軸承滾珠的可用空間。處於所有這些原因，能夠支撐這種裝置的荷載就有限了。
在EP 0 289 958文獻中還描述了一種機動車發動機冷卻泵，該泵具有一個安裝在盒體構件一側的葉輪，在軸的一端與皮帶輪輞形成一體，輪輞位於盒體的另一側，皮帶輪由滾動輪接觸面帶動，軸承的外軸承座圈直接在皮帶輪輪輞內部形成。內軸承軸承座圈在安裝在凸緣(flasque)處的一段軸上形成，該凸緣與泵的盒體連接。皮帶輪輪輞處於盒體構件和凸緣之間，這增加了裝置的軸向的和徑向的體積。另外，構件間的對準很不理想，這就要求對軸承盒和軸之間的密封接頭採取預防措施。
發明內容
本發明旨在彌補現有技術的缺陷，從而提出了一種具備以下特點的裝置小體積，易安裝，高荷載，且能避免過早磨損及由於構件間對準不合格產生的噪音。
為此，根據本發明的第一方面，本發明的目的在於一種這樣的一種傳動機構，其包括配備有筒體的機架，該筒體包括至少一個限定旋轉幾何軸線的內軸承座圈；一體的鼓輪，該鼓輪完全位於同旋轉幾何軸線垂直的幾何參考平面的第一側，並配備有-輪接觸面，用於與傳動帶配合，-開口，在該開口中裝入筒體，-至少一個外軸承座圈，與內軸承座圈相對設置，滾動體，其安置在軸承座圈上，用於形成軸承；
軸，其穿過筒體並同旋轉構件連接，旋轉構件在幾何參考平面的第二側延伸；將軸和鼓輪連接的連接裝置，該連接裝置在軸和鼓輪間徑向延伸，並和同旋轉軸垂直的幾何平面相切，所述幾何平面與參考橫向平面的距離比軸承座圈與參考橫向平面的距離更遠。
由於外軸承座圈至皮帶鼓輪的一體化，可以增加軸承座圈間的距離，從而有可能增加滾動體的尺寸，進而加大軸承的許可荷載。該傳動機構保持了軸向上的緊湊，因為將軸承軸向地設置在將軸連接到鼓輪的連接裝置和機架之間。
根據一種實施方案，連接裝置包括至少一個與鼓輪組裝在一起的接口，該接口位於比所述軸承座圈離參考橫向平面更遠的位置處。接口的位置使得安裝更方便。優選的是，裝配接口同旋轉軸線之間的距離小於軸承的節圓直徑。接口的圓周因此非常大，這進一步使得安裝方便。軸承件的安裝，特別是滾動體的安裝，以及在需要時的機殼和密封圈的裝配，都顯得很容易。
可通過不同的方式將連接裝置安裝到鼓輪上，特別是可通過以下方法壓接、套箍、焊接、粘接、夾緊連接。
對於前述的裝配接口可用替代的或補充的方法，連接裝置可以包括一個與軸裝配的裝配接口，該裝配接口位於離旋轉軸線的距離比所述筒體的內直徑小的位置處，因為它的較小直徑，用於與軸裝配的裝配接口不會阻礙軸插入筒體。優選地，連接裝置包括一個通過套裝方式與軸裝配到一起的套筒。
根據一種實施方式，連接裝置包括至少一個與軸和鼓輪裝配在一起的中間件。優選地，連接裝置由與軸和鼓輪裝配在一起的杯狀件構成。該杯狀件可以有利地由鋁製成。
作為替代方式，可以預製一個由軸和連接裝置形成的子組件，該子組件可被固定在鼓輪上。可替代地，還可以預製一個由鼓輪和連接裝置形成的子組件，該子組件可被固定在軸上。
優選地，筒體包括一個內圈，在該內圈上可形成內軸承座圈。該內圈優選具有一個徑向對稱平面，從而可使無需考慮其方向進行安裝。
作為替代方式，可以直接在筒體上形成內軸承座圈。從而可以使鼓輪和筒體的厚度最優化，以在有必要的情況下增加滾珠尺寸。
優選地，筒體具有兩個同軸的內軸承座圈，一體的鼓輪配有兩個外軸承座圈，所述外軸承座圈位於與兩個同軸的內軸承座圈相對的位置，所述內軸承座圈和所述外軸承座圈同滾動體一起形成具有雙排滾動體的軸承。因此很大程度提高了傳動機構的可承受載荷及其傳送的動力。有利的是，雙排滾動體軸承的滾動體負荷線相對徑向平面是傾斜的，這使得軸承具有更大的軸向穩定性。
優選地，滾動體是滾珠，儘管柱形或錐形滾子或者滾針也可考慮。
根據一種特別有利的實施例，一體的鼓輪具有一個徑向對稱平面。
根據本發明的另一方面，本發明涉及一種配備有上述傳動機構的水泵，其中旋轉構件是葉輪。
然而，旋轉構件可以是任何類型的接收構件或傳動構件，本發明的傳動機構能夠從皮帶向軸或者從軸向皮帶傳輸動力。
其他的優點和特徵在後面的參照附圖的非限制性示出的本發明具體實施方式
的描述中變得顯而易見，附圖中，圖1示出了根據本發明第一實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖；圖2是根據本發明第二實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖；圖3是根據本發明第三實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖；圖4是根據本發明第四實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖；圖5是根據本發明第五實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖；圖6是根據本發明第六實施例的皮帶輪傳動裝置的軸向剖面圖。
為了簡化說明，不同實施例的相同元件將用相同的附圖標記表示，且對它們的說明也不再重複。
具體實施例方式
參考圖1，機架10構成一個在水路12和外部14之間的接口。該機架10配備有一個筒體16，筒體16形成了一個軸承22的內圈20的圓柱形支座18，內圈20配備有兩個軸承座圈24，這些軸承座圈限定傳動機構的旋轉幾何軸線。筒體16也限定出一軸向開口28以使軸30可以通過。動力密封墊32保證了軸30和機架10之間的密封，以防止液體從開口處滲漏。機架10構成一個固定構件，其能夠確定軸30穿過的徑向幾何參考平面34。在軸30的一端(圖示平面的左側)，裝配了一個葉輪36，在軸的另一端(圖示參考平面的右側)，裝配了一個環形杯狀件40的套筒38，該環形杯狀件向外徑向延伸，並帶有端部邊緣42。杯狀件具有分布在其表面的開口44。杯狀件的邊緣42被裝配在一體鼓輪48(或者稱為皮帶滾筒)的內圓柱形支座46上，從而杯狀件40構成一個在軸30和鼓輪48間的機械連接構件。
鼓輪48由一個鋼製件組成，完全位於圖中參考平面34的與葉輪相對的一側，鼓輪配有一個圓柱形外表面50，構成皮帶接觸面(bande de roulement)，以便和皮帶(未示出)配合。鼓輪48是中空的，其內表面52限定一開口，將筒體16插入其中，鼓輪的內側面52構成了兩個外軸承座圈54，位於與內圈20的軸承座圈24相對的位置。這些軸承座圈24，54可使得安置兩排滾珠56。兩個隔圈(cage)58確保了各排中的滾珠間的間隙。由此構成的軸承從外部由兩個環形密封墊60保護，這些密封墊安裝在鼓輪上並位於軸承座圈24，54的任一側，並在內圈20上摩擦。兩排滾珠的負載線62相對於徑向平面優選是傾斜的，並與鼓輪的旋轉軸線在兩點處相交，這兩點位於兩個圍住軸承座圈(chemin de roulement)的徑向平面內。
圖1所示機構的安裝特別簡單。軸承22由內圈20、鼓輪48，兩個隔圈58、兩排滾珠56和兩個密封墊60構成，並在第一步驟中安裝。由於鼓輪的兩端的開口很大，並且由於支座46具有比兩排滾珠的節圓直徑(diamètre primitif)更大的直徑，甚至比軸承座圈內直徑更大，所以該安裝很容易。然後內圈20被裝配在筒體上。最後，由軸30和杯形件40構成的組件安裝在由鼓輪48的內柱形支架46構成的接口(l』interface)上。最後，葉輪36被安裝在軸30的一端。如圖所示，軸承座圈24，54位於參考平面34和同杯形件相切的徑向平面62之間。
圖2示出了本發明第二實施例，同第一實施例主要的不同點在於軸以及將軸固定在鼓輪上的固定方式。因為這裡的軸由聚醯胺6.6負荷材質的空心件130構成，該軸一端支撐葉輪36，另一端配有鋼板嵌入件140，該嵌入件在聚醯胺材質件外部向鼓輪48徑向突出，形成一個盤140。鼓輪48在內表面配有一個被端部邊緣147限定的槽146。嵌入件140的徑向周緣被用力嵌入，並在定位於槽146中以前，在通過邊緣147時發生彈性變形。盤140顯然能夠配有開口44來限制材料的用量和質量。
圖2裝置的安裝同第一實施例相似。首先安裝的是軸承22，在將該軸承連接到由軸130和其嵌入件構成的子組件上之前安裝，然後在軸130的自由端固定葉輪36。
圖3是本發明第三實施例，這種實施與圖1的區別主要是內軸承座圈24和筒體216是一體形成的，該筒體裝配在機架210中。
圖4是本發明第四實施例，同前幾個實施例不同的是，鼓輪448和內圈420相對於中間徑向平面400是對稱的，且軸430由一體鋼板衝製件構成，在一端擴孔以便形成一個杯狀件440，以與第一實施例相同的方式固定在鼓輪448上。本領域普通人員很容易懂得，部件數量的減少及無需標出軸承的安裝方向會使得安裝簡化，這樣就可能實現更大程度的自動化。
圖5是本發明第五實施例，該實施例組合了類似於第四實施例的對稱鼓輪548，類似第三實施例的結合有軸承座圈24的筒體516，類似第四實施例的形成了軸530和用於與鼓輪548相連接的徑向延伸部540的由一體鋼板衝製件構成的子組件。這樣使構件的數量最少化。
圖6是本發明第六實施例，示出了一種通過材料的變形將軸30穩固連接到鼓輪648上的具體方式。一個凸緣640首先裝配到了軸的一端。凸緣周緣安置在與柱形支座646接觸的鼓輪的一端。可以用一種工具將邊緣647壓抵到鼓輪的凸緣上。
當然也可以作出許多改變。
輪接觸面可有多種形狀以同傳送帶相適配。例如截錐形狀或幾個錐體段的形狀。必要時可配備條紋或其他凸起，以便更好的保證同傳動帶配合。在本申請的全部內容中使用的用語傳動帶(courroie)應該理解為廣泛的意思，如包括任何橫截面的環形的軟性連接類型。
發明不限於水泵，葉輪能由所有類型的用於與通過皮帶傳動的皮帶輪連接的接收構件所替換。葉輪也可由驅動軸和皮帶輪鼓(或者說皮帶滾筒)的動力構件代替，且動力構件用於驅動皮帶。
軸和鼓輪之間的連接方式可採用能保證力矩傳輸的一切類型，例如輻條或臂杆。固定構件可以是剛性的，或可有一定扭曲彈性。
可通過各種方式將這些連接裝置固定到鼓輪上，特別是可採用鑲嵌(或壓接)，熱或冷接，粘接或焊接。鼓輪和連接裝置間的連接接口可以是光滑的或有凸起，例如槽紋連接。
本領域普通技術人員還可以能夠在不同種實施方式間進行組合以構成其他的變型例。
權利要求
1.一種傳動機構，包括配備有筒體(16)的機架(10)，所述筒體包括至少一個內軸承座圈(24)，所述內軸承座圈限定旋轉幾何軸線(26)，一體的鼓輪(48)，所述鼓輪完全位於與所述旋轉幾何軸線垂直的幾何參考平面(34)的第一側，並配備有-輪接觸面(50)，用於與傳動帶配合，-開口，在所述開口中裝入筒體，-至少一個外軸承座圈(54)，與內軸承座圈(24)相對設置，滾動體(56)，其安置在軸承座圈上，用於形成軸承(22)，軸(30，130，430，530)，其穿過所述筒體並與旋轉構件(36)連接，所述旋轉構件在所述幾何參考平面的第二側延伸，以及將所述軸和鼓輪連接的連接裝置(40，140，440，540)，其在所述軸和所述鼓輪間徑向延伸，並同垂直於旋轉軸線(26)的幾何平面(62)相切，所述幾何平面與參考橫向平面的距離比軸承座圈與參考橫向平面的距離更遠。
2.根據權利要求1所述的傳動機構，其中，所述連接裝置包括至少一個用於與所述鼓輪組裝在一起的裝配接口(46)，所述接口位於比所述軸承座圈離所述參考橫向平面更遠的位置處。
3.根據權利要求2所述的傳動機構，其中，在所述裝配接口和所述旋轉軸線之間的距離大於所述軸承的節圓直徑。
4.根據權利要求2或3所述的傳動機構，其中，所述連接裝置通過壓接、套箍、焊接、粘接、夾緊連接方式安裝到所述鼓輪。
5.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，所述連接裝置包括至少一個與所述軸裝配的裝配接口(38，138)，所述裝配接口位於離旋轉軸線的距離比所述筒體的內直徑小的位置處。
6.根據權利要求5所述的傳動機構，其中，所述連接裝置包括套筒(38)，所述套筒與所述軸通過套裝方式裝配在一起。
7.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述連接裝置包括至少一個中間件(40)，所述中間件與所述軸和所述鼓輪裝配在一起。
8.根據權利要求7所述的傳動機構，其中，所述連接裝置由與所述軸和所述鼓輪裝配在一起的杯狀件(40)構成。
9.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述筒體包括一個內圈(20)，在所述內圈上形成所述內軸承座圈。
10.根據權利要求9所述的傳動機構，其中，所述內圈具有一個中間徑向對稱平面(400)。
11.根據權利要求1至8中任一項所述的傳動機構，其中，所述內軸承座圈直接在所述筒體上形成。
12.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述筒體具有兩個同軸的內軸承座圈(24)，所述一體的鼓輪配備有兩個外軸承座圈(54)，所述外軸承座圈位於與兩個內軸承座圈相對的位置，所述內軸承座圈和所述外軸承座圈同所述滾動體一起形成具有雙排滾動體的軸承(22)。
13.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述雙排滾動體的滾動體的負荷線(62)相對於所述參考平面是傾斜的。
14.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述滾動體是滾珠(56)。
15.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述一體的鼓輪具有一個中間徑向對稱平面(400)。
16.根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，其中，所述鼓輪由一個鋼質件(48)構成。
17.機動車水泵，配備有根據前述任一項權利要求所述的傳動機構，所述旋轉構件由葉輪(36)構成。
全文摘要
一種傳動機構，其被安裝在機架(10)上，該機架配備一個筒體(16)，所述筒體包括至少一個內軸承座圈(24)，該內軸承座圈限定了一個旋轉軸線(26)，該傳動機構包括一個一體的鼓輪(48)，其完全位於參考徑向平面(34)的第一側。該鼓輪配有輪接觸面(50)以便同傳動帶配合，該鼓輪還配有一開口，在開口面裝入筒體，該鼓輪還配有至少一個外軸承座圈(54)，該外軸承座圈位於和內軸承座圈(24)相對的位置。同旋轉構件(36)連成一體的軸(30)在幾何參考平面的第二側延伸，該軸穿過筒體並通過連接裝置(40)固定在鼓輪上，該連接裝置在軸和鼓輪間成徑向延伸，並同垂直於旋轉軸線(26)的幾何平面(62)相切，並且位於比軸承座圈離參考橫向平面更遠的位置。
文檔編號F16H7/02GK101082372SQ20071010670
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月30日 優先權日2006年5月30日
發明者讓－米歇爾·博普雷, 塞巴斯蒂安·布裡松 申請人:S.N.R.魯爾門斯公司