Регулируемое натяжное устройство
Изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам с гибкой связью. Регулируемое натяжное устройство содержит основание (30), поворотную консоль (32), выполняющую колебательные движения относительно оси (34), прикрепленной к основанию, шкив (22), прикрепленный к поворотной консоли, пружину (36), соединенную с поворотной консолью и башмаком (52). Башмак прижимает вогнутую дугообразную поверхность (47) поворотной консоли к выпуклой поверхности (54) башмака и удерживается на месте против выпуклости, прижатой к основанию балансом сил. Регулировочный элемент позволяет устанавливать положение основания (30) в зависимости от обозначенного заданного усилия пружины для ремня. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к натяжному устройству и более конкретно к натяжному устройству, имеющему регулируемое основание.
Натяжные устройства для ремня, предназначенные для синхронных приводов, не могут обеспечить движение, необходимое для должного устранения слабины ременных передач с ремнями большой длины.
К данной области техники относится патент США №5938552, выданный Серху (1999 г.), в котором описано натяжное устройство с основанием, поворотной консолью, которая качается относительно оси, прикрепленной к основанию, шкивом, прикрепленным к поворотной консоли, пружиной сжатия с первым концом, оперативно соединенным с поворотной консолью, и вторым концом, оперативно соединенным с башмаком, которая прижимает выпуклую поверхность башмака к вогнутой дугообразной поверхности поворотной консоли к башмаку, который удерживается на месте против выпуклости, прикрепленной к основанию балансом сил.
К этой области техники также относится патент США №5098347, выданный Саджвику (1992 г.), в котором описано натяжное устройство со шкивом, установленным с возможностью вращения на поворотной консоли, которая смещается пружиной. Описано закручивающее средство, предназначенное для приложения крутящего момента к опорной структуре.
Задачей настоящего изобретения является создание натяжного устройства, снабженного регулировочным элементом, предназначенным для установки положения основания относительно обозначенного заданного усилия пружины для ремня. Настоящее изобретение решает вышеуказанную задачу.
Первым объектом изобретения является предложение натяжного устройства, имеющего регулировочный элемент, предназначенный для установки положения основания относительно обозначенного заданного усилия пружины для ремня.
Другие объекты изобретения будут указаны или сделаны очевидными из следующего описания изобретения и прилагаемых чертежей.
Регулируемое натяжное устройство с основанием, поворотной консолью, качающейся относительно оси, прикрепленной к основанию, шкивом, прикрепленным к поворотной консоли, пружиной сжатия с первым концом, оперативно соединенным с поворотной консолью, и вторым концом, оперативно соединенным с башмаком, которая прижимает выпуклую поверхность башмака к вогнутой дугообразной поверхности поворотной консоли к башмаку, который удерживается на месте против выпуклости, прижатой к основанию балансом сил. Регулировочный элемент позволяет устанавливать положение основания в зависимости от обозначенного заданного усилия пружины для ремня.
Прилагаемые чертежи, которые включены в качестве части описания изобретения, иллюстрируют предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.
На фиг.1 схематически показан вид спереди синхронной (координированной) системы ременной передачи автомобильного типа, которая включает в себя натяжное устройство согласно настоящему изобретению;
на фиг.2 показан вид в разрезе, выполненном по линии 2-2 на фиг.3 и демонстрирующий увеличенное натяжное устройство согласно изобретению;
на фиг.3 показан вид в разрезе, выполненном по линии 3-3 на фиг.2;
на фиг.4 показан вид в перспективе, демонстрирующий взаимосвязи некоторых элементов изобретения;
на фиг.5 показан вид в плане натяжного устройства, демонстрирующий регулировочный элемент;
на фиг.6 показан вид в плане натяжного устройства, демонстрирующий регулировочный элемент.
Как показано на фиг.1 и для иллюстрации, не ограничиваясь определенной системой ременной передачи, синхронная или «координированная» система 10 ременной передачи включает в себя зубчатый ремень 12, охватывающий и натянутый вокруг шкива коленчатого вала 14, направляющего шкива 16, шкива 18 водяного насоса, шкивов 20, 21 кулачкового вала и натяжного шкива 22 натяжного устройства 24 согласно настоящему изобретению.
Натяжной шкив 22 взаимодействует с ремнем 12 и воспринимает нагрузку на ремень в форме натяжения ремня на прилегающих пролетах 26, 28 ремня. Натяжение ремня в пролетах создает компонент усилия ремня BF, который называют «нагрузкой на ступицу». Компонент усилия ремня BF направлен вдоль биссектрисы угла, образуемого между пролетами 26, 28 ремня.
Как показано более определенно на фиг.2-4, натяжное устройство включает в себя основание 30 и поворотную консоль 32, которая качается относительно оси 34. Ось 34 может иметь форму крепежного средства, применяемого для крепления натяжного устройства к двигателю (не показан). Шкив 22 посажен на шейку поворотной консоли, взаимодействует с ремнем 12 и воспринимает усилие ремня BF. Пружина 36 сжатия имеет первый конец 38, оперативно соединенный с поворотной консолью 32 посредством выступа 40, расположенного на оперативном радиусе 42 относительно оси 34. Включен также демпфирующий механизм 43. Между осью и поворотной консолью определенным образом вставлены втулки 44, 44'. Шкив крепится к поворотной консоли посредством шарикоподшипника также определенным образом. Основание 30 содержит также место ввода инструмента 92, которое описано на фиг.5-6.
Поворотная консоль 32 включает в себя выступающую часть 46 или участок в виде вогнутой дугообразной поверхности 47, который перемещается вместе с поворотной консолью и отделен от оси 34 радиальным расстоянием 48. Вогнутая дугообразная поверхность 47 ориентирована таким образом, что в общем обращена к оси 34 и второму концу 50 пружины 36 сжатия.
Дугообразная поверхность 47, будучи по существу концентричной с осью, дополнительно может иметь радиальное расстояние 48, равное оперативному радиусу 42 или превышающее его для улучшения демпфирования. Иными словами, чем больше радиус 48, тем больше полученный в результате демпфирующий момент для данной демпфирующей силы.
Демпфирующий механизм 43 включает в себя подвижный башмак 52, совмещенный и взаимодействующий с вогнутой дугообразной поверхностью, 47 части 46 поворотной консоли. Башмак может состоять из двух частей с подушкой из фрикционного материала, взаимодействующей с поверхностью 47 и соединенной с башмаком, в который она упирается. Башмак 52 имеет наклонную поверхность 56 и участок контакта с пружиной, такой как выпуклость 58. Участок контакта с пружиной обращен и скреплен со вторым концом 50 пружины сжатия. Наклонная поверхность 56 взаимодействует с выступом 60, прикрепленным к основанию или являющимся его частью. Выступ 60 имеет дополняющую наклонную поверхность 62, которая взаимодействует с наклонной поверхностью 56 башмака. Наклонная поверхность выступа ориентирована под расходящимся углом R относительно продольной оси 64 пружины.
Пружина 36 сжатия, будучи помещена между поворотной консолью и башмаком, прижимает выпуклую поверхность 54 башмака к вогнутой поверхности 47 поворотной консоли 32 для выполнения демпфирования. Демпфирующий момент зависит от усилия пружины 36. Чем выше усилие пружины, тем выше демпфирующий момент.
Как показано более четко на фиг.4, усилия на башмаке 52 уравновешиваются таким образом, чтобы удерживать башмак прижатым к наклонной поверхности 62 в то время, когда дугообразная поверхность осуществляет переход между движением по часовой стрелке А и движением против часовой стрелки В. Наклонная поверхность удерживает также второй конец пружины в по существу неподвижном относительно основания положении с помощью выпуклости 58.
Пружина сжатия 36 прилагает усилие пружины SF к башмаку, прижимающему выпуклую дугообразную поверхность 54 к вогнутой дугообразной поверхности 47, заклинивая наклонную поверхность 56 башмака против наклонной поверхности 62 выступа 60. Вогнутая поверхность 47 прилагает реактивное усилие CF к башмаку, и наклонная поверхность 62 прилагает реактивное усилие RF к башмаку. Сумма этих усилий обеспечивает позиционирование башмака относительно наклонной поверхности 62, которая крепится к основанию или образует с ним одно целое с помощью выступа 60.
При использовании натяжное устройство 24 размещают рядом с установочной позицией на автомобильном двигателе. Крепежные изделия, такие как шарнирный болт 34 и другой штифт или болт 66, крепят и размещают натяжное устройство в фиксированном положении на двигателе (не показан). Затем зубчатый ремень пропускают вокруг шкива коленчатого вала 14, направляющего шкива 16, шкива 18 водяного насоса, шкивов 20, 21 кулачкового вала. Поверхность 68 затяжки предусмотрена в качестве средства вращения натяжного устройства гаечным ключом (в данном случае против часовой стрелки) для его отвода от ремня и облегчения установки ремня. При ремне, находящемся в нужном положении, поворотную консоль поворачивают (по часовой стрелке А) в положение, при котором шкив прижимается к ремню в положении взаимодействия с ремнем, как показано на фиг.1. Зубчатый ремень 12 натягивается в то время, когда шкив прижимается к ремню. Основание, которое может иметь форму второй поворотной консоли, движущейся вокруг оси 34, удерживается в фиксированном положении относительно двигателя с помощью крепежных изделий 34, 66. На фиг.5-6 показан регулировочный элемент, предназначенный для регулирования силы пружины.
Шкив входит во взаимодействие с ремнем под давлением посредством пружины сжатия, толкающей поворотную консоль в ее оперативном радиусе 42 таким образом, чтобы поворачивать поворотную консоль в этом случае по часовой стрелке А. Пружина сжатия нажимает также на подвижный башмак 52, который сохраняет положение относительно основания 30 посредством взаимодействующих наклонных поверхностей 56, 62. Пружина 36 прижимает выпуклую дугообразную поверхность 54 башмака к вогнутой дугообразной поверхности 47 поворотной консоли. Вогнутая дугообразная поверхность 47 осуществляет угловые колебания между направлениями А и В под воздействием угловых перемещений поворотной консоли 32. Башмак 52 выполняет демпфирование угловых перемещений поворотной консоли с помощью фрикционной поверхности, скользящей между вогнутой дугообразной поверхностью 47 поворотной консоли и выпуклой дугообразной поверхностью 54 башмака. Баланс сил, направленных от взаимодействующих наклонных поверхностей 56, 62, взаимодействующей дуговой поверхности и пружины, способствует удержанию второго конца 50 пружины в по существу фиксированном положении относительно основания 30, так что пружина может смещать поворотную консоль и прижимать шкив к ремню.
В случае резкого усиления натяжения пролетов 26, 28 ремня при рабочем состоянии двигателя ремень прижмется к шкиву с возросшей силой BF, которая заставляет поворотную консоль повернуться против часовой стрелки В и дополнительно сжимает пружину 36 сжатия, что приводит к увеличению силы пружины SF. Увеличение силы пружины повышает силу нажима на демпфирующий башмак, увеличивая таким образом скольжение фрикционной поверхности между выпуклой и вогнутой дугообразными поверхностями 47, 54, что ведет к ограничению движения поворотной консоли в направлении против часовой стрелки В. В случае уменьшения натяжения пролета и уменьшения силы ремня BF шкив быстро прижимается к пролету ремня посредством пружины 36 сжатия для сохранения натяжения ремня.
На фиг.5 показан вид в плане натяжного устройства, на котором показан регулировочный элемент. Регулировочный элемент, показанный на фиг.5-6, позволяет установить натяжное устройство на определенную силу пружины SF.
Как показано на всех фигурах, место 92 ввода инструмента отходит в радиальном направлении от основания 30 относительно оси 34. Место ввода инструмента содержит отверстие 93, предназначенное для приема известного инструмента (Т), такого, например, как ключ с храповым механизмом 3/8" или S". Место 92 ввода инструмента отходит в радиальном направлении далее демпфирующего механизма 43 относительно места 92 установки шарнирной оси, легкодоступного при использовании.
Основание 30 включает в себя индикаторный участок 91. Поворотная консоль 32 имеет индикаторный участок 90, расположенный с возможностью взаимодействия с индикаторным участком 91 для того, чтобы указывать относительное значение нагружения пружины. На фиг.5 показано натяжное устройство с пружиной 36 (не показана) в полностью вытянутом состоянии или положении со снятой нагрузкой. Выступ 60 взаимодействует с поворотной консолью 32 под воздействием пружины 36. Можно видеть, что индикаторный участок 91 и индикаторный участок 90 при такой предустановочной конфигурации не совмещаются.
На фиг.6 показан вид в плане натяжного устройства, демонстрирующий регулировочный элемент. Для установки натяжное устройство 24 помещают рядом с местом монтажа на автомобильном двигателе и посредством крепежных изделий, таких как шарнирный болт 34 и другой штифт или болт 66, прикрепляют и располагают натяжное устройство в фиксированном положении на двигателе (не показано). Зубчатый ремень 12 пропускают вокруг шкива коленчатого вала 14, направляющего шкива 16, шкива 18 водяного насоса и шкивов 20, 21 кулачкового вала, как показано на фиг.1. Шарнирный болт 34 и болт 66 ввинчивают в монтажную поверхность, но при этом затягивают не полностью.
Инструмент (Т) вставляют в место 92 ввода. При находящемся в описанном нужном положении ремне основание 30 и поворотную консоль поворачивают (по часовой стрелке А) до тех пор, пока шкив не отожмет ремень в положение взаимодействия с ремнем, показанное на фиг.1. Паз 96 допускает колебания поворотной консоли 36 относительно болта 66. Затем посредством инструмента (Т) основание 30 поворачивают далее относительно оси 34 до тех пор, пока индикатор 91 не совместится с вырезом 90. Паз 96 позволяет основанию 30 поворачиваться вокруг оси 34. Вращение основания 30 относительно поворотной консоли 32 вокруг оси 34 вызывает сжатие пружины 36. Совмещение 90 и 91 указывает на достижение нужной силы сжатия пружины SF и, следовательно, достижение нужного натяжения ремня. Нагружение пружины или сила SF является функцией жесткости пружины 36 и величины сжатия пружины, необходимой для совмещения 90 и 91. Жесткость пружины 36 можно подобрать в зависимости от требований достижения нужного рабочего состояния. Ось 34 и болт 66 затягивают на месте. В процессе работы поворотная консоль 32 поворачивается вокруг оси 34. Болт 66 вместе с осью 34 неподвижно закрепляют основание 30 на монтажной поверхности. После этого инструмент (Т) извлекают.
Приведенное описание сделано только в целях иллюстрации и не предназначено для ограничения объема изобретения, который определяется прилагаемой формулой изобретения. Далее, хотя здесь описан вариант осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидна возможность внесения изменений в конструкцию и взаимодействие деталей без отклонения от сущности и объема описанного здесь изобретения.
1. Регулируемое натяжное устройство, содержащее основание, поворотную консоль, выполняющую колебательные движения относительно оси, прикрепленной к основанию, шкив, прикрепленный к поворотной консоли и предназначенный для взаимодействия с ремнем, пружину сжатия с первым концом, оперативно соединенным с поворотной консолью на оперативном радиусе относительно оси, и демпфирующий механизм, препятствующий колебательным движениям поворотной консоли, поворотную консоль, которая содержит вогнутую дугообразную поверхность, перемещающуюся вместе с поворотной консолью и расположенную на расстоянии от оси, причем вогнутая дугообразная поверхность в общем обращена к оси и второму концу пружины сжатия, демпфирующий механизм, который содержит подвижный башмак с выпуклой дугообразной фрикционной поверхностью, дополняющей и взаимодействующей с вогнутой дугообразной поверхностью поворотной консоли, участок контакта с пружиной, обращенный ко второму концу пружины и скрепленный с ним, поверхностную часть, взаимодействующую с выступом, прикрепленным к основанию, причем пружина прилагает усилие пружины к башмаку, прижимая выпуклую дугообразную поверхность к вогнутой поверхности, развивая действие противодействующей силы на башмак, при этом сила пружины и противодействующая сила совместно прижимают башмак к выступу, причем улучшение заключается в том, что содержит регулировочный элемент, отходящий от основания и содержащий место ввода инструмента, индикаторный участок на поворотной консоли, индикаторный участок, расположенный на основании и предназначенный для взаимодействия с индикаторным участком на поворотной консоли для обозначения заданного сжатия пружины сжатия.
2. Натяжное устройство по п.1, в котором поверхностная часть демпфирующего башмака и выступ имеют форму взаимно дополняющих наклонных поверхностей, ориентированных под расходящимся углом относительно продольной оси пружины сжатия.
3. Натяжное устройство по п.1, в котором вогнутая дугообразная поверхность поворотной консоли, по существу, концентрична с осью.
4. Натяжное устройство по п.1, в котором место ввода инструмента содержит далее отверстие.
5. Натяжное устройство по п.1, в котором место ввода инструмента отходит в радиальном направлении далее демпфирующего механизма относительно места установки шарнирной оси.
