专利名称：传动带轮和皮带导向装置的一件式组合件及动力传递系统的制作方法
技术领域：
本实用新型总体上涉及一种皮带(传动带)传动机器，具体地说涉及一种将动力传递到传动皮带并将该皮带保持在适当工作位置的一件式带轮和皮带定位器。
背景技术：
许多装置具有将来自于电动机的动力和运动传递到从动部件的环形皮带。例如，自动干衣机具有驱动柔性皮带以使容纳湿衣服的滚筒转动的电动机。带轮沿电动机传动轴(驱动轴)的端部安装并且与用于移动皮带的所述轴一起转动。带轮通常拧在所述轴的相应螺纹部分上。皮带与带轮接合并且与带轮的皮带传动部分对齐。鼓风机也连接在传动轴上用于使空气在干衣机中循环，以便当衣服在滚筒中翻滚时从衣服中除去水分。
遗憾的是，电动机经常位于干衣机壳体中不容易接近也不能看见的位置处。执行干衣机初始装配或者后来维修的人必须在看不到带轮的情况下“盲目地”安装皮带。因此，皮带可能在无意中未被对准，或者被安装在轴周围而不是带轮上。这样会导致不适当的皮带张力和不确定的传动比，这样皮带寿命减小并且导致工作失效。为了避免这些困难，皮带限制器经常安装在与带轮邻近的轴上。皮带限制器或者皮带导向装置通常是具有朝向带轮倾斜的外表面的塑性护罩，当护罩转动时，会使得与该外表面接合的错放的皮带移动到其在带轮上的适当位置中。皮带导向装置具有用于安装在传动轴上的内部轴环和支承该护罩的结构的一系列内部肋。这种皮带导向装置的例子在1990年5月29日颁发的题为“Belt Locator For LocatingA Belt On A Pulley”的美国专利No4,929,219中有描述。
皮带导向装置能够导致附加成本和延迟。工人们偶尔会忘记安装皮带导向装置，或者将皮带导向装置沿相对于倾斜离开带轮的表面的相反方向安装在传动轴上。然后需要维修动作将带轮从轴上拆卸下来并且适当地安装皮带导向装置。皮带导向装置的塑性材料比周围的其它金属零件的使用寿命短。而且，与铸造(模制)塑性导向装置相关的生产成本会增加到实际加工带轮所需的巨大成本中。
带轮的生产同样可能效率较差。它由被机械加工成限定复杂几何形状并消除任何会损害或者毁坏皮带的锐边的镇静(solid)钢制成。带轮并非如通常的那样通过压力铸造工艺制成，因为模制件常常会使得表面轮廓(称为“分型线”)不连续，这种不连续会形成迅速磨损皮带并导致其过早失效的锐边。
另外的缺点是带轮不能用于将传动轴保持在固定位置上。为了安装鼓风机或者从传动轴上拆卸鼓风机，当鼓风机转动以便拧紧或者松开其螺纹连接时，轴必须被保持固定。因为带轮拧在所述轴上，因此带轮不可用作用于防止轴转动的夹具，因为其自身的螺纹连接会受到影响。相反，通常会在轴上加工平面或者狭槽以有助于利用工具固定轴。遗憾的是，轴的机械加工会降低轴的强度和寿命，增加生产时间，并且限制用于制造轴的适合材料的类型。
实用新型内容可注意到，本实用新型的一些目的和特征是设置防止传动皮带的不适当定位的带轮；这种带轮减少了维修动作；这种带轮与皮带导向装置一体地结合；这种带轮是通过模制生产的并从而避免了机械加工的需要；这种带轮有助于将传动轴保持在固定位置上；这种带轮可容易地安装在传动轴上；这种带轮(的设置)是经济的；并且这种带轮是轻型的。
通常，根据本实用新型的一件式(单体式、整体式)组合件是一种用于皮带传动机器的传动带轮和皮带导向装置。该组合件包括具有皮带传动部分和皮带导向部分的一件式本体。皮带传动部分包括被构造成用于由皮带接合的毂。第一端壁和第二端壁位于所述毂上，并且一内部通路贯穿所述毂。所述皮带导向部分具有从第二端壁伸出并且从第二端壁向本体端部成锥形地向外张开的外表面。所述皮带导向部分还具有从所述内部通路延伸到所述本体端部的内表面。该内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部。
在另一方面中，根据本实用新型的一种系统将动力传递到皮带传动装置。该系统包括电动机和与该电动机相连接用于在一轴线上转动的传动轴。带轮安装在传动轴上。环形皮带与该带轮接合并且被支承用于将动力传递到所述装置。带轮具有被构造成用于由皮带接合的皮带传动部分和与该皮带传动部分成一体的皮带导向部分。该皮带导向部分具有一成锥形地逐渐变细的外表面和一内表面，所述内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部。所述带轮还具有用于容纳传动轴的内部管状通路，以便将所述带轮安装在所述轴上，所述轴贯穿(伸过)所述通路。所述轴还贯穿皮带导向部分的内部并且不接触其中的任何结构。
本实用新型的有益效果包括防止带轮的不适当定位，减少维修动作，使带轮与皮带导向装置一体地结合，避免了机械加工的需要，有助于将传动轴保持在固定位置上，该带轮容易安装在传动轴上、重量轻且经济。
本实用新型的其它目的和特征一部分是显而易见的，一部分在下文中指出。
图1是带有局部剖开以示出内部构造的部分的自动干衣机的示意透视图；图2是图1的放大部分，示出电动机和皮带；图3是干衣机的侧视图；图4是一件式带轮和皮带导向装置组合件的放大侧视图；图5是图4的带轮的透视图；图6是沿图4的线6-6截取的截面图；以及图7是类似图6的第二实施例的带轮的截面图。
在所有附图中，相同的附图标记指示相同的部件。
具体实施方式
现在参照附图，具体地说，参照图1-3，根据本实用新型的带轮总体上用10指示。带轮10具有将来自于传动轴14的动力传递到皮带16并将皮带保持在适当工作位置的一件式本体。
在一个实施例中，带轮10特别适合用于皮带16可能相对于带轮定位在不适当位置上的应用中。具体地说，如图1-3所示，带轮用在自动衣服干燥机或者干衣机20的壳体18内。在该实施例中，皮带16必须被盲目地(即在没有直接看到的情况下)安装并且因此很可能布置在不正确的位置。此外，皮带16会遭受到能够导致其在干衣机20的工作期间从正确位置上移位的振动和张力变化(的作用)。尽管在此的描述主要参照该实施例，但应理解，其它应用—例如用于其它应用或者工业领域的皮带传动机器—没有脱离本实用新型的范围。
参照图1-3，干衣机20包括带有用于容纳湿衣服的可转动滚筒22的壳体。皮带16围绕滚筒22的外周以摩擦接合的方式拉紧。惰轮系统24被设置用于拉紧皮带中的任何松弛。该惰轮系统包括可转动地安装在弹性臂上的轮子，以使得该轮子被偏压以便张紧皮带16，并且使得在皮带上保持适当量的张力以便带轮10的转动实现滚筒22的转动，这些将被本领域技术人员所理解。
电动机26安装在干衣机壳体18中用于驱动滚筒22。电动机26是本领域技术人员所公知的常规(类型)的，并且包括固定组件或者定子28(图2)，和可转动组件或者转子30。定子28总体上呈环形并且保持一个或多个线绕线圈或者绕组(未示出)。当用电流激励时，该绕组可磁性地与转子相互作用以产生转矩。该转矩传递到水平传动轴14。电动机26相对于壳体18的底部被抬高位置并且安装在位于电动机两端部上的两个毂环32上，所述两个毂环由两个相应的支腿34支承。毂环32具有用于吸收冲击和衰减振动的合适材料(例如橡胶)。每个毂环32定位在位于相应支腿34上的月牙形支座中。薄金属卡箍(夹子)36安装在每个毂环32上方以便将毂环固定在支腿34上。
传动轴14延伸到壳体18的后部以驱动使空气在干衣机20中循环的鼓风机(未示出)。鼓风机使得周围空气经由进气口(未示出)吸入。当衣服在滚筒中翻滚时，空气被加热并且直接进入滚筒22中接触衣服并从织物中除去水分。
附图中示出的皮带16是多槽或者“多V形”皮带，并且在一个表面38上(图2)具有用于装入和接合位于带轮10上的相应构造的交替肋和凹槽，用于皮带在带轮上的有效张紧(附着)和最小滑动。皮带16由合适的柔性且耐用材料例如橡胶形成。它被支承用于在从带轮10，经由惰轮24，围绕滚筒22并回到带轮的环形路线中纵向运动，用于将动力传递到滚筒以使其转动。尽管带轮10安装在传动轴14的端部，它还可以定位在传动轴的任何部位上。
参照图4-6，带轮10具有包括用于由皮带16接合的皮带传动部分(总体上以40指示)和用于防止皮带不正确定位和/或使得错放的皮带移向该皮带传动部分的皮带导向部分(总体上以50指示)的一件式构造。皮带传动部分40包括具有一中心轴线A的总体上呈圆柱形的毂52和形成有多个交替布置的用于接纳皮带16上的相应构造的环形肋54和凹槽56的外部。第一端壁和第二端壁60，62从所述毂上邻近于所述毂的两端部开始径向向外伸出，用于容纳皮带16。第一端壁60(图4-6中右侧)具有外表面64，周缘66，以及从周缘向毂52倾斜的内壁68。周缘66优选具有适合用工具或者手抓紧的外部形状，以便将带轮10安装在轴14上。在附图中示出的实施例中，第一端壁60的周缘66是多边形的，更具体地说是六边形的。位于第一端壁60的外表面64中的凹槽70通过除去不必要的材料而减小了本体的重量(和成本)。第二端壁62(图4-6中左侧)具有一锥形内表面72和一外表面74(图6)。
内部通路80轴向贯穿毂52用于容纳轴14的部分，以便将带轮10安装在轴上。在图6所示的实施例中，内部通路80具有用于与轴14上的相应螺纹(未示出)接合的螺纹82。通路80的邻近皮带导向部分50的端部被锥形扩孔，以便设置一有助于将带轮10安装在轴14上并且用于减小重量的平滑倒角边缘84(图6)。
皮带导向部分50从毂52的第二端壁62(左侧)伸出。它具有一从第二端壁62的内表面72向本体端部88向外张开的锥形外表面86。表面86和皮带导向部分50覆盖传动轴的一部分，以防止皮带16接合该部分而不是接合毂52。此外，皮带导向部分50具有自对准能力。如果皮带16处于接触皮带导向部分50的不正确位置上，当带轮10转动时，皮带会沿倾斜外表面86向下“走”到正确位置。因为带轮10被制成为一件式的，因此皮带导向装置不可能沿相反方向安装。
在附图(图6和7)示出的实施例中，皮带导向部分50的外表面86具有平滑和连续的(不间断的)轮廓并且通过半径为R的平滑且凸出的过渡部分90连接到第二端壁62的内表面72，该过渡部分在第二端壁62的较大陡坡与皮带导向部分50的外表面86的较小陡坡之间过渡。包括不凸出或者不连续表面的其它布置也在本实用新型的范围内。皮带导向部分50还具有从内部通路80和第二端壁62的外表面74延伸到本体端部88的内表面92(图6)。值得注意地，内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部94。这样避免了生产复杂性，重量，以及与皮带导向装置内的轴环或者带有肋的结构相关联的有失效倾向(failure-prone)的部件。此外，轴14能够贯穿皮带导向部分50的内部94而不接触其中的任何结构。
在一个实施例中，带轮10是通过压力铸造工艺生产的，以避免机械加工的需要并且从而减少成本。一种示例性工艺是由Dynacast InternationalLimited所有的多滑块(multi-slide)压力铸造工艺，该公司总部位于英国沃里克郡并且在美国康涅狄格州丹伯里设有北美办事处。这种工艺的进一步讨论可在1987年1月6日颁发的题为“Method and Apparatus ForForming an Internally Screw-Threaded Article”的美国专利No.4633932中获得。该工艺利用多个(例如四个)垂直滑块生产复杂和精确的铸件。该多滑块工艺对于形成带有复杂几何形状的零件特别是带有内部螺纹的制品例如带轮是有效的。它能够使表面轮廓(称为“分型线”)中的不连续性最小化，这种不连续性经常在压铸件上被发现并且必须通过机械加工除去。对于带轮10，皮带传动部分40的肋54上的不连续性或者皮带传动部分40的肋54附近的不连续性是关键的重要特征，因为它会磨损皮带16并且导致其失效。
带轮10是由一种适合模制的、具有高强度，高耐久性和高硬度、原材料成本低且耐腐蚀的材料制成的。在一个实施例中，带轮10是由锌或者锌合金制成的。应理解，带轮还可由其它材料制成而没有脱离本实用新型的范围。
图7中示出被压入配合在轴上的一可选实施例的带轮100。带轮100中的内部通路80包括多个直壁纵向齿槽102(例如六个齿槽)。应理解，齿槽的数量和/或构造可在不脱离本实用新型范围的情况下作出变化。齿槽102能够使带轮10压入配合在具有相应齿槽几何形状(未示出)的传动轴14的端部上。第一端壁60可用作一夹具，用以在将鼓风机安装到轴14的相对端或者将鼓风机从轴14的相对端拆除期间转动鼓风机时保持轴14固定并防止轴14转动。因此，除了接合带轮的该外部齿槽以外，轴14不必具有平面、狭槽，或者典型地本领域技术人员公知的有助于保持轴的和典型地从圆柱形轴中去除材料的任何构造。因此，本实用新型的轴14总体上保持实心的和圆柱形的，这样使得轴更坚固。而且，生产更迅速，并且轴14不限于可加工的钢铁类型。
带轮的另一实施例(未示出)具有内部通路80，该内部通路包括被压入配合在带有齿槽几何形状的传动轴14的端部上的平滑膛孔。
如上所述，可以看出，能够实现本实用新型的多个目的并可获得其它优点。
在介绍本实用新型的元件或者其优选实施例时，限定词“一个”、“该”以及“所述”是指一个或多个元件。术语“包括”，“包含”和“具有”是开式的，除了所列元件以外还可能存在其它元件。
在不脱离本实用新型的范围情况下，可对上述内容作出各种变化，这意味着包括在上述描述中的和在附图中示出的所有内容应该被理解为说明性的并且不具有任何限制意义。
权利要求1.一种用于皮带传动机器的传动带轮和皮带导向装置的一件式组合件，其特征在于，所述组合件包括具有皮带传动部分和皮带导向部分的一件式本体；所述皮带传动部分包括被构造成用于由皮带接合的毂，位于所述毂上的第一端壁和第二端壁，以及贯穿所述毂的内部通路；所述皮带导向部分具有从所述第二端壁伸出并且从所述第二端壁向本体端部成锥形地向外张开的外表面，所述皮带导向部分还具有从所述内部通路延伸到所述本体端部的内表面，所述内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部。
2.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述内部通路具有螺纹。
3.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述内部通路具有齿槽。
4.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述第一端壁具有多边形外部形状。
5.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，它还包括位于所述第一端壁中的用于减小所述本体的重量的凹槽。
6.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述皮带导向部分的外表面从所述第二端壁平滑且连续地伸出。
7.根据权利要求6所述的组合件，其特征在于，它还包括位于所述皮带导向部分的外表面与所述第二端壁之间的平滑且凸出的过渡部分。
8.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述本体主要由锌制成。
9.根据权利要求1所述的组合件，其特征在于，所述内部通路具有与所述皮带导向部分的内表面邻近的倒角端部。
10.一种用于将动力传递到皮带传动装置的系统，它包括电动机；与所述电动机相连接用于在一轴线上转动的传动轴；安装在所述传动轴上的带轮；和与所述带轮接合并且被支承用于将动力传递到所述装置的环形皮带；其特征在于，所述带轮包括具有皮带传动部分和皮带导向部分的一件式本体，所述皮带传动部分构造成用于由所述皮带接合，所述皮带导向部分具有一锥形外表面和一内表面，所述内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部，所述带轮还具有用于容纳所述传动轴的内部通路，以便将所述带轮安装在所述轴上，所述轴贯穿所述通路，所述轴还贯穿所述皮带导向部分的内部并且不接触其中的任何结构。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述内部通路具有螺纹。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述内部通路具有至少一个齿槽。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述轴总体上是圆柱形的，实心的，并且无变形。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，它还包括位于所述皮带传动部分上的第一端壁和第二端壁。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一端壁具有多边形外部形状。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，它还包括位于所述第一端壁中的用于减小所述带轮的重量的凹槽。
17.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述皮带导向部分的外表面从所述第二端壁平滑且连续地伸出。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，它还包括位于所述皮带导向部分的外表面与所述第二端壁之间的平滑且凸出的过渡部分。
19.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述带轮主要由锌制成。
专利摘要本实用新型涉及一件式传动带轮和皮带导向装置。在该用于皮带传动机器的传动带轮和皮带导向装置的一件式组合件，所述带轮具有被构造成由所述皮带接合的皮带传动部分和与所述皮带传动部分成一体的皮带导向部分。所述皮带导向部分具有一成锥形逐渐变细的外表面和一内表面，所述内表面基本不具有加强构件并且限定一其中没有结构的中空杯状内部。
文档编号F16H7/18GK2830790SQ20052001902
公开日2006年10月25日 申请日期2005年5月17日 优先权日2004年5月17日
发明者L·R·多宏恩, R·E·韦尔海姆, M·A·弗里, W·A·斯特里布林 申请人:美国艾默生电气公司