инструмент для установки ремня (варианты)

Формула изобретения

1. Инструмент для установки ремня, содержащий первый элемент, выполненный с возможностью зацепления со ступицей шкива, посредством чего радиальная нагрузка для установки ремня передается ступице шкива, корпус, имеющий часть для зацепления инструмента, расположенную радиально от ступицы шкива, второй элемент, проходящий радиально от корпуса противоположно первому элементу, при этом второй элемент имеет боковую смещающую поверхность для бокового смещения ремня в канавку шкива, и ролик, имеющий коническую поверхность, проходящую по нормали от корпуса на радиусе, по существу, равном радиусу фланца шкива или меньшем него, и в направлении, противоположном шкиву, при этом ролик расположен с возможностью взаимодействия с боковой смещающей поверхностью, посредством чего ремень в течение его установки будет перенесен с ролика к боковой смещающей поверхности.

2. Инструмент по п.1, в котором боковая смещающая поверхность расположена под углом относительно центральной линии канавки шкива.

3. Инструмент по п.1, в котором зацепная часть инструмента содержит средства для зацепления инструмента.

4. Инструмент по п.1, дополнительно содержащий вторую поверхность, расположенную между роликом и боковой смещающей поверхностью, при этом вторая поверхность поддерживает ремень, когда в течение установки ремня происходит перенос ремня с ролика к боковой смещающей поверхности.

5. Инструмент по п.1, в котором первый элемент дополнительно содержит дугообразную часть, выполненную с возможностью зацепления с ободом ступицы шкива.

6. Инструмент по п.1, в котором шкив включает в себя материал, выбираемый из группы, содержащей фенольный, пластиковый, композитный или другой металлический или неметаллический материал, либо сочетание двух или более из вышеуказанных материалов.

7. Инструмент для установки ремня, содержащий корпус со средствами для зацепления со ступицей шкива с целью орбитального движения инструмента вокруг ступицы, средство для бокового смещения ремня к канавке шкива без приложения к шкиву боковых сил, средство для передачи к ступице шкива, по существу, всей радиальной нагрузки для установки ремня, и коническое роликовое средство для поддерживания ремня, проходящее по нормали к плоскости шкива, противоположное шкиву относительно корпуса и расположенное на радиусе, равном радиусу фланца шкива или меньшем него.

8. Инструмент для установки ремня, содержащий корпус, имеющий часть для зацепления со ступицей, содержащую дугообразную прорезь, элемент для зацепления инструмента, расположенный радиально от ступицы шкива, роликовый элемент, имеющий коническую форму, с возможностью вращения расположенный на корпусе, и расположенный радиально от части, входящей в зацепление со ступицей, и смещающую поверхность для бокового смещения ремня на корпусе, при этом смещающая поверхность расположена радиально от части, входящей в зацепление со ступицей, и расположена по отношению к роликовому элементу так, чтобы взаимодействовать с ним, при этом роликовый элемент и смещающая поверхность расположены по отношению к фланцу шкива так, чтобы взаимодействовать с ним для смещения ремня в канавку шкива без приложения к шкиву значительной боковой силы.

9. Инструмент по п.8, дополнительно содержащий поверхность для зацепления с ремнем, расположенную между смещающей поверхностью и роликовым элементом для взаимодействия с ними.

10. Инструмент по п.9, в котором поверхность представляет собой дугообразную поверхность.

11. Инструмент для установки ремня, содержащий корпус, имеющий часть для зацепления инструмента, поверхность, проходящую в радиальном направлении, для бокового смещения ремня, часть для зацепления со ступицей шкива и конический ролик, расположенный в плоскости, проходящей, по существу, по нормали к плоскости шкива, при этом часть для зацепления инструмента, часть для зацепления со ступицей и конический ролик расположены на корпусе таким образом, что при использовании обеспечивается получение вектора (RF) результирующей силы, который, по существу, параллелен плоскости (РР) шкива и который имеет направление, по существу, радиальное к ступице шкива при установке ремня.

12. Инструмент по п.11, в котором часть для зацепления инструмента, часть для зацепления со ступицей и конический ролик расположены в виде треугольника.

13. Инструмент по п.11, в котором часть для зацепления со ступицей дополнительно содержит дугообразную прорезь.

14. Инструмент по п.11, в котором поверхность, проходящая в радиальном направлении, расположена под углом ( ) к плоскости (РР) шкива.

15. Инструмент по п.11, в котором корпус дополнительно содержит отверстие, расположенное так, что оно сцентрировано с валом шкива для взаимодействия с ним.

16. Инструмент по п.11, дополнительно содержащий дугообразный элемент, который выступает по нормали из корпуса в положении, которое обеспечивает возможность взаимодействия дугообразного элемента с коническим роликом, при этом дугообразный элемент расположен на стороне корпуса, противоположной части для зацепления инструмента.

17. Инструмент для установки ремня, содержащий корпус, имеющий часть для зацепления инструмента, поверхность, проходящую в радиальном направлении для бокового смещения ремня, часть для зацепления со ступицей шкива, ролик, расположенный в плоскости, по существу, проходящей по нормали к плоскости шкива, дугообразный элемент, выступающий по нормали от корпуса в положении, которое обеспечивает возможность взаимодействия дугообразного элемента с роликом, при этом дугообразный элемент расположен на стороне корпуса, противоположной части для зацепления инструмента, при этом часть для зацепления инструмента, часть для зацепления со ступицей и конический ролик расположены на корпусе таким образом, что при использовании обеспечивается получение вектора (RF) результирующей силы, который, по существу, параллелен плоскости (РР) шкива и который имеет направление, по существу, радиальное к ступице шкива в течение установки ремня.

18. Инструмент по п.17, в котором часть для зацепления инструмента, часть для зацепления со ступицей и ролик расположены в виде треугольника.

19. Инструмент по п.17, в котором часть для зацепления со ступицей дополнительно содержит дугообразную прорезь.

20. Инструмент по п.17, в котором поверхность, проходящая в радиальном направлении, расположена под углом ( ) к плоскости (РР) шкива.

21. Инструмент по п.17, в котором корпус дополнительно содержит отверстие, расположенное так, что оно сцентрировано с валом шкива для взаимодействия с ним.

Приоритет по пунктам:

05.04.2004 по пп.1-15;

23.08.2004 по пп.16-21.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к инструменту для установки ремня, и в частности к такому инструменту для установки ремня, который предназначен для бокового смещения ремня в канавку шкива, по существу, исключая при этом воздействие на шкив боковых сил.

Уровень техники

Системы с ременным приводом представляют собой важную и широко используемую форму механической силовой передачи. Обычно ремень проходит между двумя или более шкивами, а точнее между ведущим, ведомым и холостыми шкивами.

Для эффективной передачи энергии между шкивами ремень устанавливают с обеспечением предварительной нагрузки или натяжения. Величина натяжения обычно представляет собой функцию предъявляемых к приводу требований, касающихся мощности и крутящего момента. Повышенные требования в отношении мощности или крутящего момента обычно требуют соразмерного увеличения натяжения ремня.

Чтобы добиться соответствующего натяжения, в течение установки ремня ослабляют один или более шкивов так, чтобы вал или валы могли быть приведены в движение при ненатянутом состоянии ремня. После этого ремень устанавливают поверх шкивов. Затем ослабленный шкив или шкивы перемещают или тянут в заданное положение, что приводит к созданию натяжения ремня. Этот способ требует механического регулирования шкива (шкивов), чтобы обеспечить соответствующую предварительную нагрузку ремня.

Ремни могут быть установлены в системах со шкивами посредством использования других способов. В случае систем с автоматическим натяжным устройством настраивают натяжное устройство, устанавливают ремень на свое место и приводят натяжное устройство в его рабочее положение.

Другой способ установки ремня предполагает использование инструмента, который поджимает ремень в канавку шкива без необходимости механического регулирования шкивов в системе с фиксированным центром. Инструмент растягивает ремень, осуществляя его принудительную боковую подачу в канавку шкива и оказывая при этом на шкив боковые усилия.

Примером известного уровня техники может служить патент США №6692391 В2 (2004 г.), в котором раскрыт инструмент для установки ремней в шкивы с фиксированным центром и их удаления из таких шкивов в системах для передачи энергии.

Следует также сделать ссылку на одновременно рассматриваемую заявку на патент №10/437803, которая подана на рассмотрение 14 мая 2003 г. и в которой раскрыт инструмент для установки ремня.

При этом необходим инструмент для установки ремня, который, по существу, исключает действие боковых сил на шкив в течение установки ремня. Кроме того, необходим инструмент для установки ремня, имеющий ролик, отходящий от корпуса на радиусе, равном радиусу фланца шкива или меньшем него, в направлении, по существу, по нормали к плоскости шкива, определяемой канавкой шкива. Более того, необходим инструмент для установки ремня, имеющий дугообразную часть для зацепления с ободом ступицы шкива. Настоящее изобретение отвечает этим требованиям.

Краткое описание изобретения

Основной аспект изобретения заключается в создании инструмента для установки ремня, который, по существу, исключает действие боковых сил на шкив в течение установки ремня.

Другой аспект изобретения заключается в создании инструмента для установки ремня, имеющего ролик, отходящий от корпуса на радиусе, равном радиусу фланца шкива или меньшем него, причем в направлении, по существу, по нормали к плоскости шкива, определяемой канавкой шкива.

Еще один аспект изобретения заключается в создании инструмента для установки ремня, имеющего дугообразную часть для зацепления с ободом ступицы шкива.

Другие аспекты изобретения будут указаны в последующем описании изобретения и на прилагаемых чертежах или будут понятны из описания и чертежей.

Согласно изобретению создан инструмент для установки ремня, имеющий первый элемент, выполненный с возможностью зацепления со ступицей шкива, посредством чего радиальная нагрузка для установки ремня передается ступице шкива. На корпусе находится часть для зацепления инструмента, расположенная радиально от ступицы шкива. Второй элемент проходит от корпуса радиально противоположно первому элементу, при этом второй элемент имеет боковую смещающую поверхность для бокового смещения ремня в канавку шкива. Ролик, имеющий коническую поверхность, проходит по нормали от корпуса на радиусе, по существу, равном радиусу фланца шкива или меньшем него, и в направлении, противоположном шкиву, при этом ролик расположен с возможностью взаимодействия с боковой смещающей поверхностью, посредством чего ремень в течение его установки будет перенесен с ролика к боковой смещающей поверхности.

Краткое описание чертежей

На прилагаемых чертежах, которые введены в описание и составляют его часть, проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, при этом они совместно с описанием служат для разъяснения принципов изобретения. На чертежах:

фиг.1 - вид в перспективе инструмента согласно изобретению;.

фиг.2 - вид инструмента в плане снизу;

фиг.3 - вид сбоку инструмента;

фиг.4 - вид в перспективе инструмента при его использовании;

фиг.5 - вид инструмента в плане сверху;

фиг.6 - вид в поперечном сечении по линии 6-6 с фиг.5;

фиг.7 - вид сбоку инструмента;

фиг.8 - иллюстрация сил, действующих на инструмент при установке ремня;

фиг.9 - вид в перспективе со стороны шкива альтернативного варианта осуществления изобретения; и

фиг.10 - вид в перспективе альтернативного варианта осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1 показан вид в перспективе инструмента согласно настоящему изобретению. Инструмент 100 содержит корпус 10. Из корпуса 10 в радиальном направлении выступает элемент 11. Элемент 11 имеет длину, достаточную для того, чтобы он выступал в радиальном направлении за фланец F шкива, так что он может смещать ремень в боковом направлении в канавку шкива (см. фиг.4).

Элемент 15 для зацепления инструмента расположен в радиальном направлении от ступицы шкива. Элемент 15 имеет форму, обеспечивающую его зацепление инструментом, который взаимодействует с ним, например, гнездом храпового механизма, что известно в данной области техники. Элемент 15 показан имеющим шестиугольную форму для зацепления, например, с гнездом храпового привода, имеющим размер 3/8'' или 1/2''. Безусловно, также могут быть использованы гаечные ключи, клещи или иной подходящий инструмент. Элемент 15 расположен на периметре корпуса радиально наружу от центра (SC) вала, чтобы обеспечить преимущество в отношении крутящего момента, когда инструмент поворачивают вокруг ступицы шкива при установке ремня.

В альтернативном варианте осуществления изобретения элемент 15 вместо того, что указано, с одинаковой эффективностью может содержать канавку, отверстие или гнездо для захождения приводного инструмента.

Роликовый элемент 17 установлен на валу 16 с возможностью его вращения. Ролик 17 проходит от корпуса 10 на радиусе, приблизительно равном радиусу (FR) фланца шкива или меньшем него (см. фиг.4). Ось вращения (AR) ролика проходит в направлении, по существу, по нормали к плоскости (РР) шкива, которая определена канавкой шкива (см. фиг.7). Ролик 17 проходит от корпуса 10 со стороны, противоположной шкиву.

Вал 16 и ролик 17 расположены на корпусе 10 таким образом, что широкая часть конической поверхности 17А ориентирована для взаимодействия с поверхностью 110 наружной части и с элементом 11 корпуса 10 (см. фиг.2). Такая компоновка для возможности взаимодействия обеспечивает плавное перемещение ремня, когда он входит в зацепление с поверхностью 17А ролика и с поверхностью 110 при его установке. Поверхность 110 выполнена дугообразной и имеет вогнутость в направлении обода R ступицы шкива.

Инструмент 100 может входить в зацепление с ободом R ступицы шкива и с наружным фланцем F шкива Р (см. фиг.4). Элемент 18, предназначенный для зацепления с ободом ступицы, со скольжением входит в зацепление с ободом R, так что инструмент 100 совершает орбитальное движение вокруг центра шкива Р при установке ремня. При установке шкив Р либо может вращаться, либо нет, что зависит от характеристик системы. Если шкив Р при установке совершает вращение, то инструмент вращается совместно со шкивом.

Элемент 18, предназначенный для зацепления с ободом ступицы, содержит средства для передачи нагрузки при установке ремня к ступице шкива. Нагрузка для установки ремня представляет собой нагрузку, вызываемую частичным удлинением ремня, когда его смещают посредством инструмента по фланцу шкива и в канавку шкива. Нагрузка для установки ремня обычно будет добавлена к натяжению конструкции ремня. Это происходит потому, что величина удлинения ремня, выполняемого в течение установки, может составлять приблизительно 1-5% длины ремня в ненагруженном состоянии, вследствие чего требуется сила, превышающая натяжение конструкции ремня для его начальной установки.

На фиг.2 показан вид инструмента снизу в плане. Элемент 11 содержит смещающую поверхность 12. Поверхность 12 проходит в радиальном направлении от ступицы и расположена под углом по отношению к плоскости РР канавки шкива (см. фиг.7).

При установке ремень последовательно входит в зацепление со шкивом Р при его смещении в боковом направлении в канавку шкива посредством контакта с поверхностью 12. Это приводит к тому, что ремень подходит к канавке G шкива и входит в нее под углом, приблизительно равным °. Угол ( ) может находиться в диапазоне от приблизительно 0° до приблизительно 45°.

Выступ 13 расположен на корпусе 10 в радиальном направлении таким образом, что проходит радиально за фланец F шкива и нависает над ним. В предпочтительном варианте осуществления изобретения ширина выступа 13 приблизительно такая же, что и ширина фланца шкива, однако это не предполагает наложение ограничений на ширину выступа 13.

От корпуса 10 отходит элемент 18. Элемент 18 может представлять собой единую часть корпуса 10, либо может быть прикреплен к корпусу 10 посредством сварки, винтов либо приклеивания, что известно в данной области техники.

На фиг.3 показан вид сбоку инструмента. Элемент 18 содержит дугообразную часть 19 поверхности. Часть 19 поверхности имеет радиус, который способствует взаимному зацеплению элемента 18 и обода R ступицы шкива. Когда инструмент находится в зацеплении со шкивом, обод R ступицы находится в зацеплении с прорезью 20, так что в течение установки ремня инструмент 100 будет направлен вокруг обода ступицы шкива, вследствие чего будет обеспечена возможность требуемого следования инструмента вокруг шкива.

На фиг.4 показан вид в перспективе инструмента при его использовании. Храповой инструмент RT и его гнездо SO, которые известны в данной области техники, показаны в зацеплении с элементом 15. Ремень В показан в частичном зацеплении со шкивом Р. Элемент 18 показан в зацеплении с ободом R ступицы шкива. Ремень В показан опирающимся на ролик 17, поверхность 110 и поверхность 12. При установке ремня инструмент 100 поворачивают в направлении D1. Ролик 17, когда он поддерживает ремень, может вращаться, а инструмент при установке ремня поворачивается вокруг ступицы шкива.

Конкретное преимущество инструмента согласно изобретению заключается в том, что он позволяет, по существу, исключить значительные боковые силы, действующие на фланец F шкива при установке ремня. А именно, сила, прилагаемая для установки ремня, будет передана от инструмента к валу шкива через элемент 18. Поверхность 13 не входит в значительный контакт с фланцем F шкива для выдерживания нагрузки. Силы, оказываемые на ремень для его установки в канавку G шкива, по существу, будут восприняты роликом 17 и поверхностью 110, пока ремень не будет выровнен с канавкой и в итоге не войдет в зацепление с ней. Кроме того, никакие значительные боковые силы (направленные, по существу, по нормали к плоскости Р-Р) не будут воздействовать на шкив, поскольку при установке сила, прилагаемая через элемент 15 оператором, нажимающим на храповой инструмент, противодействует вектору тяги, создаваемому поверхностью 12, смещающей ремень в канавку шкива. Это особенно выгодно при установке ремня на шкив, содержащий фенольный, пластиковый, композитный или иной металлический либо неметаллический материал, который имеет ограниченную способность выдерживания боковой нагрузки, а именно, в случае нагрузки, имеющей значительный векторный компонент, направленный, по существу, по нормали или под углом, не равным нулю, к радиальной плоскости (РР) шкива, которая определена канавкой шкива. Следовательно, этот инструмент особенно выгоден тогда, когда его используют для установки ремня на неметаллический шкив, который может быть хрупким и/или иным образом подвержен раскалыванию или разрушению, если в течение установки ремня на него воздействуют чрезмерные боковые силы.

На фиг.5 показан вид инструмента в плане сверху. Отверстие 120 может быть использовано для прохождения выступа (не показан) вала через корпус 10 или для зацепления с выступом вала иным образом. Отверстие 120 по существу выровнено с центром SC вала шкива.

Относительное треугольное расположение элемента 15, ролика 17 и элемента 18 на корпусе 10 в сочетании с силой ремня, когда используют инструмент, приводит к благоприятному уравновешиванию сил. А именно, сумма сил, оказываемых храповым инструментом на элемент 15, плюс сила, создаваемая ремнем, действующая на ролик 17, приводят к созданию результирующего вектора, который направлен к элементу 18 и к ступице шкива. Это обеспечивает стабилизацию и удерживание инструмента на ступице на части 19 и в прорези 20 в течение его использования, так что зацепление со ступицей шкива будет сохранено на протяжении всего процесса установки. В некоторых случаях может и не возникнуть необходимости в зацеплении с прорезью 20, и вместо этого будет достаточно, чтобы лишь часть 19 опиралась на обод ступицы шкива (см. фиг.8).

На фиг.6 показано поперечное сечение по линии 6-6 с фиг.5. Показана дугообразная прорезь 20 для зацепления с ободом R ступицы. На ступицу шкива также может опираться часть 19 поверхности. Вал 16 показан заходящим в корпус 10 по резьбе, но он также может быть запрессован или приварен в надлежащем месте.

На фиг.7 показан вид сбоку инструмента. Поверхность 12 расположена под углом к плоскости РР шкива. Поверхность 110 расположена между роликом 17 и поверхностью 12. Поверхность 110 выдерживает нагрузку, прилагаемую при установке ремня, и обеспечивает переходную зону для ремня, чтобы избежать придания ремню потенциально сильного изгиба, когда происходит его смещение по фланцу шкива.

В альтернативном варианте осуществления изобретения поверхность 110 также может описывать частичный спиральный участок, а именно, радиус от центра SC до пересечения поверхности 110 с поверхностью 17А будет немного меньше, чем радиус до пересечения с поверхностью 12, так что ремень будет постепенно смещаться наружу, когда он входит в зацепление с поверхностью 110 от поверхности 17А до поверхности 12 и затем проходит в шкив. В предпочтительном варианте осуществления изобретения поверхность 110 имеет постоянный радиус от центра SC.

На фиг.8 показаны силы, действующие на инструмент при установке ремня. Вектор TF силы действия на инструмент, когда его добавляют к вектору BF силы действия на ремень, приводит к получению результирующего вектора RF. Вектор RF обеспечивает сохранение зацепления инструмента со ступицей шкива при установке ремня. Силы TF, BF и RF действуют, по существу, параллельно плоскости РР шкива. Можно видеть, что, по существу, все силы, создаваемые при установке, будут переданы ступице шкива и их не будет воспринимать фланец шкива, безусловно, за исключением действующего в радиальном направлении натяжения ремня, как только ремень будет установлен. Сила, равная и противоположная силе RF, будет создана посредством вала шкива и воспринята элементом 18.

Сразу же после установки ремня инструмент можно легко удалить со шкива.

Инструмент может быть выполнен из известных инструментальных материалов, таких как алюминий или сталь. Он также может быть выполнен из неметаллического материала, например из известных пластиков, отверждаемых при воздействии температуры, что приводит к получению инструмента, который значительно легче, чем подобный ему металлический инструмент. Другие примеры материалов, не налагающие каких-либо ограничений, включают в себя поливинилхлорид, полихлортрифторэтилен и сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, а также сочетания двух или более указанных выше материалов.

На фиг.9 показан вид в перспективе со стороны шкива альтернативного варианта осуществления изобретения. Элемент 200 для придания ремню направления расположен, по существу, копланарно с поверхностью 110 вблизи нее. Элемент 200 содержит поверхность 201. Элемент 200 имеет дугообразную форму, которая, по существу, сопрягается с дугой поверхности 110. Элемент 200 проходит от приблизительно смежного с ним элемента 11 в направлении ролика 17. При использовании инструмента и установке ремня элемент 200, придающий ремню направление, временно удерживает ремень вне шкива и снаружи от канавок шкива, пока ремень не будет надлежащим образом выровнен со шкивом и с канавками (см. фиг.4). А именно, ремень при его установке опирается на элемент 200 и/или скользит по этому элементу. Элемент 200 препятствует подталкиванию ремня в боковом направлении через канавки, когда тот первоначально смещен к шкиву и к канавкам шкива. Это, в свою очередь, позволяет избежать повреждения ребер ремня, вызываемого подталкиванием через канавки. Когда инструмент поворачивают на шкиве, ремень выравнивается с канавками и покидает элемент, придающий ремню направление. Элемент 200 обладает некоторой степенью гибкости для соответствия кривизне шкива и, следовательно, может содержать пружинную сталь или другой приемлемый эквивалентный материал, известный в данной области техники.

На фиг.10 показан вид в перспективе альтернативного варианта осуществления изобретения. Элемент 200 частично расположен вблизи элемента 11. Элемент 200 выступает из корпуса 10, по существу, по нормали к корпусу 10 со стороны, противоположной элементу 15. Край 202 может быть обрезан по диагонали для содействия зацеплению ремня. Элемент 200 установлен в определенном положении, чтобы он совместно с роликом 17 и поверхностью 17А ролика мог поддерживать ремень, а именно, ремень при его установке проходит от поверхности 17А ролика через поверхность 110 и поверхность 201 элемента, и в канавку шкива (см. фиг.4). Инструмент 100 может быть использован с элементом 200, придающим ремню направление, либо без него.

Хотя здесь описаны определенные формы изобретения, для специалистов в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены варианты конструкции и связанных с ней деталей, но без отклонения от объема и существа описанного здесь изобретения.