专利名称：具有扩展元件的可变直径皮带轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及到可变直径皮带轮的领域，特别是带有多个呈圆形排列的、分立的皮带支撑元件的可变直径皮带轮。
库姆(Kumm)在美国专利号4，295，836，4，591，351和4，768，966中所描述的那种可变直径皮带轮有多个围绕一旋转轴呈圆形排列的带支撑件。该圆形的直径是可变直径皮带轮的有效直径，并且由于在两对支持带支撑件端部的并列的盘元件之间的旋转定位作用，该直径的大小可以改变。带支撑件在该圆形的圆周上等间距布置，并只能在空间间隔的位置上与传动带成线性接触。结果，与传动带接合的面，在效果上等同于带有较尖棱角的，具有多个平的带接合面的多面轮。
图1是一个放大的实例，其中圆形10由六个等间距排列的带支撑件12构成，这些带支撑件12实际上占据着一个多面几何图形14的角位置，在图1中这个多面几何形为一个六边形。与该六边形表面接合的传动带16在各个带支撑件处将经受较大的弯曲，其曲率大于由六个带支撑件12所限定的圆形10的曲率。这将在传动带上引起过大的应力并减少其寿命。由空间间隔的带支撑件导致的多面型效果还会导致在传动带与皮带轮交界面上产生过大的噪音。
本发明着眼于跨越各个带支撑件之间的空间的扩展元件，并为传动带16提供了一个消除尖角的带接合面，使可变直径的皮带轮的带接合面更接近一个圆柱面。
本发明是对一种可变直径皮带轮的改进，该皮带轮具有一对空间间隔的边部元件，多个呈圆形分布于该空间间隔的边部元件之间并被其支持的带支撑元件和用于使该带支撑件在最大和最小径向位置之间产生径向位移的装置。这种改进在于多个在相邻的带支撑件之间联接的扩展元件。每个带支撑件与至少两个扩展元件可转动联接，并且该至少两个扩展元件与至少一个相邻的带支撑件滑动联接。每个扩展元件有一个凸起的外表面，以提供与传动带接合的通常的圆柱面。
本发明的目的是一个可变直径的皮带轮，它消除了传动带和皮带轮交界面上的突然弯曲，从而减小了传动带的疲劳和过度应力。
本发明的另一个目的是一个可变直径的皮带轮，它具有多个扩展元件联接在相邻的带支撑件之间，并在其间形成一个弯曲的表面。
本发明的另一个目的是一个可变直径皮带轮，它具有多个扩展元件联接在相邻的撑带件之间，并提供一个用于与传动带接合的通常的圆柱面。
本发明的再一个目的是一个可变直径皮带轮，它具有多个扩展元件排列在相邻的带支撑件之间，各扩展元件具有一个分段的外部轮廓，当带支撑件处于最大和最小径向位置时，该外部轮廓为传动带提供了一个通常的圆柱面。通过结合附图阅读本说明书，本发明的这些和其它目的将更加明确。
图1是一个传动带围绕一个现有技术的可变直径皮带轮的路径的剖面侧视图;
图2是在图3中2-2线方向上，一个具有联接在相邻的带支撑件之间的多个扩展元件的可变直径皮带轮的剖面侧视图;
图3是一个该可变直径皮带轮的展开的端视图，显示了当带支撑件在最大径向位置时，扩展元件在边部元件之间的布置;
图4是显示该扩展元件细节的侧视图;
图5是一个该可变直径皮带轮的展开的端视图，显示了当该带支撑件位于最小径向位置时该扩展元件的位置。
在库姆(Kumm)的美国专利号4，295，836中所描述的可变直径皮带轮中，多个带支撑件呈圆形分布被支撑在一对空间间隔的边部元件之间。每个边部元件由一对相邻的盘状件构成，各盘状件有多个导向槽。使导向槽径向延伸的路径在相邻的盘状件上弯曲方向相反，因此，在一个盘状件上的各导向槽与相邻盘状件上的一个导槽交叉。其结果是，这些导向槽形成多个呈一个圆形的通孔。
带支撑件的端部支撑在这些通孔中，形成一个分段的传动带接合面。由于这些导向槽弯曲方向相反，一个盘状元件相对于其相邻的盘状元件的旋转将引起导向槽互相交叉点的径向位置产生径向位移，因此，引起带支撑件的位置产生径向位移，改变可变直径皮带轮的有效直径。
现在参考图2，该图示出了一个沿图3中2-2线截取的可变直径皮带轮的剖面侧视图，图中显示了多个位于其最外和最内径向位置的带支撑件12。这些带支撑件12与库姆(Kumm)在美国专利号4，295，836中所描述的带支撑件相类似，所不同的是它们并不直接与传动带16接合。由于在图2中示出的带支撑件12与库姆(Kumm)所描述的并在图1中绘出的带支撑件12类似，在图2和后面的附图中将使用相同的参考编号来标明带支撑件。在构成各边部元件的那对相邻盘状件的导向槽在图2中被省略，因为其位置和形状对本发明并不重要。
当带支撑件12位于最外的径向位置，即带支撑件沿圆18分布时，多个扩展元件22联接在相邻的带支撑件12之间，并跨过其间的空隙。这些扩展元件22排列成多个完全沿着圆18延伸的排。在图3所示的实施例中，有十一排扩展元件22充填在边部元件24和26之间。扩展元件的排数取决于边部元件24和26的间隔和各扩展元件22的厚度。
如图3所示，扩展元件22以排列成一个在边部元件24和26之间的单一重复图形为佳。在这个优先的实施例中，一些扩展元件22，如那些用参考编号22′表示的，与由参考编号22标明的扩展元件反向延伸。还优先选用左半部的图形为右半部图形映象的排列型式，这样的扩展元件的排列型式不会有在传动带上产生一个横向力并使其移向一个边部元件或另一边部元件的趋势。对本技术熟知的人将认识到，扩展元件22沿带支撑件12的横向布置有许多其它方式，它们与图3所示的方式等效。
扩展元件的细节在图4中示出。该扩展元件有一个通常弧形的形状，该弧形有一个凸起的上表面和一个凹下的下表面。每个扩展元件22的一端有一个枢孔28，另一端有一个弧形槽30。带支撑件穿过扩展元件的枢孔28，使扩展元件22与带支撑件12可转动连接。弧形槽30在与枢孔28相对的一边开口。当带支撑件12位移到如图2所示的最小径向位置时，弧形槽30的曲率半径基本上与由带支撑件12构成的圆形42的半径相同。当带支撑件12在它们最小径向位置时，弧形槽30的开口端使其能够接受至少一个第二带支撑件12。弧形槽30的开口端提供了斜角38和40，使得当由带支撑件12形成的圆的直径向其最小值减小时，第二带支撑件12容易进入弧形槽30。
扩展元件22的外凸起面具有一分段的轮廓。扩展元件22外表面的两个端段32和34有一曲率半径，当带支撑件12处于完全收缩或最小径向位置时，该曲率半径与由扩展元件22形成的表面的切圆44的半径相一致。该外表面的中段36有一个曲率半径，当带支撑件12处于完全延伸或最大径向位置时，该曲率半径与由扩展元件22形成的表面的切圆46的半径相一致。
可以看出，扩展元件22形成了一个通常的圆柱形的传动带接合面，并消除了现有技术所描述的实施例中的、由于传动带16直接与带支撑件12接合而产生急剧弯曲所引起的传动带的过度疲劳。该扩展元件还明显地减少了在传动带与皮带轮接合面处产生的噪音。
图5显示了当带支撑件12处于最小径向位置时扩展元件22的位置。
在图3和图5中，为了简化显示扩展元件22沿带支撑件12的横向布置，将扩展元件22以展开的平面形式显示。在这个展开的形式中，由扩展元件形成的圆柱面被展平，从而更清楚地显示各个扩展元件之间的间隔和联系。
可以看出，对本技术领域熟知的人能够构想出与附图中所示的和说明书中所讨论的不同的扩展元件的结构，而不离开这里所公开的和在附属的权利要求中所提出的精神。
权利要求
1.一种可变直径的皮带轮，具有一对空间间隔的边部元件，多个支撑于所述空间间隔的边部元件之间并呈圆形排列的带支撑件，以及用于在一个最大和一个最小的径向位置之间径向移动所述带支撑件的装置，其特征在于包括多个扩展元件，其中各所述带支撑件与至少所述多个扩展元件的两个所述扩展元件可转动联接，并且该所述至少两个所述扩展元件至少与一个相邻的带支撑件滑动联接，所述的多个扩展元件的每一个所述扩展元件有一个凸起的外表面，以提供一个通常的圆柱面的传动带接合面。
2.一种如权利要求1所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述的多个扩展元件的每个扩展元件在一端有一个用于接受穿入其中并可旋转地联接一个所述带支撑件的孔，在另一端有一个用于可滑动地接受一个相邻的带支撑件的弧形槽。
3.一种如权利要求2所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述弧形槽在该扩展元件上与所述一端相反的一端有一个开口端，当所述带支撑件位于其最小径向位置时，使一个第二带支撑件能够进入所述弧形槽内。
4.一种如权利要求3所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述弧形槽的所述开口端做成斜角形，以引导所述第二带支撑件进入所述弧形槽。
5.一种如权利要求1所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述凸起外表面被分成至少二段，至少所述两段的每一段具有不同的曲率半径。
6.一种如权利要求1所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述凸起外表面分为一个第一段，一个中间段和一个第三段，其中所述第一和第三段的曲率半径相同，所述中间段的曲率半径大于所述第一和第三段的曲率半径。
7.一种如权利要求1所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述多个扩展元件在所述一对空间间隔的边部元件之间，以预定的形式排列成多排。
8.一种如权利要求7所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述的预定形式为对称于所述一对空间间隔的边部元件之间的中线。
9.一种如权利要求8所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述多个排中的一些预定排里的全部所述扩展元件从与其相联的带支撑件向所述相邻带支撑件以顺时针方向延伸，而所述多个排中的其余排里的全部扩展元件绕由所述多个带支撑件形成的所述圆形以逆时针方向向所述相邻带支撑件延伸。
10.一种用于在一个可变直径皮带轮的带支撑件之间形成一个弧形面的扩展元件，包括一个具有一对通常平行的平面，一个凸起的外缘和一个凹下的内缘的肾状的盘;一个在一端穿过所述盘的枢孔，用于可转动地接受一个所述带支撑件，所述枢孔的轴垂直于所述通常平行的一对平面;在所述盘的另一端，一个穿过所述盘的所述通常平行的一对平面的弧形槽，用于滑动地接受一个相邻带支撑件。
11.一种与一个传动带接合的可变直径皮带轮，包括一对具有一个共同旋转轴的空间间隔的边部元件;多个呈圆形排列的支撑于所述空间间隔的边部元件之间的带撑支件;用于在一个最大径向位置和一个最小径向位置之间径向移动所述带支撑件，以改变所述圆形直径的装置;多个扩展元件，每个所述带支撑件与至少所述多个扩展元件之一可转动联接，并且至少所述多个扩展元件之一与至少一个相邻的带支撑件滑动联接，所述多个扩展元件中的每个所述扩展元件具有一个凸起的外表面，提供了一个通常的圆柱面的传动带接合面。
12.一种如权利要求11所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述带支撑件有一个圆柱形的横断面，在所述多个扩展元件中的每个所述扩展元件的邻近一端处有一个孔，穿过该孔可转动地接受一个所述带支撑件，和一个在另一端的弧形槽，用于可滑动地接受至少一个相邻的带支撑件。
13.一种如权利要求12所述的可变直径皮带轮，其特征在于，在所述扩展元件与所述一端相对的一端，所述弧形槽有一个开口端，以使当所述带支撑件位移到其最小径向位置时第二带支撑件能够进入所述弧形槽。
14.一种如权利要求13所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述弧形槽的所述开口端做成斜角形，以引导所述第二带支撑件进入所述弧形槽。
15.一种如权利要求11所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述凸起外表面至少分为两段，其中所述的至少两段，每段有不同的曲率半径。
16.一种如权利要求11所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述凸起的外表面分为一个第一段，一个中间段和一个第三段，每段的曲率半径与其相邻段是不同的。
17.一种如权利要求16所述的可变直径皮带轮，其特征在于，所述第一和第三段的曲率半径等于当所述带支撑件位于其最小径向位置时，由所述多个扩展元件所形成的圆的半径，所述中间段的曲率半径等于当所述带支撑件位于最大径向位置时由所述多个扩展元件所形成的圆的半径。
18.一种如权利要求11所述的可变直径的皮带轮，其特征在于，各带支撑元件以一种预定的方式至少与两个扩展元件可转动联接，并至少与两个不同的扩展元件可滑动联接。
19.一种如权利要求18所述的可变直径的皮带轮，其特征在于，所述预定的方式为对称于位于所述一对空间间隔的边部元件之间的中心线。
20.一种如权利要求18所述的可变直径的皮带轮，其特征在于，所述的多个扩展元件中的所述第一部分扩展元件从与其可转动联接的所述带支撑件到一个相邻的带支撑件以顺时针方向延伸，所述的多个扩展元件的所述其余部分扩展元件从与其可转动联接的所述带支撑件到一个相邻的带支撑件以逆时针方向延伸。
全文摘要
一种可变直径的皮带轮，具有多个带支撑元件以圆形排列于一对边部元件之间。各边部元件由一对相邻的可相对转动的盘状件构成。盘状件有交叉的导向槽，由于盘状件之间旋转定位的作用，这些导向槽控制带支撑件的径向位置。扩展元件置于相邻的带支撑件之间，为该可变直径的皮带轮提供一个通常的圆柱面的带接合面。
文档编号F16H55/54GK1048091SQ9010049
公开日1990年12月26日 申请日期1990年1月30日 优先权日1989年6月13日
发明者沃纳·克·鲁德 申请人:Gkn汽车有限公司