专利名称：冠型滑轮及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种滑轮装置，更确切的说是一种改善防滑脱性能的冠型滑轮。
背景技术：
在车辆中，由发动机产生的动力通常被用于驱动或使车辆的各个部件旋转。曲柄轴，即，发动机动力产生轴，所产生的动力通过发动机皮带传递给其它驱动部件。图1表示用于常规车辆发动机动力传递机构的皮带。如图1所示，作为动力传递手段的发动机皮带沿固定于曲柄轴末端的曲柄轴链轮10，凸轮轴链轮20，22，24，26及抽水机滑轮30绕制，以使得来自曲柄轴的动力依次传递给上述各部件。为了调节曲柄轴及凸轮轴之间的同步差，进一步提供诸如张紧轮52和惰轮54的滑轮50作为动力传递机构的一部分。具体的说，同步通常由安装在可移动轴上的张紧轮52控制。特别是，在滑轮中拉伸轴具有长距离的情况下，凸轮轴链轮20，22，24，26和发动机皮带40通过固定惰轮54被牢固的固定。
图2为传统的张紧轮52或惰轮54的剖视图。传统的张紧轮52或惰轮54的外壁为统一的圆柱表面，如整个外壁表面高度无变化的连续圆柱表面。当然对于这种传统的张紧轮52的发动机皮带，也具有与外壁相连接的统一表面。因此，发动机皮带和张紧轮或惰轮都可以沿着连接部分的宽度方向互相直接连接。因此，当驱动皮带时，发动机皮带中心线很难与滑轮中心线恰好对正。由于在发动机皮带和滑轮之间没有任何保持中心对正的装置，沿滑轮运行的发动机皮带容易在滑轮宽度方向上连续的左右摆动，因此导致运行过程中低劣的可靠性。而且由于发动机皮带和滑轮的不对正，传统的带有连续圆柱表面的滑轮还会导致如发动机皮带磨损率高和插入滑轮的轴承使用寿命短等缺点。
发明内容
本发明旨在解决传统滑轮的上述缺点。
本发明的第一目的在于提供一种能够很好的与发动机皮带中心线对正的冠型滑轮，从而可以明显的提高运行的稳定性和延长发动机皮带的使用寿命。
本发明的第二目的在于提供一种精确稳固的制造这种冠型滑轮的方法。
为了实现本发明的第一目的，提供一冠型滑轮用来补偿发动机皮带的拉紧公差和同步差，其特征在于所述滑轮的外壁略微弯曲以致于外壁的外表面高度从外表面的两圆边向中心线增加。
外壁的剖视图形成了角度略小于180度的两个倾斜边。
从外表面的圆边到中心线的高度d大约为0.2毫米。
根据本发明的第二方面，所提供的制造冠型滑轮的方法包括以下步骤在冲裁模上冲切一金属板，得到一具有制造滑轮的合适尺寸的圆形板；拉延圆形板使之大体上成为碗形；利用一冲压工序对拉延料体整形出弯曲的圆边；在整形料体的底部中心位置打一穿透孔从而得到滑轮料体；和利用车削工序除去滑轮料体的边缘。
此外，上述方法进一步包括锻造压制边缘已被除去的料体的外表面，从而得到冠型滑轮的步骤，该滑轮的外表面弯曲以致使外表面的外表面高度从两圆边到中心线增加。
拉延圆形板包括如下分步骤第一次拉延使圆形板成为碗形第一拉延料体；第二次拉延在第一拉延料体的底部中心位置切割成锯齿状，以在第一拉延料体的底部形成一小凹陷区域；第三次拉延扩展第二拉延料体的小凹陷区域，使之适于与滑轮轴接合。
由结合附图的详细描述中，将使得本发明的前述和其它目的，特点和优点更加明显。
图1为常规车辆发动机动力传递机构所用皮带的前视图；图2为传统滑轮诸如张紧轮或惰轮的剖视图；
图3为本发明中部分被切掉的冠型滑轮的透视图；图4为本发明的冠型滑轮沿图3中A-A’线的剖视图；图5A至5H为根据本发明的冠型滑轮的制作工序。
具体实施例方式
下面将结合附图详细描述本发明。
如图3，图4所示，一滑轮100，此处叫作“冠型滑轮”，是一由外壁120，内壁122，顶部124以及一与开口底部构成的环状主体，该滑轮的剖视图类似一个倒置的“U”形。特别是，外壁120略微弯曲以致使外壁120的外表面110的正视图类似一个典型的王冠的形状，即根据位置的移动从两个外边缘112，112a向外部表面110的中心顶点114增加。换句话说，外壁120的剖视图类似于角度略小于180度的等边三角形的两个斜边。
当滑轮100用于传统车辆发动机的动力传递机构时，更有利的是从两个外边缘112，112a到外表面110的中心顶点114的高度d为0.2毫米，但是又不仅仅限于这个值。根据滑轮的应用，高度d还可以取0.2毫米以外的其它值。当然滑轮的内表面倾斜下去以使得从两边朝向它的中心线变深将更有利于滑轮100与发动机皮带的配合。
采用如上所述的发动机皮带时，滑轮100可以更牢固的配合，特别是，它的中心线可以和发动机皮带的中心线精确的对正。而且，利用这种配对形状的滑轮和发动机皮带，可以确保它们中心对准和防止运行过程中皮带脱落的发生，从而带来良好的运行稳定性。
同时，参考附图5A至5H描述上述滑轮100的制造方法。
作为车辆动力传递机构的一个部件，通常滑轮100是一个非常高精度的产品，它的内直径圆度和轴承插入的接受部分的公差都要达到40微米或更小。如上所述，滑轮需要几个连续的整形工序步骤。基于上述内容，生产商对设计操作和加工操作都要非常谨慎。利用冲压机产生变形将一原始金属板制成指定尺寸和形状的且不带连接板的过程叫作冲压整形工艺(pressplastic working)。冲压整形工艺是指利用压力锤压缩冲程的模制工具以产生诸如拉力、压力或弯曲力等应力状态，使原始金属板整形变形的过程。由于在碾压方法，冲压机和模制单元技术领域具有突出的进步性，这一过程得到快速发展，以致于被越来越多的用于车辆和电子部件等领域的批量生产。
这种冲压整形工艺也适用于制造本发明的滑轮。基于这种冲压整形工艺的更有利的生产方法将参考图5A至5H进行解释。
首先，如图5A所示，在冲裁模上冲切金属板200得到具有制造滑轮100的适合尺寸的圆形板202。
如图5B所示，圆形板202被拉延成碗形的第一拉延料体210。在这第一拉延过程中，圆形板202被一模制工具冲压形成一凹陷区域212。
然后用一冲压工具将碗形的第一拉延料体210的底部中心位置切割成锯齿状，如图5C所示在第一拉延料体210的底部形成带有小凹陷区域222的第二拉延料体形成。
如果小凹陷区域222对于滑轮100的轴的配合空间不够充分，则需增加如图5D所示的拓展小凹陷区域的第三拉延过程。如图5D所示，通过第三拉延过程，第二拉延料体220的小凹陷区域222被加宽且底部变平。
上述拉延过程之后，如图5E所示，利用一冲压过程将第三拉延料体230整形出一个弯曲的外边沿232。
接下来，如图5F所示，冲孔过程将整形料体230的底部中心位置打出穿孔242。通过冲孔过程，形成这种带有可以与滑轮配合的轴插入的孔242和凸缘244的滑轮料体240。
滑轮料体240的凸缘244可以被计算机数控机(CNC)的车削过程除去，从而得到如图5G所示的料体250。
最后，对由车削过程得到的料体250进行冲压过程。在本过程中，料体250被冲压机冲压为如图5H所示的冠型滑轮260，该滑轮的外壁262沿中心线向外略微弯曲。为了得到从两边112，112a到中心顶点114的指定高度d，如0.2毫米，冲压机的打击力需要受到合适的控制。
通过上述步骤得到的冠型滑轮的最后形状如图3所示。当使用该滑轮时，滑轮轴通过穿孔242与其配合，一组轴承围绕滑轮轴插入。
工业应用性从上述描述明显得知，本发明的冠型滑轮可以确保它们能稳定的持续中心对准和防止运行过程中发动机皮带脱落的发生，从而带来良好的运行稳定性。因此本发明可以延长轴承和相关驱动部件的使用寿命。此外，考虑了滑轮上最大负载和最小负载下的稳定性，本发明分析了冲压整形工艺中的变形和应力，因而将拉延过程分为三步，消除了整形工艺的疲劳性。因此，本发明可以制造精确稳固的产品。
权利要求
1.一种补偿发动机皮带拉力公差和同步差的冠型滑轮，其特征在于所述滑轮的外壁略微弯曲，以使得外壁外表面的高度从两个圆边向外表面中心线增加。
2.如权利要求1所述的冠型滑轮，其特征在于外壁的剖视图形成角度略小于180度的两个斜边。
3.如权利要求2所述的冠型滑轮，其特征在于，从两圆边到外表面中心线的高度d基本为0.2毫米。
4.一种制造冠型滑轮的制造方法，包括如下步骤在冲裁模上冲切一金属板，得到一具有制造滑轮的合适尺寸的圆形板；拉延圆形板使之大体上成碗形；利用一冲压工序对拉延料体整形出弯曲的圆边；在整形料体的底部中心位置打一穿透孔，从而得到滑轮料体；和利用车削工序除去滑轮料体的边缘。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括将边缘除去的料体的外表面锻造压制得到冠型滑轮的步骤，该滑轮的外壁弯曲，以致使外壁的外表面的高度从两个圆边向外表面中心线增加。
6.如权利要求4所述的方法，圆形板的拉延包括如下分步骤第一次拉延，使圆形板成为碗形的第一拉延料体；第二次拉延，在第一拉延料体的底部中心位置切割成锯齿状以在第一拉延料体的底部形成一小凹陷区域；第三次拉延，扩展第二拉延料体的小凹陷区域，使其适合于滑轮轴的接合区域。
全文摘要
一种改善防滑脱性能的冠型滑轮。该冠型滑轮通过包括以下步骤的制造冠型滑轮的方法制成在冲裁模上冲切一金属板，得到一具有制造滑轮的合适尺寸的圆形板；拉延圆形板使其大体上成碗形；利用冲压工序对拉延料体整形出弯曲的圆边；在整形料体的底部中心打一穿透孔从而得到滑轮料体；和利用车削工序除去滑轮料体的边缘。本发明的冠型滑轮确保它们的中心对准能稳定的持续和防止运行过程中发动机皮带脱落，从而带来良好的运行稳定性。并可延长轴承和相关驱动部件的使用寿命。此外，滑轮最大负载和最小负载下的稳定性，分析了冲压整形工艺中的变形和应力，因而将拉延过程分为三步，消除了整形工艺的疲劳性。因此本发明可以制造精确稳固的产品。
文档编号F16H55/00GK1521427SQ0312066
公开日2004年8月18日 申请日期2003年1月31日 优先权日2003年1月31日
发明者卢泰敬 申请人:株式会社定光技术