形成链轮的方法
【专利摘要】一种形成链轮的方法包括：形成链轮部件，该链轮部件有齿型面；在链轮部件基部中形成槽；将多个链轮部件安装至心轴中，从而形成构件；将弹性体部件施加在相邻链轮部件之间；将拉伸部件包绕在链轮部件和弹性体部件上；固化该构件；从心轴上取下该构件；以及优选是使构件翻转和使得该构件与刚性芯连接。
【专利说明】形成链轮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种形成链轮(sprocket)的方法，更特别是涉及一种通过将部件装配至心轴上而制成构件，再将该构件连接至刚性芯上而形成链轮的方法。
【背景技术】
[0002]用于正时皮带传动系统中的链轮必须有非常精密的公差，以便合适地工作。当链轮的直径增加时，不仅更难保持精密公差(几何形状作用)，而且链轮的金属材料的膨胀和收缩也对公差产生不利影响。在一些用途中(例如大型的现代风力发电机)传动链轮的直径和宽度必须超过1.5米，在风塔顶上的壳体中的温度波动可能在超过100摄氏度的范围。因此，当链轮公差变化太大时，使用皮带传动系统将具有非常大的挑战性。
[0003]现有技术的代表是美国专利N0.5704406，该美国专利N0.5704406公开了一种链轮结构，该链轮结构提供了用于驱动传送器皮带的增大的接触表面面积。链轮特别适合于磨损用途和/或用于模块式塑料皮带。链轮通过下列方式形成:将大量较薄的基本盘形的链轮薄片堆垛和对齐在一起，然后通过简单的螺栓连接或焊接而连接所述堆垛和对齐的薄片。各链轮薄片包括中心孔，用于装配在驱动轴上。齿或其它驱动表面也环绕各薄片的周边形成。薄片可以堆垛成相互接触，或者对于某些用途可以使用垫片来分离选定的一些堆垛薄片，以便与要驱动的皮带的结构配合。
[0004]需要一种通过将部件装配至心轴上而制成构件再将该构件连接至刚性芯上而形成链轮的方法。本发明满足了这一需求。
【发明内容】
[0005]本发明的主要方面是一种通过将部件装配至心轴上而制成构件再将该构件连接至刚性芯上而形成链轮的方法。
[0006]本发明的其它方面将由下面对本发明的说明和附图来指出，或者通过该说明和附图而显然可知。
[0007]本发明包括一种形成链轮的方法，该方法包括:形成链轮部件，该链轮部件有齿型面；在链轮部件基部中形成槽；将多个链轮部件安装至心轴中，从而形成构件；将弹性体部件施加在相邻链轮部件之间；将拉伸部件包绕在链轮部件和弹性体部件上；固化该构件；从心轴上取下该构件；以及使构件翻转，并使得该构件与刚性芯连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]包含在说明书中并形成说明书的一部分的附图表示了本发明的优选实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0009]图1是链轮齿部分的透视图。
[0010]图2是链轮齿部分的型面。
[0011]图3是链轮部分的仰视透视图。
[0012]图4是心轴的透视图。
[0013]图5是安装有链轮部分的皮带心轴的透视图。
[0014]图6是添加有弹性体的链轮部分的透视图。
[0015]图7是安装有全部链轮部分的皮带心轴的透视图，这些链轮部分包括弹性体。
[0016]图8是安装有全部链轮部分的皮带心轴的透视图，这些链轮部分包括弹性体和拉伸绳。
[0017]图9是在构件上面的弹性体层的透视图。
[0018]图10是取下皮带心轴的透视图。
[0019]图11是构件翻转的透视图。
[0020]图12是构件切成单独部分的透视图。
[0021]图13是可选的链轮部分的透视图。
[0022]图14是链轮部分安装在刚性芯上的透视图。
【具体实施方式】
[0023]图1是链轮齿部分的透视图。将优选是不锈钢材料的线10在线拉制处理中拉制，这使得线有链轮部分型面，见图2。尽管线拉制由于合适的速度、价格和精度而成为优选的方法，但是其它方法也能够用于制造链轮部分，包括机械加工和铸造。图2是链轮部分的型面。需要时，随后在线上通过已知方法来连续研磨链轮部分，以便满足链轮齿的公差要求。
[0024]部分10包括在齿区域12下面的稍微凹形的端部11。端部11沿横向方向(宽度)进行切割或研磨操作，从而产生槽110，该槽110将接收拉伸绳。图3是链轮部分的仰视透视图。槽110优选是以角度α布置，以便允许连续缠绕一拉伸绳。齿区域12具有适于与有齿皮带接合的型面。
[0025]各链轮部分包括布置在部分10各侧的配合凹穴13。凹穴13用作用于弹性体部分的保持机构。凹穴还使得所完成的链轮能够有少量的膨胀和收缩或者侧向柔性。
[0026]然后，将链轮部分10切成合适长度。优选的长度通常为心轴(M)的长度。心轴M与在制造皮带中使用的心轴类似。
[0027]图4是心轴的透视图。心轴包括多个槽21，该槽21环绕心轴的外周布置，并沿纵向方向沿主轴线延伸。链轮部分10被接收于心轴槽21内部，其中齿部分12插入槽21中，且端部11沿径向朝外。
[0028]图5是皮带心轴的透视图，其中安装有链轮部分。各链轮部分10由模板(未示出)暂时保持就位，直到全部部分10都安装，以便防止部分10落至槽21外。
[0029]图6是添加有弹性体的链轮部分的透视图。弹性体30的条带在部分10之间插入相邻凹穴13内。
[0030]图7是安装有全部链轮部分的皮带心轴的透视图，这些链轮部分包括弹性体。完成的构件具有并排的、交替顺序的部分10和弹性体30。
[0031]图8是安装有全部链轮部分的皮带心轴的透视图，这些链轮部分包括弹性体和拉伸绳。在该步骤中，拉伸绳50环绕心轴而包绕。拉伸绳是单个连续股线，并与槽110接合。
[0032]弹性体材料40层叠在拉伸绳50上面。弹性体材料40通过由部分10的相邻凹穴13产生的空间而充装。这种结构也将弹性体材料30锁定就位，并有心轴的精度。
[0033]与弹性体-金属组合的情况相同，需要时，金属表面必须以本领域已知的方式来处理，以用于弹性体粘接。需要时，拉伸绳材料还可以以本领域已知的方式来进行涂覆，以用于粘接。
[0034]为了保证拉伸绳50并不与金属齿槽110接触，至少一层弹性体40将在缠绕拉伸绳之前和之后来施加，以使得所述绳将完全覆盖在弹性体中。
[0035]当槽110研磨成与心轴纵向长度成90度时，需要在各槽110中逐个缠绕单独的拉伸绳。因此，优选是研磨与宽度稍微成角度(α)的槽，以便能够连续缠绕单个拉伸绳。各槽应足够大，以便使它能够充装弹性体加上拉伸绳，从而使得拉伸绳能够由在各槽110内部的弹性体包围。
[0036]根据传动系统的要求和链轮齿的所需柔性，用于该链轮的弹性体的硬度能够从非常硬到更软的材料而变化。
[0037]图9是在构件上面的弹性体层的透视图。这时，最终的弹性体层60包绕该构件。
[0038]而且，任意合适的附加皮层材料包绕该层60。需要时，外部弹性体层60还能够由所需厚度的材料来设计和制造，以便提高阻尼和隔振。需要时，在金属齿、拉伸绳和外部弹性体层的顶上的另一外层61可以有任意类型的织物皮层、或者多层的阻尼或隔离弹性体皮层。所形成的链轮因此将是阻尼器链轮或隔离器链轮。
[0039]然后，将心轴置于固化炉中，且弹性体层以本领域已知的方式来固化。一旦固化，将构件从心轴上取下，并使其冷却。
[0040]图10是取下心轴的透视图。将构件切成至少两个或更多合适宽度的链轮，见图12。
[0041]图11是构件翻转的透视图。在下一步骤中，当构件并不在构件位置切割时，将链轮构件里外翻转，或者以其它方式使它翻转。需要翻转是因为在构件的装配过程中齿向内凸出。为了操作为链轮，齿必须向外凸出，因此需要在与刚性芯连接之前翻转该构件。
[0042]由于构件沿长度方向的刚性(由较长金属部分引起)，通常只有在构件直径大于纵向长度时才能够进行翻转。当构件比它的直径更长时，如果最终产品尺寸允许，则构件在翻转之前切开至最终直径。另一可选方式是在心轴的内径上形成产品，而不是外侧。
[0043]在另一可选实施例中，将所完成的构件切割成预定长度，以便产生具有端部的条带。切割的条带再包绕和固定在刚性芯上，如图14中所述。
[0044]图12是构件切割成分开的部分的透视图。在可选实施例中，构件并不翻转，而是它保持在当它从心轴上取下时的方位，如图12中所示。构件切成具有合适宽度的多件。在可选实施例中，构件的侧部研磨成包含角度β。这种处理导致形成CVT皮带。在构件中的金属齿提供了优良的压缩刚性和耐磨性。图13是可选的链轮部分的透视图。
[0045]图14是链轮部分安装在刚性芯70上的透视图。刚性芯70通常由冲压或铸造铁金属、铸铝或铸镁或者任意类型的塑料来制造。对于低磨损用途，链轮芯70可以包括挤出的铝。芯70可以包括一个固定凸缘72和(需要时)第二可拆卸凸缘。本发明的链轮能够通过粘接剂或通过机械紧固件而紧固在中心部件上，或者机械地保持在凸缘内部。
[0046]在可选实施例中，特别是当链轮齿不希望或不需要柔性时，齿通过紧固件或通过相邻凸缘72而在刚性芯70上锁定就位。对于这种实施例，不需要拉伸绳50和槽110。这降低了部分10的成本(没有狭槽的研磨)，并省略了拉伸绳、拉伸绳处理和拉伸绳缠绕操作。
[0047]在另一可选实施例中，在初始步骤中，各链轮部分10切成用于给定的链轮刚性芯70宽度的尺寸，而不是构成于较宽心轴中。钻出孔73，以便在各链轮部分和各凸缘中容纳紧固件。不使用弹性体30。链轮部分10利用紧固件而装配在凸缘72、74之间，从而使得全部金属链轮产生有在相邻槽之间的开口。开口产生了泥浆口，碎屑能够通过该泥浆口而从链轮槽排出。泥浆口占据了在上述实施例中弹性体30的位置，但是本实施例中省略该弹性体30。
[0048]在另一可选实施例中，构件并不安装在刚性芯上。而且，构件并不翻转，而是它在与构件处理相同的方位中使用，而并不翻转。构件的侧部研磨至预定角度β，见图13。然后，该实施例能够用作CVT皮带。各部分10有助于使得皮带有良好的横向刚性，这是因为，在该用途中，各部分沿它的主轴线压缩地负载。这是因为在CVT皮带中皮带的侧部压缩负载。
[0049]尽管这里介绍了本发明的形式，但是本领域技术人员显然知道，在不脱离这里所述的本发明精神和范围的情况下可以对部件的结构和关系进行变化。
【权利要求】
1.一种形成链轮的方法，包括: 形成链轮部件，该链轮部件有型面； 在链轮部件基部中形成槽； 将多个链轮部件安装至心轴中，从而形成构件； 将弹性体部件施加在相邻的链轮部件之间； 将拉伸部件包绕在链轮部件和弹性体部件周围； 固化该构件；以及 从心轴上取下该构件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括:使构件翻转，并使得该构件与刚性芯连接。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括:在固化之前将弹性体层施加在构件上面。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括:切割所述构件，以便形成具有预定尺寸的至少两个链轮。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括:使用紧固件来使得所述构件与刚性芯连接。
【文档编号】F16H55/17GK104284754SQ201380023816
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年5月7日
【发明者】M·卡达雷特, C·P·威尔逊, Y·霍贾特 申请人:盖茨公司