СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЕМ РЕМНЯ
BELT TENSIONING CONTROL SYSTEM

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Бесконечные ремни широко применяются для передачи мощности от двигателя или мотора. Со временем такие ремни подвергаются износу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0002] Фигура 1 представляет собой схематичное изображение примера системы управления натяжением ремня.
[0003] Фигура 2 представляет собой блок-схему примера способа управления натяжением ремня для уменьшения износа ремня.
[0004] Фигура 3 представляет собой схематичное изображение примера системы управления натяжением ремня.
[0005] Фигура 4 представляет собой схематичное изображение примера системы управления натяжением ремня.
[0006] Фигура 5 представляет собой схематичное изображение примера системы управления натяжением ремня.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ
[0007] Бесконечные ремни широко применяются для передачи мощности от двигателя или мотора. Со временем такие ремни подвергаются износу. Здесь раскрыты иллюстративные системы и иллюстративный способ для уменьшения износа ремня посредством поддержания разных участков ремня с предварительно заданным отношением натяжения. Системы и способы, раскрытые здесь, используют механическое соединительное устройство или соединительное устройство с текучей средой, которое передает движение от одного сцепляющего элемента для ремня на другой сцепляющий элемент для ремня таким образом, чтобы поддерживать предварительно заданное отношение натяжения. В результате, системы и способы обеспечивают относительно простое и недорогостоящее решение для уменьшения износа ремня.
[0008] Здесь раскрыта иллюстративная система управления натяжением ремня, которая содержит первый сцепляющий элемент для ремня для сцепления с первым участком ремня, продолжающимся между и на первой стороне первого и второго шкивов, и второй сцепляющий элемент для ремня для сцепления со вторым участком ремня, продолжающимся между и на второй стороне первого и второго шкивов. Первый сцепляющий элемент для ремня поддерживается с возможностью перемещения таким образом, чтобы перемещаться в ответ на изменения натяжения первого участка ремня. Второй сцепляющий элемент для ремня поддерживается с возможностью перемещения таким образом, чтобы перемещаться в ответ на изменения натяжения второго участка ремня. Первый сцепляющий элемент для ремня и второй сцепляющий элемент для ремня соединены посредством соединительного устройства, таким образом, что перемещение первого сцепляющего элемента для ремня к первому участку ремня автоматически отводит второй сцепляющий элемент для ремня от второго участка ремня, причем соединительное устройство автоматически поддерживает постоянное отношение натяжения ремня первого участка к натяжению ремня второго участка.
[0009] Здесь раскрыта иллюстративная система управления натяжением ремня, которая содержит первый цилиндр с текучей средой, первый поршень, расположенный с возможностью скольжения в первом цилиндре с текучей средой и продолжающийся от первой стороны первого цилиндра с текучей средой, первый сцепляющий элемент для ремня, соединенный с первым поршнем и для сцепления с первым участком ремня, продолжающимся между и на первой стороне первого и второго шкивов, второй цилиндр с текучей средой, второй поршень, расположенный с возможностью скольжения во втором цилиндре с текучей средой и продолжающийся от первой стороны второго цилиндра с текучей средой, второй сцепляющий элемент для ремня, соединенный со вторым поршнем и для сцепления со вторым участком ремня, продолжающимся между и на второй стороне первого и второго шкивов, и линию текучей среды, соединяющую вторую сторону первого цилиндра с текучей средой со второй стороной второго цилиндра с текучей средой. Вторые стороны первого цилиндра с текучей средой и второго цилиндра с текучей средой соединены таким образом, что первый участок ремня и второй участок ремня автоматически поддерживаются с постоянным отношением натяжения.
[00010] Здесь раскрыт иллюстративный способ уменьшения износа ремня. Способ содержит сцепление первого участка бесконечного ремня, проходящего вокруг первого и второго шкивов, с первым сцепляющим элементом для ремня, сцепление второго участка бесконечного ремня, проходящего вокруг первого и второго шкивов, со вторым сцепляющим элементом для ремня, функционально соединенным с первым сцепляющим элементом для ремня, и передачу движения первого сцепляющего элемента для ремня на второй сцепляющий элемент для ремня таким образом, что перемещение первого сцепляющего элемента для ремня от первого участка ремня автоматически перемещает второй сцепляющий элемент для ремня ко второму участку ремня для поддержания постоянного отношения натяжения ремня первого участка к натяжению ремня второго участка.
[00011] На Фигуре 1 схематично показан пример системы 20 управления натяжением ремня. Система 20 управления натяжением ремня поддерживает по существу постоянное отношение натяжений на противоположных сторонах/сегментах шкивного ремня для уменьшения износа ремня. Система 20 управления натяжением ремня содержит сцепляющий элемент 30 для ремня, сцепляющий элемент 32 для ремня и соединительное устройство 34. Сцепляющий элемент 30 для ремня содержит элемент для физического контакта и сцепления с первым сегментом или участком 38 бесконечного ремня 40, проходящего вокруг ведомого шкива 42, приводимого во вращение в направлении против часовой стрелки, и приводного или ведущего шкива 44, приводящего в движение ремень 40 в направлении против часовой стрелки. Сцепляющий элемент 30 для ремня является подвижным к и от участка 38 для способствования регулированию натяжения участка 38 ремня 40. В одном варианте осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня является линейно подвижным к и от участка 38. В другом варианте осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня перемещается по дуге или поворачивается вокруг оси к и от участка 38 ремня 40. В одном варианте осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня может содержать ролик или шкив. В других вариантах осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня может содержать другие вращающиеся или неподвижные конструкции, которые опираются на участок 38 для управления натяжением участка 38 ремня 40.
[00012] Сцепляющий элемент 32 для ремня содержит элемент для физического контакта и сцепления со вторым сегментом или участком 48 бесконечного ремня 40. Сцепляющий элемент 30 для ремня является подвижным к и от участка 38 для способствования регулированию натяжения участка 38 ремня 40. В одном варианте осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня является линейно подвижным к и от участка 38. В другом варианте осуществления, сцепляющий элемент 30 для ремня перемещается по дуге или поворачивается вокруг оси к и от участка 38 ремня 40. В одном варианте осуществления, сцепляющий элемент 32 для ремня может содержать ролик или шкив. В других вариантах осуществления, сцепляющий элемент 32 для ремня может содержать другие вращающиеся или неподвижные конструкции, которые опираются на участок 48 для управления натяжением участка 48 ремня 40.
[00013] Соединительное устройство 34 соединяет сцепляющий элемент 30 для ремня со сцепляющим элементом 32 для ремня таким образом, что движение одного из сцепляющих элементов 30, 32 для ремня передается на другой сцепляющий элемент 30, 32 для ремня. В результате, перемещение одного сцепляющего элемента 30, 32 для ремня к его соответствующему участку 38, 48 автоматически приводит к перемещению или отводу другого из сцепляющих элементов 30, 32 для ремня от его соответствующего участка 38, 48. Подобным образом, перемещение одного сцепляющего элемента 30, 32 для ремня от его соответствующего участка 38, 48 автоматически приводит к перемещению другого из сцепляющих элементов 30, 32 для ремня к его соответствующему участку 38, 48.
[00014] Соединительное устройство 34 выполнено таким образом, чтобы поддерживать постоянное отношение натяжения T2 ремня участка 48 к натяжению T1 ремня участка 38. Для целей настоящего описания изобретения, фраза «выполнено таким образом, чтобы» обозначает фактическое состояние конфигурации, которая фундаментально связывает указанную функцию/применение с физическими характеристиками элемента, продолжающего фразу «выполненный таким образом, чтобы». В показанном примере, участок 48 ремня 40 представляет собой участок нагрузки или рабочий участок ремня 40, при этом участок ремня 40 тянется ведущим шкивом 44. Участок 38 ремня 40 представляет собой обратную сторону ремня 40, которая поддерживается с натяжением T1 для поддержания достаточного фрикционного контакта в соединении ремня 40 со шкивами 42 и 44. В одном варианте осуществления, соединительное устройство 34 поддерживает постоянное отношение T2/T1, составляющее по меньшей мере 4 и не больше 6. В одном варианте осуществления, соединительное устройство 34 поддерживает постоянное отношение T2/T1, составляющее 5. Благодаря поддержанию такого постоянного отношения T2/T1, износ ремня уменьшается.
[00015] В одном варианте осуществления, соединительное устройство 34 содержит механическое соединительное устройство, обеспеченное одним или более из группы пружин, кулачков, звеньев или стержней, зубчатых колес, звездочек, цепей и тросов. Например, в одном варианте осуществления, звено 34 может содержать трос Боудена, имеющий первый конец, функционально соединенный со сцепляющим элементом 30 для ремня, и второй конец, функционально соединенный со сцепляющим элементом 32 для ремня, причем внутренний трос троса Боудена, удерживаемый во внешней оболочке, скользит для передачи движения от одного сцепляющего элемента 30, 32 для ремня на другой сцепляющий элемент 30, 32 для ремня.
[00016] Для целей настоящего описания изобретения, термин «соединенный» должен обозначать соединение двух элементов непосредственно или косвенно друг с другом. Такое соединение может быть по сути неподвижным или по сути подвижным. Такое соединение может быть достигнуто с помощью двух элементов или двух элементов и каких-либо дополнительных промежуточных элементов, выполненных за одно целое в виде единого монолитного тела друг с другом, или с помощью двух элементов или двух элементов и какого-либо дополнительного промежуточного элемента, прикрепленных друг к другу. Такое соединение может быть по сути постоянным или в качестве альтернативы может быть по сути съемным или разъемным. Термин «функционально соединенный» должен означать, что два элемента непосредственно или косвенно соединены таким образом, что движение может передаваться от одного элемента на другой элемент непосредственно или через посредство промежуточных элементов. Термин «соединенный по текучей среде» должен означать, что два или более передающих текучую среду объема соединены непосредственно друг с другом или соединены друг с другом посредством промежуточных объемов или пространств таким образом, что текучая среда может протекать из одного объема в другой объем.
[00017] В еще одном другом узле, соединительное устройство 34 может содержать соединительное устройство с текучей средой, которое передает движение или перемещение одного сцепляющего элемента 30, 32 для ремня на другой сцепляющий элемент 30, 32 для ремня. В одном варианте осуществления, такое соединительное устройство 34 с текучей средой может содержать узлы поршней-цилиндров, имеющие поршни, соединенные с каждым сцепляющим элементом 30, 32 для ремня, и линию текучей среды, соединяющую узлы поршней-цилиндров. Например, такое соединительное устройство 34 с текучей средой может содержать гидравлическую или пневматическую линию, взаимно соединяющую первый узел поршень-цилиндр, имеющий поршень, соединенный со сцепляющим элементом 30 для ремня, и второй узел поршень-цилиндр, имеющий поршень, соединенный со сцепляющим элементом 32 для ремня. В таком варианте осуществления, конфигурация отдельных узлов цилиндров-поршней способствует обеспечению поддержания постоянного отношения T2/T1 натяжения.
[00018] Фигура 2 представляет собой блок-схему примера способа 100 для уменьшения износа ремня посредством управления натяжением ремня. Хотя способ 100 описывается как выполняющийся в контексте системы 20 управления натяжением ремня фигуры 1, следует понимать, что способ 100 может выполняться любой из иллюстративных систем управления натяжением ремня, описанных ниже, или другими системами управления натяжением ремня, имеющими аналогичные характеристики.
[00019] Как обозначено блоком 104, сцепляющий элемент 30 для ремня сцепляется с первым участком 38 бесконечного ремня 40, который проходит вокруг первого и второго шкивов 42 и 44. Как обозначено блоком 106, сцепляющий элемент 32 для ремня сцепляется со вторым участком 48 бесконечного ремня 40, который также проходит вокруг первого и второго шкивов 42 и 44. Второй сцепляющий элемент 32 для ремня функционально соединен, посредством соединительного устройства 34, с первым сцепляющим элементом 30 для ремня. Как указано выше, такому функциональному соединению может способствовать механическое соединение или соединение по текучей среде.
[00020] Как обозначено блоком 110, движение или перемещение сцепляющего элемента 30 для ремня автоматически передается, предварительно заданным пропорциональным образом, на сцепляющий элемент 32 для ремня посредством соединительного устройства 34. В результате, перемещение сцепляющего элемента 30 для ремня от участка 38 ремня 40 автоматически перемещает сцепляющий элемент 32 для ремня к участку 48 ремня 40 таким образом, чтобы поддерживать постоянное отношение натяжения ремня первого участка 38 к натяжению ремня второго участка 48. Подобным образом, перемещение сцепляющего элемента 30 для ремня к участку 38 ремня 40 автоматически перемещает сцепляющий элемент 32 для ремня от участка 48 ремня 40 таким образом, чтобы поддерживать постоянное отношение натяжения ремня первого участка 38 к натяжению ремня второго участка 48. В одном варианте осуществления, движение передается пропорциональным образом так, что натяжение T2 ремня второго участка 48 к натяжению T1 ремня первого участка 38 имеет отношение T2/T1, составляющее по меньшей мере 4 и меньше или равное 6, обычно 5. Настоящее натяжение, предусмотренное способом 100, поддерживает такое постоянное отношение T2/T1 натяжения для уменьшения износа ремня со временем. Когда ремень не эксплуатируется, например, во время зимнего хранения, такое натяжение ослабляется или устраняется.
[00021] На Фигуре 3 схематично показана система 220 управления натяжением ремня, пример варианта осуществления системы 20 управления натяжением ремня, описанной выше. Система 220 управления натяжением ремня является аналогичной системе 20 за исключением того, что система 220 управления натяжением ремня конкретно показана содержащей механическое соединительное устройство 234, функционально соединенное между сцепляющими элементами 30, 32 для ремня для автоматической двунаправленной передачи перемещения или движения, без задействования электроники, между сцепляющим элементом 30, 32 для ремня. Прочие оставшиеся составные элементы системы 220, которые соответствуют составным элементам системы 20, имеют аналогичные числовые обозначения.
[00022] Как схематично показано на фигуре 3, механическое соединительное устройство 234 может содержать конструкцию из одного или более механических передающих движение составных элементов, например пружин 250, кулачков 252 и звеньев/стержней/тросов 254. Как следует понимать, конструкция из пружин 250, кулачков 252 и звеньев/стержней/тросов 254 может варьироваться в зависимости от архитектуры окружающей среды, в которой применяется соединительное устройство 234.
[00023] В одном варианте осуществления, механическое соединительное устройство 234 может содержать трос Боудена, имеющий первый конец, функционально соединенный со сцепляющим элементом 30 для ремня, и второй конец, функционально соединенный со сцепляющим элементом 32 для ремня, причем внутренний трос троса Боудена, удерживаемый во внешней оболочке, скользит для передачи движения от одного сцепляющего элемента 30, 32 для ремня на другой сцепляющий элемент 30, 32 для ремня. В еще одних других вариантах осуществления, другие составные элементы механического соединительного устройства могут использоваться в комбинации с тросом или независимо от троса для функционального соединения сцепляющего элемента 32 для ремня таким образом, чтобы автоматически передавать движение или перемещение двунаправленным образом между сцепляющим элементом 30, 32 для ремня, без какого-либо задействования датчиков или электроники, для поддержания постоянного отношения T2/T1 натяжения в пределах предварительно заданного диапазона для уменьшения износа ремня. В одном варианте осуществления, движение передается пропорциональным образом так, что натяжение T2 ремня второго участка 48 к натяжению T1 ремня первого участка 38 имеет отношение T2/T1, составляющее по меньшей мере 4 и меньше или равное 6, обычно 5. Настоящее натяжение, предусмотренное системой 220, поддерживает такое постоянное отношение T2/T1 натяжения для уменьшения износа ремня со временем. Когда ремень не эксплуатируется, например, во время зимнего хранения, такое натяжение ослабляется или устраняется.
[00024] На Фигуре 4 схематично показана система 320 управления натяжением ремня, пример варианта осуществления системы 20 управления натяжением ремня, описанной выше. Система 320 управления натяжением ремня является аналогичной системе 20 за исключением того, что система 320 управления натяжением ремня конкретно показана содержащей соединительное устройство 334 с текучей средой, функционально соединенное между сцепляющими элементами 30, 32 для ремня для автоматической двунаправленной передачи перемещения или движения, без задействования электроники, между сцепляющим элементом 30, 32 для ремня. Прочие оставшиеся составные элементы системы 320, которые соответствуют составным элементам системы 20, имеют аналогичные числовые обозначения.
[00025] Как схематично показано на фигуре 3, соединительное устройство 334 с текучей средой содержит цилиндр 350 с текучей средой, поршень 352, цилиндр 360 с текучей средой, поршень 362 и линию 364 текучей среды. Цилиндр 350 с текучей средой содержит текучую среду, например, газ или жидкость, на каждой стороне расположенного внутри поршня 352. Поршень 352 способен скользить в цилиндре 350 и проходит от первой стороны 370 цилиндра 350. Поршень 352 функционально соединен со сцепляющим элементом 30 для ремня таким образом, чтобы перемещаться с или пропорционально перемещению сцепляющего элемента 30 для ремня.
[00026] Цилиндр 360 с текучей средой содержит текучую среду, например, газ или жидкость, на каждой стороне расположенного внутри поршня 362. Поршень 362 способен скользить в цилиндре 360 и проходит от первой стороны 372 цилиндра 360. Поршень 362 функционально соединен со сцепляющим элементом 32 для ремня таким образом, чтобы перемещаться с или пропорционально перемещению сцепляющего элемента 32 для ремня.
[00027] Линия 364 текучей среды взаимно соединяет вторую сторону 374 цилиндра 350 со второй стороной 376 цилиндра 360. В результате, перемещение сцепляющего элемента 30 для ремня в направлении от участка 38 ремня 40 передается на поршень 352 для перемещения поршня 352 в направлении, обозначенном стрелкой 380. В результате, текучая среда на второй стороне 374 цилиндра 350 вытесняется из цилиндра 350, через линию 364 текучей среды и на вторую сторону 376 цилиндра 360. Входной поток текучей среды на вторую сторону 376 цилиндра 360 перемещает поршень 362 в направлении, обозначенном стрелкой 382. Перемещение поршня 362 в направлении, обозначенном стрелкой 382, дополнительно приводит к дальнейшему приведению в движение сцепляющего элемента 32 для ремня к и против участка 48 ремня 40.
[00028] Подобным образом, перемещение сцепляющего элемента 32 для ремня в направлении от участка 48 ремня 40 передается на поршень 362 для перемещения поршня 362 в направлении, противоположном, обозначенному стрелкой 382. В результате, текучая среда на второй стороне 376 цилиндра 360 вытесняется из цилиндра 360, через линию 364 текучей среды и на вторую сторону 374 цилиндра 340. Входной поток текучей среды на вторую сторону 374 цилиндра 350 перемещает поршень 352 в направлении, противоположном направлению стрелки 380. Перемещение поршня 352 в направлении, противоположном направлению стрелки 380, дополнительно приводит к дальнейшему приведению в движение сцепляющего элемента 30 для ремня к и против участка 38 ремня 40.
[00029] В одном варианте осуществления, постоянное отношение натяжения обеспечивается посредством надлежащего подбора соединительного устройства 334 с текучей средой таким образом, что перемещение сцепляющего элемента 30 для ремня в направлении от участка 38 ремня 40 на первое расстояние X приводит к перемещению сцепляющего элемента 32 для ремня в направлении к участку 48 ремня 40 на второе расстояние Y, которое умножается на первое расстояние, причем Y может быть больше или меньше 1. В одном варианте осуществления, такой подбор может быть результатом разных относительных размеров внутренних объемов цилиндров 350 и 360. Например, внутренний объем цилиндра 360 меньше внутреннего объема цилиндра 350, таким образом смещение поршня 352 на расстояние X вследствие входящей или выходящей текучей среды приводит к смещению поршня 362 на расстояние Y вследствие той же самой входящей или выходящей текучей среды.
[00030] В других вариантах осуществления, постоянное отношение натяжения может обеспечиваться посредством разного выполнения соединения между поршнем 352, 362 и сцепляющим элементом 30, 32 для ремня. Например, даже если оба поршня 352, 362 могут перемещаться на одинаковое расстояние в ответ на входящую или выходящую текучую среду, сцепляющий элемент 30 для ремня может соединяться с поршнем 352 таким образом, чтобы перемещаться на первое расстояние X, заданное перемещение поршня 352, на предварительно заданное расстояние, причем сцепляющий элемент 32 для ремня может соединяться с поршнем 362 таким образом, чтобы перемещаться на другое расстояние Y, в ответ на перемещение поршня 362 на такое же предварительно заданное расстояние. Например, сцепляющий элемент 32 для ремня может поворачиваться к и от участка 48, причем достаточно длинное плечо рычага, функционально соединенное между поршнем 362 и сцепляющим элементом 32 для ремня, обеспечивает вышеупомянутое умножение или деление расстояния.
[00031] В одном варианте осуществления, движение передается пропорциональным образом так, что натяжение T2 ремня второго участка 48 к натяжению T1 ремня первого участка 38 имеет отношение T2/T1, составляющее по меньшей мере 4 и меньше или равное 6, обычно 5. Настоящее натяжение, предусмотренное системой 320, поддерживает такое постоянное отношение T2/T1 натяжения для уменьшения износа ремня со временем. Когда ремень не эксплуатируется, например, во время зимнего хранения, такое натяжение ослабляется или устраняется.
[00032] На Фигуре 5 схематично показана система 420 управления натяжением ремня, другой пример варианта осуществления системы 20 управления натяжением ремня. Система 420 управления натяжением ремня является аналогичной системе 320 управления натяжением ремня за исключением того, что система 420 управления натяжением ремня конкретно показана содержащей качающийся рычаг 490. Оставшиеся составные элементы системы 420 управления натяжением ремня, которые соответствуют составным элементам системы 320 управления натяжением ремня, имеют аналогичные числовые обозначения.
[00033] Качающийся рычаг 490 функционально соединяет поршень 352 со сцепляющим элементом 30 для ремня. Качающийся рычаг 490 имеет первый конец, соединенный со сцепляющим элементом 30 для ремня, и второй конец 492, который поворачивается вокруг оси 494. И промежуточный участок качающихся рычагов 490 функционально соединен с поршнем 352. Перемещение поршня 352 качает качающийся рычаг 490 вокруг оси 494 таким образом, чтобы перемещать сцепляющий элемент 30 для ремня к или от участка 38 ремня 40. Качающийся рычаг 490 задает расстояние, на которое сцепляющий элемент 30 для ремня перемещается против участка 38, относительно расстояния, на которое поршень 352 перемещается в цилиндре 350 в результате входящей или выходящей текучей среды. Хотя не показано, в других вариантах осуществления, сцепляющий элемент 32 для ремня может подобным образом подвижно поддерживаться качающимся рычагом, аналогично качающимся рычагам 490, причем качающийся рычаг имеет промежуточный участок, функционально соединенный с поршнем 362.
[00034] В одном варианте осуществления, движение передается пропорциональным образом так, что натяжение T2 ремня второго участка 48 к натяжению T1 ремня первого участка 38 имеет отношение T2/T1, составляющее по меньшей мере 4 и меньше или равное 6, обычно 5. Настоящее натяжение, предусмотренное системой 420, поддерживает такое постоянное отношение T2/T1 натяжения для уменьшения износа ремня со временем. Когда ремень не эксплуатируется, например, во время зимнего хранения, такое натяжение ослабляется или устраняется.
[00035] Хотя настоящее раскрытие изобретения было описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что в форму и детализацию могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки сущности и объема заявленного изобретения. Например, хотя разные иллюстративные варианты осуществления могли быть описаны включающими один или более элементов, обеспечивающих одно или более преимуществ, предполагается, что описанные элементы могут взаимно заменяться или в качестве альтернативы комбинироваться друг с другом в описанных иллюстративных вариантах осуществления или в других альтернативных вариантах осуществления. Так как технология настоящего описания изобретения является относительно сложной, не все изменения в технологии являются заранее предполагаемыми. Подразумевается, что настоящее раскрытие изобретения, описанное со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления и определенное в нижеследующей формуле изобретения, является максимально широким. Например, если конкретно не указано иное, формула изобретения, приводящая один конкретный элемент, также охватывает множество таких конкретных элементов.