CN102109031A - 用于张紧或者导向辊的滚轮装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于张紧或者导向辊的滚轮装置，包括滚轮(12)；滚动轴承(14)；支撑在滚动轴承上的衬套(18)，所述衬套包括适配地允许所述装置抵靠外部元件连接的横向安装表面(48)；连接螺杆(20)，所述连接螺杆相对于衬套轴向不可移动且包括螺纹部分(58)；和保持环(22)，所述保持环用于保持连接螺杆和衬套的相对轴向位置。在自由或者非压力状态下，保持环(22)具有比连接螺杆的螺纹部分的外径小的内径，保持环在其圆周的某点上是打开的，以便具有径向的弹性。

Description

用于张紧或者导向辊的滚轮装置
技术领域
本发明涉及用于张紧或者导向辊的滚轮装置这一技术领域，其中所述辊与链或者例如车辆内燃机的同步带之类的带相互作用。
背景技术
这样的辊通常被用于在带或者链上保持预定范围内的持续的拉力，或者用于局部的修正后者的路径。相应的被称为张紧辊或者导向辊。滚轮安装在导向辊中，通过滚动轴承在螺杆或者心轴上旋转，辊被直接或者间接地连接到机体或者张紧辊装置的元件上，例如铰接杆或者偏心轮上。
为了将辊连接到其支撑装置上，通常将衬套与所述螺杆或者心轴联合使用。以这种方式安装，需要将心轴或者螺杆轴向固定到形成辊并且包括滚轮的其他元件上。这提供了一种不可分割的组件，能够容易处理和输送，且能够容易安装。
为此，文献WO-A1-2007/036407公开了一种用于张紧辊的滚轮装置，包括滚轮，滚动轴承，能够抵靠在装置外部的元件上的法兰，相对法兰轴向不可移动的连接螺杆，以及位于在法兰和螺杆之间的摩擦环。该文献中描述的法兰不能容易地实现抵靠机体连接所述装置。
已经知道，在文献DF-B4-10003208中，用于带张紧辊的滚轮包括滚动轴承、用于安装滚动轴承的衬套以及相对于衬套轴向不可移动的连接螺杆。连接螺杆和衬套的相对轴向保持力通过夹持到连接螺杆的螺纹部分上的连接环提供。
这种方案的主要缺点在于不能特别确定以及在连接螺杆和衬套之间没有有效的保持力。因此组成滚轮装置的元件突然分离的危险是存在的。并且，夹持环到螺杆的螺纹部分上的操作是很难进行的。
发明内容
本发明的目的是消除这些缺点。
进一步的，本发明的目的是提供一种用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置，其特别容易制造、组装以及安装，且在输送或者处理的过程中不会发生元件分离的危险。
本发明进一步的目的是提供一种装置，不需要特别的准备而安装到为了这个目的而设置的支撑装置上。
在一个实施例中，一种用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置，包括滚轮；滚动轴承；支撑滚动轴承的衬套，衬套包括能够使装置抵靠外部元件连接的横向安装表面；相对于衬套轴向不可移动的连接螺杆，所述连接螺杆包括螺纹部分；和保持环，其用于保持连接螺杆和衬套的相对轴向位置。在自由或者非压力状态下，保持环具有比连接螺杆的螺纹部分的外径小的内径，保持环在其圆周的某点上是打开的，以便具有径向的弹性。
有利的是，保持环完全安装在暴露于安装表面上的凹部内，且被位于所述表面方向上的加宽外壁定位。保持环被成型以便密切符合凹部的形状。
保持环被轴向安装地抵靠形成衬套的凹部的底部的肩上。进一步的，保持环包括径向部分，该径向部分轴向抵靠着肩部，通过倾斜的颈部向外延伸，该颈部与形状匹配延伸出所述肩部的衬套的周边壁接触。
保持环可以在位于连接螺杆上的槽内延伸出径向凸起。有利的是，保持环能径向的干涉槽的至少一个侧边。通过径向干涉确保了在螺杆和衬套之间的良好的相对轴向保持力，径向干涉存在于安装在螺杆的槽内的环和衬套之间。这个保持力通过轴向方向上的接触获得。
保持环能够由合成材料或者金属制造。
在一个实施例中，衬套在相对于滚轮延伸出轴向凸起。衬套优选大致为柱形。
优选的，连接螺杆包括夹头，其抵靠着滚动轴承轴向对着衬套的一边。
本发明还涉及一种用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置的安装方法，其中安装子组件，所述子组件包括滚轮；滚动轴承；和至少部分置于滚动轴承的芯孔中的衬套，所述衬套还包括使得装置抵靠着外部元件连接的横向安装表面，包括凹槽的连接螺杆插入到衬套的芯孔直到螺杆的头部抵靠着滚动轴承。在圆周上的某点开口的保持环被弹性变形以便增加其内径。被变形的保持环的外部颈部定位成抵靠着暴露在衬套安装表面的凹部的匹配外壁上，所述外壁向外变宽，所述环被轴向推向变形位置以便将其推至所述凹部的底部。
附图说明
结合附图通过研究非限制性实施例的细节描述，将更好地理解本发明，其中：
图1是按照本发明的用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置的轴向视图；
图2是图1的细节图；以及
图3是图1所示装置的保持环的前视图。
具体实施方式
如图1和2所示，用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置，其整体用附图标记10表示，包括滚轮12，具有几何轴线16的滚动轴承14，大体上呈柱形的衬套18以及与轴线16同轴的连接螺杆20。
为了固定连接螺杆20和衬套18，装置10包括保持环22，保持环具有径向弹性且被提供在下面将要描述的两个元件之间。
滚轮12包括外部轴向部分24，外部轴向部分提供了被设计成与带或者链(未示出)相互作用的外部表面，内部轴向部分26和连接所述部分的径向环形中间部分28。外部部分24和内部部分26与轴线16共轴。内部轴向部分26包括两个从轴线端部径向向内定位的径向轮缘26a，26b。径向轮缘26a和26b限定出一个具有环形肋(未标记)的芯孔。强化肋29设置在内部轴向部分26和外部轴向部分24之间，并且与中间部分28相连。
滚动轴承14包括内环30，外环32，本例中被制成球形的一列滚动元件34，其被放置在环的路径中，维持滚动元件34之间的圆周距离的笼36，以及两个密封元件38，40，它们相对于通过滚动元件34中心的径向平面对称。
内环30包括旋转的轴向外表面30a，其中用于滚动元件34的环形路径和用于与密封元件38，40的唇缘接触的槽被置于外部表面30a上。内环30还包括芯孔30b，该芯孔30b部分地安装到衬套18上并且由两个横向径向表面30c，30d限定。
外环32配置有芯孔32a，其中用于滚动元件34的环形道和安装有密封元件38，40的槽布置在芯孔32a中。密封元件38，40与旋转着的外环32静密封，并且与非旋转的内环30动密封。外环32包括旋转的轴向外表面32b和横向径向表面32c，32d，横向径向表面32c，32d与径向表面30c，30d轴向对齐。环形槽(未标记)被置于与形成在滚轮12内部26的芯孔中的肋相适应形状的外部环32的外部表面32b上。
滚轮12通过二次模制塑性材料，例如聚酰胺到外环32上而获得。这样的结果是在这些部件之间，尤其在外环32的槽处具有卓越的内聚力，熔融的塑性材料渗透以在滚轮的芯孔中通过匹配形状而形成肋。通过模制滚轮12的产品，允许给出复杂的形状同时维持较大的轻度和相对低的制造费用。当然，作为一种变例，滚轮可以由金属板制成且安装到外环32上。
具有轴线16的衬套18包括短的柱状轴向部分42，所述短的柱状轴向部分42的一部分长度上设置滚动轴承14的内环30，并且一个轴向端延伸出大直径的柱状轴向部分44。环形径向肩46置于轴向部分42，44之间，并且形成邻接表面，内环30的径向表面30c抵靠在该邻接表面上。在相对径向肩46的一侧的轴向上，轴向部分44由横向径向表面48限定，该横向径向表面48能够抵靠在支撑件(未示出)上，所述支撑件位于装置外部以便装置能够被安装和连接到支撑件上。支撑件例如可以是关联的自动张紧辊的机体，铰接臂或者偏心轮。轴向部分44相对滚轮12的延伸出轴向凸起。
轴向部分42的轴向尺寸较内环30的要小，以便轴向相对着径向表面48的横向径向表面49相对内环30的径向表面30d形成槽。因此衬套18完全自由地离开径向表面30d，以便其能够作为基准表面且抵靠在一个完全不同的表面上。
衬套42也包括具有轴线16的圆柱形芯孔50，连接螺杆20通过其延伸。连接螺杆20能以较大或者较小的径向间隙设置在芯孔50内。芯孔50从径向表面49轴向延伸且通过暴露在径向安装表面48上的凹部52轴向延伸。换句话说，凹部52从径向表面48安置。芯孔50和凹部52分离或者通过径向肩部51连接。凹部52一方面由肩部51轴向界定，而另一方面通过径向表面48轴向界定。凹部52由周边壁或者侧壁53径向界定，侧壁53向着外部变宽，且具有小直径的内部边沿向外延伸出肩部51，具有大直径的外部边沿连接到径向表面48上。在这个例子中，壁53具有大体上呈截头圆锥形的形状。凹部52具有沿轴线16延伸的盘形形状，且其底部由肩部51形成。在截面图中，在装置的轴线16和壁53之间形成的角度α优选为10到50°，更优选为30到40°，特别是等于35°。
连接螺杆20包括夹头54和具有光滑部分56的杆部，所述光滑部分56从夹头处延伸且被定心在芯孔50中，同时，杆部上与所述夹头相对一端还具有螺纹部分58。螺纹部分58相对于衬套18的径向表面48轴向凸起。它被设计成插入到布置在装置外部的支撑件上的锥形孔中。夹头54抵靠着相对于衬套18自由的内环30的横向径向表面30d。
在螺杆20外表面的光滑部分56和螺纹部分58之间的轴向上，设置有环状槽或者通道60，保持环22局部容纳在该通道60中。槽60通过两个相对的径向边沿从而轴向定位。槽60的轴向尺寸较保持环22的大。
保持环22可制成单独的一件。具有优势的是，它可以由切割和冲压薄金属板制得。可选的，环22可以通过模制合成材料制得，例如聚甲醛(POM)。保持环22在圆周上的某点开口，在截面图上，如图3所示大体上呈C形。
保持环22包括内部径向部分62，该内部径向部分62通过向外变宽的倾斜外部颈部64在具有大直径的边沿上延伸。环22还包括赋予其C形的圆周开口66。在自由状态下，径向部分62的内径较连接螺杆20的槽60的直径大，以便在这两个元件之间具有径向间隙，并且较芯孔50的直径稍小，且比螺杆光滑部分56和螺纹部分58的直径小，以便轴向安装在所述槽内。分开环22的圆周端部以界定开口66的径向距离较槽60的直径小，以便阻止在径向方向的移动，乃至环从连接螺杆20上的分离。
环的径向部分62轴向安装地抵靠衬套18的肩部51，颈部64抵靠在延伸所述肩部的匹配形状的侧壁53上。保持环22通过摩擦和夹紧而保持到衬套18的侧壁53和肩部51。保持环22被配置成与限定出凹部52的肩部51和侧壁53形状匹配。因此，一旦安装到凹部52内，保持环22完全吻合槽的形状。保持环22完全容纳在凹部52内以便从径向表面48轴向嵌入，其中径向表面48充当了在相应的支撑件上安装装置10的参照面。换句话说，保持环22相对于径向表面48轴向定位地嵌入到衬套18内。
滚轮装置10的组装通过下面方法来执行。
衬套18安装在滚动轴承内环30的芯孔30b中，直到肩部46触及所述环的径向横向表面30c，以便形成由滚轮12、滚动轴承14和衬套18组成的子组件。然后，通过轴向推动，将螺杆20插入衬套18的芯孔50内，直到螺杆的夹头54抵靠在内环30的径向横向表面30d上。
保持环22然后径向变形以便增加内径，以使得其比连接螺杆20的螺纹部分58的直径大。在变形位置，保持环22的颈部64抵靠形状匹配衬套18的侧壁53，然后环被轴向推动以便将径向部分62压在衬套的肩部51上。保持环22然后在槽60内弹性回复到原始形状，同时，在连接螺杆20相对于衬套18轴向移动时候，与槽的侧边沿径向或者直径方向干涉。保持环22因此在槽60和凹部52内同时径向延伸。
能够想到，槽60必须加工在距螺杆夹头54一段距离处，当夹头碰到滚动轴承的内环30的径向表面30d时，轴向定位在螺纹部分58侧部的槽的侧边沿轴向向外相对于凹部52入口偏移，以使得保持环22能够被轴向安装在槽60的径向边沿和肩部51之间。
制造保持环22以使其匹配限定凹部52的壁的形状，从而允许在单次操作中安装。特别的，在保持环22变形后，衬套的凹部52的侧壁53作为参照面以安装其形状与环相匹配的颈部64，然后在连续轴向推动中，所述环抵靠着肩部51的定位变得简单。在安装位置，保持环22能通过弹性回复其原始形状，以便形成用于连接螺杆20的保持夹。
而且，随着保持环22安装在衬套18的凹部52内，当环被放在就位时，没有轴向力施加到衬套上，特别是在径向表面49上。因此，在衬套的圆柱部分42和滚动轴承的内环30之间形成一个相对较大的调整间隙是可能的，从而无需在安装操作期间使所述滚动轴承固定夹持着肩部46不动。
在示出的实施例中，保持环适于在槽内部分延伸，其中所述槽设置在连接螺杆的光滑部分和螺纹部分之间。可选的，提供一没有槽的连接螺杆，保持环具有小于螺杆的螺纹部分直径的内径以便通过摩擦实现衬套和螺杆之间的相对轴向保持力，这在没有脱离本发明内容的情况下都是可以的。但优选采用槽，因为在槽的边沿和保持环之间可以获得径向干涉，以便使螺杆相对于衬套固定不动。
根据本发明，简单、经济且容易的制造和装配包括滚轮、滚动轴承、连接螺杆和衬套的组件成为可能，这种组件能够被输送，且没有使得这些元件分离的危险，并且可连接到相应的支撑件上。

Claims (12)

1.一种用于带或链张紧或者导向辊的滚轮装置，包括：滚轮(12)；滚动轴承(14)；支撑滚动轴承的衬套(18)，所述衬套包括适配地允许所述装置抵靠外部元件连接的横向安装表面(48)；相对于衬套轴向不可移动且包括螺纹部分(58)的连接螺杆(20)；用于保持连接螺杆和衬套的相对轴向位置的保持环(22)，其特征在于，在自由或者非压力状态下，保持环(22)具有比连接螺杆的螺纹部分(58)的外径小的内径，保持环在其圆周的某点上是打开的，以便具有径向的弹性。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：保持环(22)完全安装在暴露于安装表面(48)上的凹部(52)内，且被所述表面方向上的加宽外壁(53)界定。
3.根据权利要求2所述的装置，其中：保持环(22)被成型以便密切符合所述凹部的形状。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中：保持环(22)轴向抵靠形成所述凹部(52)的底部的肩部(51)安装。
5.根据权利要求4所述的装置，其中：保持环(22)包括：径向部分(62)，该径向部分轴向抵靠着肩部(51)，通过倾斜的颈部(64)向外延伸，该颈部与延伸所述肩部的形状匹配的衬套的周边壁(53)相接触。
6.根据前述任一权利要求所述的装置，其中：保持环(22)在位于连接螺杆上的槽(60)内延伸出径向凸起。
7.根据权利要求6所述的装置，其中：保持环(22)能径向干涉所述槽的至少一个侧边。
8.根据前述任一权利要求所述的装置，其中：衬套(18)相对于滚轮延伸出轴向凸起。
9.根据前述任一权利要求所述的装置，其中：衬套(18)具有大致上柱形的形状。
10.根据前述任一权利要求所述的装置，其中：保持环(22)由合成材料或者金属制造。
11.根据前述任一权利要求所述的装置，其中：连接螺杆(20)包括夹头(54)，其轴向抵靠着所述滚动轴承相对着所述衬套的一边。
12.一种用于带或者链的张紧或者导向辊的滚轮装置的安装方法，其中安装子组件，所述子组件包括：滚轮；滚动轴承；和至少部分置于所述滚动轴承的芯孔中的衬套，所述衬套包括适配地使所述装置抵靠外部元件连接的横向安装表面；和连接螺杆，所述连接螺杆被插入到衬套的芯孔直到所述连接螺杆的头部抵靠着滚动轴承，其特征在于，在圆周上的某点开口的保持环被弹性变形以便增加其内径，被变形的保持环的外部颈部抵靠着暴露于衬套安装表面处的凹部的匹配周边壁定位，所述周边壁向外变宽，所述环被轴向推呀，以便将其压向所述凹部的底部。
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