CN110388426A - 用于张紧辊或卷绕辊的带轮装置 - Google Patents

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迈克尔·肖莱
尼古拉斯·特朗基
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Abstract

本发明涉及一种用于传动元件的张紧辊或卷绕辊的带轮装置(1)，所述带轮装置(1)包括带轮(2)和轴承(3)。所述轴承设置有其上安装有带轮(2)的旋转的外圈(6)、固定的内圈(5)以及配置在所述内圈(5)和所述外圈(6)之间的至少一列滚动元件(7、8)。所述轴承(3)的内圈(5)包括相对于所述外圈(6)在轴向上突出的至少一个端部(33、34)。所述带轮(2)设置有轴向截面为C形的至少一个带轮元件(21、22)。一个带轮元件(21、22)设置有侧向部分(35、37)，所述侧向部分(35、37)大体上在径向上延伸，以进入所述内圈(5)的在轴向上突出的所述端部(33、34)的外表面的紧邻区域中。

Description

用于张紧辊或卷绕辊的带轮装置
技术领域
本发明涉及用于张紧辊或卷绕辊的带轮装置的领域，该张紧辊或卷绕辊用于与传动元件(/传送元件)(transmission element)配合，例如与机动车辆内燃发动机的正时带或正时链或者传动带或传动链配合。
背景技术
这种辊通常用于将传动元件中的张力永久地保持在给定范围或者用于局部地改变传动元件所采取的路径。因此，该辊分别被称为张紧辊和卷绕辊。在卷绕辊中，带轮经由轴承可旋转地安装在带螺纹的螺纹体上，然后辊被直接地或间接地固定到发动机缸体或固定到张紧辊装置的元件，例如铰接臂或偏心轮。
轴承通常包括具有供螺丝穿过的孔的固定的内圈、其上安装有带轮(/由带轮跨过)(surmounted)的旋转的外圈以及介于内圈与外圈之间的至少一列滚动元件。
这种装置往往配备有密封件或额外(/附加)的保护法兰，其有助于保护装置免受源自外部环境的污染物或飞溅物的影响。
然而，颗粒或其他污染元素可能进入轴承的密封部件的紧邻区域中，并且这些颗粒或其他污染元素可能随时间的变化而积累在轴承的密封部件的紧邻区域中。由于密封部件可能会磨损，因此污染物进入轴承腔中的风险随着带轮装置的使用周期而增大。这样的内部污染物可能会导致轴承的内部组件的加速劣化，特别是可能会导致滚动元件与圈之间的接触表面的加速劣化。这可能会导致由带轮装置提供的旋转机械连接的质量的降低，并导致带轮装置的内部组件的使用寿命降低。尤其是在运行模式下，破损的风险也较高
发明内容
本发明旨在弥补这些缺点。
更特别地，本发明旨在提供这样一种带轮装置，其抵抗高水平的污染，特别经济，并且安装容易且安全，形成不能够被拆卸(dismantled)且需要较小的轴向和径向空间的子组件。
本发明涉及一种用于传动元件的张紧辊或卷绕辊的带轮装置，所述带轮装置包括带轮和轴承。
所述轴承设置有旋转的外圈，所述旋转的外圈具有外表面、具有至少一个外滚道的孔、前侧向表面以及后侧向表面。所述轴承还设置有固定的内圈，所述固定的内圈具有能够接纳螺丝的主体的孔、具有至少一个内滚道的外表面、用于支承抵靠带轮装置用的支撑件的后侧向表面以及能够支承抵靠螺丝的头部的前侧向表面，所述内圈和所述外圈同轴并且在彼此之间形成径向空间。所述轴承设置有至少一列滚动元件，所述至少一列滚动元件配置在所述径向空间中并且位于所述内滚道与所述外滚道之间。
所述带轮设置有至少一个带轮元件，所述至少一个带轮元件具有C形的轴向截面并且具有内部分、外部分和中间部分，所述内部分安装在所述轴承的外圈的外表面上，所述外部分具有用于与所述传动元件配合的外表面，所述中间部分在所述内部分的沿着第一轴向侧的轴向端与所述外部分的沿着第一轴向侧的轴向端之间大体上沿径向延伸，所述带轮元件形成为一体件(in one piece)。
根据本发明，所述轴承的内圈包括相对于所述外圈的侧向表面在轴向上突出的至少一个端部。至少一个带轮元件还设置有侧向部分，所述侧向部分在所述中间部分的轴向相对侧从所述内部分的轴向端大体上在径向上延伸，所述侧向部分的自由端进入所述内圈的在轴向上突出的所述端部的外表面的紧邻区域中。
根据它们单独或组合使用的本发明的进一步有利但非必要的特征：
-所述轴承的内圈是一体件的。
-所述轴承的内圈包括轨道元件(track element)和间隔件，所述轨道元件设置有具有用于滚动元件的至少一个内滚道的外表面，所述间隔件设置有安装在所述轨道元件的孔中的外表面(所述孔用于接纳螺丝)、用于支承抵靠带轮装置用的支撑件的后侧向表面以及用于支承抵靠螺丝的头部的前侧向表面。
-所述带轮装置包括用于与所述螺丝配合的保持部件。
-所述固定的内圈的孔包括内周向槽，在所述内周向槽中容纳与所述螺丝配合的环形O型环。
-保持架保持滚动元件的周向间隔。
–所述滚动元件是球。
-所述带轮元件的所述内部分紧紧地(/牢固地)安装在所述轴承的外圈的外表面上。
-一个带轮元件的侧向部分在轴向上支承抵靠所述轴承的外圈的侧向表面。
-所述带轮元件的侧向部分的自由端进入所述内圈的在轴向上突出的所述端部的外表面的紧邻区域中，以形成窄的通道。
-所述带轮元件的侧向部分的自由端设置有密封部件，所述密封部件具有与所述内圈的在轴向上突出的端部的外表面滑动接触的至少一个密封唇。
-所述密封部件由聚合物材料制成。
-所述密封部件被包覆成型(overmoulded)在所述带轮元件的侧向部分的自由端上。
-所述内圈的所述端部相对于所述带轮元件的侧向部分在轴向上突出。
-所述内圈的所述端部是带倒角的。
-在所述内圈的前侧向表面与所述螺丝的头部之间插设垫圈。
-所述垫圈的外直径严格地大于所述带轮元件的侧向部分的自由端的内直径。
-所述垫圈与所述螺丝的头部形成为一体件。
-所述内圈的所述端部在其外表面上设置有周向凹槽。
-所述带轮包括轴向截面为C形的一个带轮元件。
-所述带轮包括轴向截面为C形的两个带轮元件。
-所述两个带轮元件的中间部分在轴向上彼此支承抵靠。
-所述带轮元件由金属制成，例如由钢制成。
-所述带轮元件由塑料材料制成，例如由聚酰胺制成。
附图说明
通过阅读完全以非限制性示例的方式给出并在附图中示出的实施方式的详细描述，将更好地理解本发明，其中：
-图1是根据本发明的第一实施方式的带轮装置的后视立体图；
-图2是图1中的带轮装置的轴向截面图；
-图3是根据本发明的第二实施方式的带轮装置的轴向截面图；以及
-图4是根据本发明的第三实施方式的带轮装置的轴向截面图。
具体实施方式
如在图1和图2中可以看出的，用于带的张紧辊或卷绕辊的带轮装置(具有整体标号1)具有几何轴线X1并且包括被设计为与诸如带或链的传动元件(未示出)配合的带轮2、轴承3和螺丝4。
轴承3包括固定的内圈5和旋转的外圈6，所述内圈5和所述外圈6关于轴线X1同轴。轴承3还包括两列滚动元件7和8以及保持架(未标示)，两列滚动元件7和8在此以球的形式设置在形成于两个圈之间的径向空间中，保持架分别保持滚动元件7和8的周向间隔。
内圈5和外圈6是同轴的。在示出的示例性实施方式中，圈是实心的，也就是说，圈是通过从金属管、棒、锻造部件或轧制坯料上去除材料的机加工或磨削而获得的。
内圈5包括孔9、带台阶的外表面10以及后侧向表面11和前侧向表面12，带台阶的外表面10设置有滚道(未标示)，该滚道的轴向截面具有适于滚动元件7、8的凹圆环形内轮廓。
外圈6包括带台阶的圆柱形孔13、外圆柱表面14以及后侧向表面15和前侧向表面16，带台阶的圆柱形孔19设置有滚道(未标示)，该滚道的轴向截面具有适于滚动元件7、8的凹圆环形内轮廓，在外圆柱表面14上安装带轮2。
固定的内圈5在朝向其上用于安装带轮装置1的支撑件的轴向向后方向上沿轴向延伸到旋转的外圈6之外(/延伸超过旋转的外圈6)。因此，固定的内圈5设置有向后突出的轴向端部33，该轴向端部33的后侧向表面11相对于外圈6的后侧向表面15在轴向上偏移。后侧向表面11用于形成用于轴承3抵靠装置1用的支撑件的支承表面。
固定的内圈5还在背离其上用于安装带轮装置1的支撑件的轴向向前方向上沿轴向延伸到旋转的外圈6之外(/延伸超过旋转的外圈6)。因此，固定的内圈5设置有向前突出的轴向端部34，该轴向端部34的前侧向表面12相对于外圈6的前侧向表面16在轴向上偏移。前侧向表面12用于形成用于螺丝4的支承表面。
有利地，轴承3在每个轴向侧包括环形密封件(未标示)，以封闭位于圈5、6之间并且在其内部容纳滚动元件7、8的径向空间。
作为一种选择，轴承可以包括配置于外圈与内圈之间的不同数量列的滚动元件，例如单列滚动元件。
作为一种选择，轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如圆锥滚子或滚针。作为一种选择，轴承可以是滑动轴承(plain bearing)。
在该实施方式中，内圈5以一体件(one piece)形成。根据未示出的可选实施方式，轴承3可以包括安装在内圈5中的环形间隔件。
螺丝4包括主体17和位于所述主体17的一个轴向端处的头部18。主体17被容纳在轴承3的孔9中并且在轴向上延伸超过固定的内圈5的后侧向表面11。主体17包括螺纹部分，该螺纹部分用于被拧进用于带轮装置1的支撑件的相应的带螺纹的开口中。在供主体17用于被拧入的支撑件的轴向相对侧(相反侧)，螺丝4的头部18具有支承抵靠轴承3的内圈5的前侧向表面12的相对平(/平坦)的表面。
在示出的实施方式中，内圈3的孔9在其后端设置有周向槽19。环形O型环20，优选弹性的环形O型环，容纳在所述槽19中并且与螺丝4的主体17配合，以保持螺丝4被固定到内圈5，并由此保持螺丝4被固定到带轮装置1。
带轮2包括后带轮元件21和前带轮元件22。
后带轮元件21包括外环形部分23，该外环形部分23具有圆柱形孔(未标示)和能够与传动部件配合的外圆柱表面24。元件21还包括内环形部分25，该内环形部分25具有外圆柱表面(未标示)和紧紧地安装在轴承3的旋转的外圈6的外圆柱表面14上的圆柱形孔26。外环形部分23是管状的并且其直径比内环形部分25的直径大，内环形部分25同样是管状的，外环形部分23在径向上围绕所述内环形部分25。外环形部分23的轴向尺寸同样比内环形部分25的轴向尺寸大，所述外环形部分23在装置1的后轴向侧相对于内环形部分25在轴向上突出。
最后，后带轮元件21包括连接内环形部分25与外环形部分23的中间部分27。中间部分27在后带轮元件21的内环形部分25的前轴向端与外环形部分23的前轴向端之间沿径向延伸。
后带轮元件21的轴向截面具有为C形的整体形状，并限定朝向其上用于安装装置1的支撑件、在装置1的后轴向侧敞开的环形开口。
前带轮元件22包括外环形部分28，该外环形部分28具有圆柱形孔(未标示)和能够与传动部件配合的外圆柱表面29。元件22还包括内环形部分30，该内环形部分30具有外圆柱表面(未标示)和紧紧地安装在轴承3的旋转的外圈6的外圆柱表面14上的圆柱形孔31。外环形部分28是管状的并且其直径比内环形部分30的直径大，内环形部分30同样是管状的，外环形部分28在径向上围绕所述内环形部分30。外环形部分28的轴向尺寸同样比内环形部分30的轴向尺寸大，所述外环形部分28在装置1的前轴向侧相对于内环形部分30在轴向上突出。
最后，前带轮元件22包括连接内环形部分30与外环形部分28的中间部分32。中间部分32在前带轮元件22的内环形部分30的后轴向端与外环形部分28的后轴向端之间沿径向延伸。
前带轮元件22的轴向截面具有为C形的整体形状，并限定朝向背离其上用于安装装置1的支撑件、在装置1的前轴向侧敞开的环形开口。
后带轮元件21和前带轮元件22安装在轴承3的旋转的外圈6上，使得它们的中间部分27和32在轴向上彼此支承抵靠(/支承抵靠彼此)。带轮元件21、22在轴向上以对称的方式安装。后带轮元件21的外环形部分23的外圆柱表面24与前带轮元件22的外环形部分28的外圆柱表面29相应地组合地形成用于与传动元件配合的表面。
有利地，后带轮元件21和前带轮元件22中的每个是一体件的，并且有利地通过对金属板(例如，由钢制成的金属板)进行切削和冲压来形成。
根据本发明，后带轮元件21设置有后侧向部分35。
后侧向部分35在后带轮元件21的中间部分27的轴向相对侧从内部分(内环形部分)25的轴向端大体上沿径向延伸。后侧向部分35在轴向上支承抵靠轴承3的外圈6的后侧向表面15。后侧向表面35设置有自由端，所述自由端进入内圈5的轴向向后突出的端部33的外表面的紧邻区域中，以形成径向窄通道36。
类似地，在后侧向部分35的轴向相对侧，前带轮元件22设置有前侧向部分37。前侧向部分37在前带轮元件22的中间部分32的轴向相对侧从内部分(内环形部分)30的轴向端大体上沿径向延伸。前侧向部分37在轴向上支承抵靠轴承3的外圈6的前侧向表面16。前侧向表面37设置有自由端，所述自由端进入内圈5的轴向向前突出的端部34的外表面的紧邻区域中，以形成径向窄通道38。
特别有利地，内圈5的轴向向前突出的端部34相对于前带轮元件22的前侧向部分37在轴向上突出。此外，轴向向前突出的端部34是带倒角的，以对污染物和水的侵入形成附加的屏障。在未示出的可选方式中，轴向向前突出的端部34的外表面可以设置有周向凹槽，以不仅形成针对污染物和水的屏障，而且还形成用于污染物和水的收集器。这种部件也可以设置在内圈5的后表面上。
在未示出的可选方式中，前带轮元件21和后带轮元件22中的一者可以设置有侧向部。
图3示出了本发明的第二实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标记。
在这个实施方式中，环形垫圈39在轴向上介于内圈的前侧向表面12与螺丝4的头部18之间。垫圈39具有容纳有螺丝4的主体17的中心孔。
前侧向表面12设置在内圈5的轴向向前突出的端部34处。因此，垫圈39相对于前带轮元件22的前侧向部分37在轴向上偏移。
特别有利地，垫圈39的外直径严格地大于前侧向部分37的自由端的内直径。
有利地，垫圈39形成用于防止污染物或水通过前带轮元件22的前侧向部分37与内圈5之间的前窄通道38侵入的附加屏障。
此外，有利地，轴向窄通道40可以形成在垫圈39与侧向部分37之间。轴向窄通道40和径向窄通道38的连续结构形成用于装置1的迷宫状密封(labyrinth seal)。
在图3中示出的实施方式中，垫圈39和螺丝4的头部18是分开的元件。在未示出的可选方式中，垫圈和螺丝的头部形成为一体件。
图4中示出了本发明的第三实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标记。
后带轮元件21的后侧向部分35的自由端设置有密封部件41，密封部件41具有与轴向向后突出的端部33的外表面滑动接触的唇。
类似地，前带轮元件22的前侧向部分37的自由端设置有密封部件42，密封部件42具有与轴向向前突出的端部34的外表面滑动接触的唇。
有利地，密封部件41、42由聚合物材料制成。优选地，密封部件41、42被分别包覆成型于后侧向部分35和前侧向部分37的自由端。
通过这样的实施方式，如果应用条件允许，可以取消轴承内部的密封部件。
本发明的实施方式已经被示出为具有两部分的带轮。作为一种选择，带轮装置可以设置有单个C形带轮元件。在这种情况下，仅在装置的一个轴向侧设置一个侧向部分。
此外，各个实施方式的技术特征中的全部或仅一些可以彼此组合。因此，带轮装置可以在成本、性能和易用性方面进行调整。

Claims (9)

1.一种带轮装置(1)，用于传动元件用的张紧辊或卷绕辊，所述带轮装置(1)包括轴承(3)和带轮(2)，
-所述轴承(3)设置有旋转的外圈(6)、固定的内圈(5)以及至少一列滚动元件(7、8)，所述旋转的外圈(6)具有外表面(14)、具有至少一个外滚道的孔(13)、前侧向表面(16)以及后侧向表面(15)，所述固定的内圈(5)具有能够接纳螺丝(4)的主体(17)的孔(9)、具有至少一个内滚道的外表面(10)、用于支承抵靠所述带轮装置用的支撑件的后侧向表面(11)以及能够供所述螺丝(4)的头部(18)支承抵靠的前侧向表面(12)，所述内圈(5)和所述外圈(6)同轴并且在彼此之间形成径向空间，所述至少一列滚动元件(7、8)配置在所述径向空间中并且位于所述内滚道与所述外滚道之间；
-所述带轮(2)设置有至少一个带轮元件(21、22)，所述至少一个带轮元件(21、22)具有C形的轴向截面并且具有内部分(25、30)、外部分(23、28)和中间部分(27、32)，所述内部分(25、30)安装在所述轴承(3)的外圈(6)的外表面(14)上，所述外部分(23、28)具有用于与所述传动元件配合的外表面(24、29)，所述中间部分(27、32)在所述内部分(25、30)的沿着第一轴向侧的轴向端与所述外部分(23、28)的沿着第一轴向侧的轴向端之间大体上在径向上延伸，所述带轮元件(21、22)形成为一体件；
其特征在于，所述轴承(3)的内圈(5)包括相对于所述外圈(6)的侧向表面(15、16)在轴向上突出的至少一个端部(33、34)，
至少一个带轮元件(21、22)还设置有侧向部分(35、37)，所述侧向部分(35、37)在所述中间部分(27、32)的轴向相对侧从所述内部分(25、30)的轴向端大体上在径向上延伸，所述侧向部分(35、37)的自由端进入所述内圈(5)的在轴向上突出的所述端部(33、34)的外表面的紧邻区域中。
2.根据权利要求1所述的带轮装置，其特征在于，一个带轮元件(21、22)的侧向部分(35、37)在轴向上支承抵靠所述轴承(3)的外圈(6)的侧向表面(15、16)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的带轮装置，其特征在于，所述带轮元件(21、22)的侧向部分(35、37)的自由端进入所述内圈(5)的在轴向上突出的所述端部(33、34)的外表面的紧邻区域中，以形成窄的通道(36、38)。
4.根据权利要求1或2所述的带轮装置，其特征在于，所述带轮元件(21、22)的侧向部分(35、37)的自由端设置有密封部件(41、42)，所述密封部件(41、42)具有与所述内圈(5)的在轴向上突出的所述端部(33、34)的外表面滑动接触的至少一个密封唇。
5.根据前述权利要求中任一项所述的带轮装置，其特征在于，所述内圈(5)的所述端部(33、34)相对于所述带轮元件(21、22)的侧向部分(35、37)在轴向上突出。
6.根据前述权利要求中任一项所述的带轮装置，其特征在于，所述内圈(5)的所述端部(33、34)是带倒角的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的带轮装置，其特征在于，在所述内圈(5)的前侧向表面(12)与所述螺丝(4)的头部(18)之间插设垫圈(39)。
8.根据权利要求7所述的带轮装置，其特征在于，所述垫圈(39)的外直径严格地大于所述带轮元件(22)的侧向部分(37)的自由端的内直径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的带轮装置，其特征在于，所述带轮(2)包括轴向截面为C形的两个带轮元件(21、22)，所述两个带轮元件(21、22)的中间部分(27、32)在轴向上彼此支承抵靠。
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