DE102005046066A1 - Transportsicherung für eine Umlenkrolleneinheit - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb einer Brennkraftmaschine. Die Umlenkrolle umfasst ein Wälzlager, dessen von einer Laufscheibe umschlossener Außenring mit dem Zugmittel zusammenwirkt. Der Innenring des Wälzlagers ist mittels einer verliergesicherten Verschraubung an einem Maschinenteil befestigt, dem die Umlenkrolle zugeordnet ist. Zur Erzielung einer definierten Einbaulage, ist zwischen dem Wälzlager und dem Maschinenteil ein Distanzstück vorgesehen.
- Hintergrund der Erfindung
- Umlenkrollen in Zugmitteltrieben werden bevorzugt eingesetzt, um einen für die Funktion des Zugmitteltriebs erforderlichen Umschlingungsgrad des Zugmittels beispielsweise an der Abtriebsscheibe des Riementriebs zu gewährleisten, verbunden mit einem schlupfarmen Antrieb. Weiterhin ermöglichen Umlenkrollen die Darstellung eines bestimmten Riemenlayouts, wodurch das Zugmittel beispielsweise gezielt in einem von Konturen der Brennkraftmaschine oder Bauteilen innerhalb des für die Brennkraftmaschine vorgesehenen Einbauraums geführt werden kann. Zur Montagevereinfachung ist die Verschraubung der Umlenkrolle verliergesichert angeordnet, sodass beispielsweise für eine automatisierte Montage der Umlenkrolle die dazu notwendige Verschraubung stets der Umlenkrolle zugeordnet ist.
- Aus der
DE 42 42 293 ist eine Umlenkrolle bekannt, die mittels einer Schraube an einem Schwenkarm eines Spannsystems befestigt ist. Zwischen dem Schraubenkopf und einer Stirnfläche des Wälzlager-Innenrings ist eine als Unterlegscheibe für die Schraube bestimmte Scheibe vorgesehen, die zusätzlich einen Schmutzeintrag in das Wälzlager verhindern soll. Die Anordnung und die Gestaltung der Scheibe bildet keine wirksame verliergesicherte Anordnung der Schraube. - Die
DE 198 36 191 B4 zeigt und beschreibt eine Sicherung, mit der die Befestigungsschraube einer Umlenkrolle an dem Innenring des Wälzlagers positioniert werden kann. Dazu ist ein aus Kunststoff hergestellter Haltering unter Vorspannung in die Bohrung des Innenrings eingepresst. In die Bohrung des Halteelementes ist im Einbauzustand die Verschraubung eingesetzt. Zur Erzielung einer Halterung ohne nachteilige Beeinflussung der Verschraubung, weist diese einen sogenannten Freistich auf, einen Abschnitt reduzierten Durchmessers im Vergleich zu dem Gewindeschaft. Im Einbauzustand ist der Haltering dem Freistich der Schraube zugeordnet, wodurch der Haltering die Verschraubung nicht beeinflusst. - Aufgabe der Erfindung
- Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine wirksame und kostengünstige Verliersicherung für die Verschraubung zu schaffen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach schließt die erfindungsgemäße Umlenkrolle ein als Distanzscheibe ausgebildetes Distanzstück ein. Das dem Wälzlager zugeordnete Distanzstück definiert durch dessen Bauteilstärke eine Einbaulage, d.h. einen axialen Abstand des Wälzlagers und damit der Umlenkrolle gegenüber dem Maschinenteil. Dieser Abstand der Umlenkrolle kann durch die Bauteilstärke der Distanzscheibe beeinflusst werden, wodurch beispielsweise die Umlenkrolle exakt einstellbar ist, verbunden mit einer optimalen Einbaulage der Laufscheibe, die sich positiv auf die Funktion des Riementriebs auswirkt.
- Zur Schaffung einer Transportsicherung und/oder Verliersicherung der Verschraubung schließt das Distanzstück bzw. die Distanzscheibe ein elastisches Halteelement ein. Mit dem Halteelement wird die Verschraubung wirksam gehalten, zur Schaffung einer Umlenkrolleneinheit, bestehend aus den Bauteilen Wälzlager, Laufscheibe, Distanzscheibe und Halteelement, die gemeinsam mit der Verschraubung eine vorgefertigte Baueinheit bildet. Beispielsweise kann diese Baueinheit an Fahrzeugkunden oder Herstellern von Brennkraftmaschinnen geliefert werden kann, zur Erzielung einer kostengünstigen, automatisierten Montage der Umlenkrolle. Vorteilhaft schließt die Erfindung ein, die als Mehrfunktionsteil gestaltete Distanzscheibe mit einem elastischen Halteelement zu bestücken, zur Schaffung einer wirksamen Verliersicherung für die Schraube. Weiterhin bewirkt die Distanzscheibe eine zusätzliche Dichtfunktion für das Wälzlager.
- Weitere vorteilhaft Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Distanzscheibe kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Innenring des Wälzlagers zu befestigen. Dazu bietet sich insbesondere eine Presspassung an, wobei die Distanzscheibe mit einem axial vorstehenden, zylindrisch gestalteten Ansatz in den Wälzlager-Innenring eingepresst wird. Im Einbauzustand stützt sich dabei die Mantelfläche des zylindrisch gestalteten Ansatzes der Distanzscheibe an der Innenwandung des Wälzlager-Innenrings ab. Alternativ ermöglicht die Erfindung ein Spielpassung zwischen dem Wälzlager-Innenring und der distanzscheibe.
- Der erfindungsgemäße Aufbau der Umlenkrolle sieht vor, dass die Verschraubung und die Distanzscheibe im Einbauzustand getrennten Stirnseiten des Wälzlagers so zugeordnet sind, dass diese einander gegenüberliegen und dabei einander zugewandt sind. In Verbindung mit dem Halteelement zur Schaffung einer Verliersicherung wird durch diese, getrennten Stirnseiten des Wälzlagers zugeordnete Anordnung die Verschraubung im vormontierten Zustand so angeordnet, dass diese der Einbaulage des Betriebszustandes entspricht. Diese Ausrichtung der Verschraubung vereinfacht vorteilhaft eine automatisierte Montage, da die Verschraubung bereits exakt positioniert ist.
- Zur gezielten Versteifung der Distanzscheibe, sowie zur Anpassung an vorgegebene Einbauverhältnisse bietet es sich an, die Distanzscheibe mit gekröpften Abschnitten zu versehen. Vorteilhaft ist der zylindrisch gestaltete, im Einbauzustand im Wälzlager-Innenring eingesetzte Ansatz der Distanzscheibe endseitig mit einem radial nach innen gerichteten Bord versehen. Dieser, eine versteifende Wirkung auf den zylindrischen Ansatz ausübende Bord kann gleichzeitig als Anlage für das als Verliersicherung für die Verschraubung dienende Halteelement genutzt werden.
- Eine sich radial soweit erstreckende Dichtscheibe, die einen sich zwischen den Lagerringen des Wälzlagers einstellenden Ringspalt stirnseitig überdeckt, verbessert die Abdichtung des Wälzlagers. Die Dichtscheibe schafft dabei eine zusätzliche Abdichtung des Wälzlagers. Außerdem bietet es sich an, die Dichtscheibe so zu gestalten, dass die üblicherweise innerhalb des Wälzlagers integrierte Dichtlippe zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Lagerring entfallen kann, wozu der Dichtscheibe beispielsweise eine elastische Dichtung aufweist, deren Dichtlippe an dem äußeren, umlaufenden Lagerring des Wälzlagers abgestützt ist.
- Eine weitere Ausgestaltung der Distanzscheibe zur Erzielung einer zusätzlichen Dichtfunktion sieht vor, dass diese beispielsweise mittels einer gezielten Stufung oder Kröpfung sich einer Kontur des äußeren Lagerrings soweit anpasst, dass sich ein geringes Spaltmaß einstellt und damit ein wirksamer Schutz gegenüber einem Eintrag von groben Schmutzpartikeln in das Wälzlager.
- Die Distanzscheibe ist vorteilhaft als ein Blech-Biegeteil gestaltet und wird vorzugsweise durch ein spanloses Tiefziehverfahren hergestellt. Damit kann dieses Bauteil auch für Großserien in hohen Stückzahlen günstig hergestellt werden.
- Als Halteelement, mit dem die Verschraubung verliergesichert werden kann bietet sich an, ein Bauteil mit einem sich veränderlichen Durchmesser einzusetzen, das in den axial vorstehenden zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanzscheibe lagefixiert ist. Das vorteilhaft elastische, gegenüber dem Innendurchmesser des zylindrisch gestalteten Ansatzes der Distanzscheibe vergrößert ausgelegte Halteelement ist vorzugsweise mittels einer Presspassung eingesetzt. Alternativ dazu bietet es sich an, ein geschlitztes Halteelement zu verwenden, dass ebenfalls aufgrund eines entsprechenden Übermaßes mit einer radialen Vorspannung in den zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanzscheibe eingepresst ist. Als zusätzliche unterstützende Maßnahme bietet es sich an das Halteelement mittels einer Klebung zu fixieren.
- Alternativ zu einem in die Distanzscheibe eingesetzten Halteelementes schließt die Erfindung weiterhin ein Halteelement ein, dass auf dem Schaft der Verschraubung vorgespannt positioniert ist. In der Vormontage, bei der die Verschraubung der Umlenkrolle zugeordnet ist stützt sich das dem Schaft der Verschraubung zugeordnete Halteelement mit einer Stirnseite an dem Bord der Distanzscheibe ab, der sich an den zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanz scheibe anschließt.
- Das Halteelement ist bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff, vorzugsweise aus Polyamid hergestellt. Dieser thermoplastische Kunststoff zeichnet sich durch Eigenschaften aus, wie eine gute Formbeständigkeit gegenüber hohen Umgebungstemperaturen aufweisen und weiterhin gegenüber Schmierstoffen resistent sind. Ein aus Polyamid hergestelltes Halteelement ist folglich geeignet, zur Schaffung einer wirksamen Verliersicherung für die Verschraubung.
- Ein weiteres vorteilhaftes Gestaltungsmerkmal der Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung der Verschraubung. Zur Schaffung eines Freistichs weist die Verschraubung zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Schraubenkopf einen Abschnitt auf, mit einem gegenüber dem Gewindeabschnitt verringerten Durchmesser. Die Länge des Freistichs ist so gewählt, dass bei eingesetzter Verschraubung in das Wälzlager das Halteelement im Bereich des Freistichs die Schraube umschließt. Die Auslegung des Halteelementes erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Fertigungs- und Einbautoleranzen, damit einerseits die Verschraubung durch das Halteelement ausreichend fixiert werden kann, jedoch andererseits beim Festschrauben die Verschraubung ohne ein nachteiliges, von dem Halteelement verursachtes Reibmoment eingeschraubt werden kann.
- Die als Mehrfunktionsteil gestaltete Distanzscheibe gemäß der Erfindung kann zudem umfangsseitig mit einem separaten Dichtmittel versehen werden, um das Spaltmaß zwischen der Distanzscheibe und dem äußeren Lagerring des Wälzlager wirksam abzudichten. Dazu bietet es sich beispielsweise an, die Dichtscheibe mit einer Aufnahme beispielsweise in Form einer Ringnut zu versehen, in der ein mit Fett oder Öl getränkter Filzring eingesetzt ist, der schleifend oder unter Einhaltung eines geringsten Dichtspaltes mit dem äußeren Lagerring zusammenwirkt.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigen:
-
1 in einer Schnittdarstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Umlenkrolleneinheit, mit Distanzscheibe und integriertem Halteelement, als Verliersicherung für die Verschraubung; -
2 die Umlenkrolleneinheit gemäß1 mit einer alternativ gestalteten Distanzscheibe; -
3 eine Umlenkrolleneinheit, bei der das Halteelement unmittelbar der Verschraubung zugeordnet ist und mit einer Distanzscheibe zusammenwirkt. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- Die in
1 abgebildete Umlenkrolle1 umfasst ein Wälzlager2 , dessen Außenring3 von einer Laufscheibe4 aus Kunststoff umschlossen ist. Im Einbauzustand ist die Umlenkrolle1 mittels einer Verschraubung5 an einem in1 nicht abgebildeten Maschinenteil befestigt. Als Verschraubung5 dient eine handelsübliche Maschinenschraube, deren Schraubenkopf6 stirnseitig an dem Innenring7 des Wälzlagers2 abgestützt ist und mittels eines Zentrieransatzes8 formschlüssig in die Bohrung9 des Innenrings7 zentriert ist. - Gegenüberliegend des Schraubenkopfs
6 stützt sich stirnseitig an dem Innenring7 des Wälzlagers2 eine Distanzscheibe10a ab, wodurch die Bauteile, der Schraubenkopf6 der Verschraubung5 und die Distanzscheibe10a einander gegenüberliegend zugewandt sind. Die mehrfach gekröpfte, mittels eines Tiefziehverfahrens spanlos hergestellte Distanzscheibe10a ist rotationssymmetrisch gestaltet. Zentrisch bildet die Distanzscheibe10a einen axial vorstehenden, zylindrischen Ansatz11a , der formschlüssig und bevorzugt kraftschlüssig in die Bohrung9 des Innenrings7 eingepresst ist. Alternativ kann eine Spiel passung zwischen der Distanzscheibe10a und dem Innenring7 des Wälzlagers2 vorgesehen werden. Auch mit einer Spielpassung wird ein Zusammenhalt, eine Verliersicherung geschaffen, da sich zwischen einem der Distanzscheibe10a zugeordneten Halteelement13a und einem Freistich15 der Verschraubung im Einbauzustand eine radiale Überdeckung einstellt. Endseitig schließt sich an den zylindrischen Ansatz11a ein radial nach innen gerichteter Bord12 an. Der zylindrische Ansatz11a bildet eine Aufnahme für ein elastisches Halteelement13a , das an dem Bord12 abgestützt ist. Das aus einem polymeren Werkstoff hergestellte Halteelement13a bildet für die Verschraubung5 eine Verliersicherung14a . Im Einbauzustand ist das Halteelement13a einem Freistich15 der Verschraubung5 zugeordnet, der im Vergleich zu einem Durchmesser des Gewindeabschnitts16 der Verschraubung5 einen reduzierten Durchmesser aufweist. Dadurch bildet sich eine maßliche Überlappung zwischen der Innenkontur des Halteelementes13a und dem Gewindeabschnitt16 , wodurch die Verschraubung5 zur Schaffung einer Transportsicherung, wirksam verliergesichert gehalten ist. - Dadurch werden die Bauteile, Laufscheibe
4 , Wälzlager2 , Distanzscheibe10a einschließlich Verliersicherung14a einerseits und Verschraubung5 andererseits, zu einer alle Bauteile umfassenden Umlenkrolleneinheit17 zusammengefasst. Die als Mehrfunktionsteil gestaltete Distanzscheibe10a , deren Bauteilstärke einen axialen Abstand zwischen dem Maschinenteil und der Laufscheibe4 beeinflusst und eine Trägerfunktion für das Halteelement13 bildet, übernimmt zusätzlich eine Dichtfunktion für das Wälzlager2 . Dazu ist die Dichtscheibe10a radial bis auf ein Spaltmaß18 an den Außenring3 des Wälzlagers2 geführt, wodurch ein Ringspalt19 zwischen den Lagerringen des Wälzlagers2 weitestgehend überdeckt wird. Die Distanzscheibe10a verhindert damit den Eintritt von Verunreinigungen, beispielsweise groben Staubpartikeln in das Wälzlager2 . - Die
2 zeigt die Umlenkrolleneinheit17 gemäß1 mit einer alternativ gestalteten Distanzscheibe10b . Die Beschreibung der2 beschränkt sich daher ausschließlich auf die unterschiedlich gestalteten Bauteile gegenüber der1 . Der Ansatz11b in Verbindung mit dem Bord12 der Distanzscheibe10b dient zur Aufnahme des Halteelementes13b , das radial geschlitzt ausgeführt ist. Die geschlitzte Gestaltung vereinfacht die Montage des Halteelementes13b in eine Ringnut20 des Ansatzes11b , in der das Halteelement13b formschlüssig eingesetzt und fixiert ist. Das geschlitzte Halteelement13b in Verbindung mit der Distanzscheibe10b bilden die Verliersicherung14b für die Verschraubung5 . Die Distanzscheibe10b ist weiterhin an dem Außenumfang mit einer Aufnahme21 versehen, in die ein Dichtmittel22 eingesetzt ist. Als Dichtmittel22 eignet sich beispielsweise ein hochviskoses Fluid oder ein mit Fett oder Öl getränkter Filzring der mit einer geringen Anlagekraft oder einem engen Einbauspiel einer zylindrischen Innenkontur23 der Laufscheibe4 zugeordnet ist, wodurch die Distanzscheibe10b das Wälzlager2 seitlich vollständig abdichtet. Das Dichtmittel22 erübrigt eine innerhalb des Wälzlagers2 eingesetzte Dichtung zwischen dem Außenring3 und dem Innenring7 des Wälzlagers2 . - Die
3 zeigt die Umlenkrolleneinheit17 in Verbindung mit der Distanzscheibe10a gemäß1 . Zur Bildung der Verliersicherung14c ist unmittelbar auf einem Schraubenschaft24 der Verschraubung5 das Halteelement13c angeordnet. Das buchsenartig gestaltete Halteelement13c ist dabei kraftschlüssig auf den Schraubenschaft24 aufgeschrumpft. In der Montageposition ist das Halteelement13c mit einer Stirnseite unmittelbar an dem Bord12 des zylindrischen Ansatzes11a der Distanzscheibe10a abgestützt. Die Breite des Halteelementes10c unterschreitet dabei die axiale Länge des Ansatzes10b , wodurch das Halteelement13c keinen nachteiligen Einfluß auf die Verschraubung5 nimmt. -
- 1
- Umlenkrolle
- 2
- Wälzlager
- 3
- Außenring
- 4
- Laufscheibe
- 5
- Verschraubung
- 6
- Schraubenkopf
- 7
- Innenring
- 8
- Zentrieransatz
- 9
- Bohrung
- 10a
- Distanzscheibe
- 10b
- Distanzscheibe
- 11a
- Ansatz
- 11b
- Ansatz
- 12
- Bord
- 13a
- Halteelement
- 13b
- Halteelement
- 13c
- Halteelement
- 14a
- Verliersicherung
- 14b
- Verliersicherung
- 14c
- Verliersicherung
- 15
- Freistich
- 16
- Gewindeabschnitt
- 17
- Umlenkrolleneinheit
- 18
- Spaltmaß
- 19
- Ringspalt
- 20
- Ringnut
- 21
- Aufnahme
- 22
- Dichtmittel
- 23
- Innenkontur
- 24
- Schraubenschaft
Claims (15)
- Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb, die ein Wälzlager (
2 ) umfasst, dessen Außenring (3 ) von einer mit einem Zugmittel zusammenwirkenden Laufscheibe (4 ) umschlossen ist und der Innenring (7 ) des Wälzlagers (2 ) mittels einer verliergesicherten Verschraubung (5 ) an einem Maschinenteil zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung einer Umlenkrolleneinheit (17 ), eine dem Wälzlager (2 ) zugeordnete, als Mehrfunktionsteil gestaltete und eine Dichtfunktion ausübende Distanzscheibe (10a ,10b ) mit einem elastischen, eine Verliersicherung (14a ,14b ,14c ) für die Verschraubung (5 ) einschließenden Halteelement (13a ,13b ,13c ) bestückt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Distanzscheibe (
10a ,10b ) kraft- und/oder formschlüssig an den Innenring (7 ) des Wälzlagers (2 ) befestigt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei der die Verschraubung (
5 ) und die Distanzscheibe (10a ,10b ) in einem Einbauzustand getrennten Stirnseiten des Wälzlagers (2 ) zugeordnet sind und dabei einander gegenüberliegend zugewandt sind. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, wobei die Distanzscheibe (
10a ,10b ) einen axial vorstehenden, zylindrisch gestalteten Ansatz (10a ,10b ) bildet, der in die Bohrung (9 ) des Innenrings (7 ) des Wälzlager (2 ) eingesetzt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Distanzscheibe (
10a ,10b ) mehrfach gekröpfte Abschnitte einschließt. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei dem sich an den zylindrisch gestalteten Ansatz (
11a ,11b ) der Distanzscheibe (10a ,10b ) ein radial nach innen gerichteter Bord (12 ) anschließt. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Distanzscheibe (
10a ) sich radial soweit erstreckt, dass ein sich zwischen den Lagerringen des Wälzlagers (2 ) einstellender Ringspalt (19 ) weitestgehend überdeckt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 7, wobei der radiale, eine Stufe bildende Abschnitt der Distanzscheibe (
10a ) unter Einhaltung eines Spaltmaßes (18 ) bis an den äußeren Lagerring (3 ) oder einer Innenkontur der Laufscheibe (4 ) geführt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Distanzscheibe (
10a ,10b ) spanlos, insbesondere durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (
13a ,13b ) in dem axial vorstehenden, zylindrisch gestalteten Ansatz (11a ,11b ) der Distanzscheibe (10a ,10b ) lagefixiert eingesetzt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 10, die ein geschlitztes, in seinem Durchmesser veränderliches Halteelement (
13b ) einschließt, das unter Vorspannung in eine Ringnut (20 ) des Ansatzes (11b ) der Distanzscheibe (10b ) eingesetzt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei dem das Halteelement (
13c ) auf einem Schraubenschaft (24 ) der Verschraubung (5 ) vorgespannt positioniert ist und mit einer Stirnseite an dem Bord (12 ) der Distanzscheibe (10a ) im Bereich des zylindrisch gestalteten Ansatzes (11a ) abgestützt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 10, deren Halteelement (
13a ,13b ,13c ) aus einem polymeren Werkstoff, insbesondere Polyamid hergestellt ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (
13a ) im Einbauzustand einen Freistich (15 ) der Verschraubung (5 ) zugeordnet ist. - Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei der im Einbauzustand das sich zwischen der Distanzscheibe (
10b ) und dem Außenring (3 ) des Wälzlagers (2 ) oder einer Innenkontur der Laufscheibe (4 ) einstellendes Spaltmaß (18 ) von einem separaten Dichtmittel (22 ) abgedichtet ist.
Priority Applications (2)
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