DE102006004719B4

DE102006004719B4 - Seilrolle

Info

Publication number: DE102006004719B4
Application number: DE102006004719.2A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Bauer; Dipl.-Ing. Prosch Gerhard; Norbert Radinger; Günther Schmitt; Dipl.-Ing. Krüger Jens; Helmut Kalb
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: DE102006004719A1; WO2007088142A3; WO2007088142A2

Abstract

Seilrolle zur Führung, Umlenkung und/oder Kraftübertragung eines Seiles gegenüber einer Abstützstelle, wobei
die Seilrolle (1) eine integrale Lagereinheit (6) aufweist, die
– eine radial innenliegende Lauffläche (49),
– Wälzkörper (Zylinderrollen 32),
– eine radial außenliegende Lauffläche (50) und
– ein Lagergehäuse (25) besitzt,
dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Lauffläche (49) mit zwei im Wesentlichen symmetrischen Laufringelementen (35, 36) gebildet ist, die jeweils im Halbquerschnitt einen axial orientierten Schenkel (38) aufweisen, der eine Kontaktfläche für die Wälzkörper eines Wälzlagers bereitstellt, sowie einen radial orientierten Schenkel (37), der einer Verbindung der beiden Laufringelemente (35, 36) dient sowie einer Anbindung der Seilrolle (1) an ein benachbartes Bauelement.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Seilrolle zur Führung, Umlenkung und/oder Kraftübertragung eines Seils gegenüber einer Abstützstelle.
Hintergrund der Erfindung
Aus der Patentschrift DE 800 675 B ist eine Seilrolle mit einem Gummifutter für einen Kontakt mit einem Seil, insbesondere für Drahtseilbahnen, bekannt. Die Seilrolle besitzt eine radial innenliegende Nabe, mit der zwei kreisringförmige, leicht in radialer Richtung nach innen gewölbte so genannte Bordscheiben aus Blech über geeignete radiale Flansche der Nabe verschraubt sind. Radial außenliegend sind die aus einem Blech gepressten Bordscheiben mit einem metallischen Stützring verschraubt. Ein Gummifutter ist mit drei axial nebeneinander liegenden Gummiringen gebildet, wobei sich ein mittlerer Gummiring radial innenliegend an dem Stützring anpresst und sich die beiden axial außenliegenden Gummiringe unter axialer Vorspannung jeweils an dem mittleren Gummiring sowie der zugeordneten Bordscheibe abstützen.
Aus der Patentschrift DE 845 001 B ist eine einrillige Keilriemen- oder Seilscheibe bekannt, die zwei symmetrisch Bleche aufweist, die im Halbquerschnitt ungefähr kegelförmig mit einem großen Öffnungswinkel des Kegels ausgebildet sind und im Bereich ihrer einander zugewandten Kegelspitzen miteinander über Schweißpunkte verbunden sind. Radial innenliegend besitzen die Bleche axiale Fortsätze, die eine Nabe bilden. Über Schrauben können die radial innenliegenden Enden der Konusflächen axial aufeinander zu verspannt werden, wodurch ein radiales Verspannen einer radial innenliegenden Nabe mit einer Welle erfolgen kann.
Aus Patentschrift DE 934 374 B ist es bekannt, in eine Seilrolle ein Wälzlager, hier ein Kugellager, zu integrieren. Hierzu besitzt die Seilrolle einen mit zwei im Wesentlichen symmetrisch ausgebildeten Gussteilen gestalteten metallischen Grundkörper, wobei radial außenliegend zwischen Flanschen der Gussteile ein elastischer Laufkranz gefangen ist und radial innenliegend zwischen radialen Fortsätzen der Gussteile zwei Wälzlager gefangen sind.
Aus DE 22 03 359 A ist eine Seilscheibe bekannt, die mit zwei spiegelbildlich einander zugekehrten Scheibenhälften gebildet ist, die eine Umfangsnut bilden, in der ein Einsatzring zur Führung des Seils gefangen und verspannt ist. Die beiden Scheibenhälften besitzen mehrere Kegelmantelflächen sowie Vorsprünge oder Augen, die in montiertem Zustand der Seilscheibe aneinander anliegen. Der Einsatzring zur Führung des Seils ist aus einem nicht metallischen Werkstoff, insbesondere Polyamid, hergestellt und enthält vorzugsweise auch einen Füllstoff oder eine Gerüstsubstanz.
Aus DE 33 33 487 A1 ist eine Seilrolle mit zumindest zwei symmetrischen Scheibenhälften bekannt, die einen konusförmigen Halbschnitt besitzen und im montierten Zustand im Bereich der Spitzen der Konusflächen über Schrauben miteinander verbunden sind. Radial außenliegend ist in einer zwischen den Scheibenhälften gebildeten Nut ein Verschleißring aufgenommen und gefangen, der das Seil oder einen Draht kontaktiert und führt. Radial innenliegend bilden die Blechhälften stumpfwinklige Führungsflächen, an denen ein Wälzlager, hier ein Kugellager, sowohl radial als auch in beide axiale Richtungen abgestützt ist.
Aus AT 402 094 B ist eine Seilrolle bekannt, bei der die umlaufende Ringnut zur Aufnahme einer Seilführung mit zwei Blechhälften gebildet ist sowie eine Verbindung zwischen einer Nabe und den vorgenannten Blechhälften über zwei weitere Blechhälften gebildet ist. Eine Verbindung der erstgenannten Blechhälften und der zweitgenannten Blechhälften erfolgt über U-förmige Klammern. Die radial innenliegenden Blechhälften bilden eine Abstützung für einen Radkörper, an dem sich zwei axial voneinander beabstandete Wälzlager, hier Kugellager, die zwischen eine durchgehende Welle und die Seilrolle zwischengeschaltet sind, abstützen.
Aus der Patentschrift CH 336 860 A ist eine Seilrolle, beispielsweise für Seilbahnen, Sessel- und Skilifte, bekannt, die einen auswechselbaren Einlegeverschleißring aus einem Kunststoff auf Basis von Polyester mit Isocyanat besitzt, wobei der Einlegeverschleißring an der Innenseite kantige, sich über die gesamte Breite erstreckende Fortsätze oder Aussparungen besitzt, die formschlüssig, ”stramm schließend” in die entsprechende kantige Aussparungen an der Außenfläche des den Einlegering tragenden metallenen Rollenteils eingreifen. Hierdurch kann ein fester, unverrückbarer Sitz des Kunststoff-Einlegerings auf dem Rollenteil gewährleistet werden, wodurch ein Walken und ein Weiten des Kunststoff-Einlegerings vermieden werden soll.
Aus US 4 548 592 A ist es bekannt, einen elastischen Ring einer Seilrolle oder eines Riemens formschlüssig mit einer Nut der Seilrolle zur Aufnahme des Rings in Wirkverbindung treten zu lassen. Hierzu besitzt der Ring sowohl axial als auch radial nach innen orientierte Fortsätze, die in entsprechende Aussparungen der Seilrolle eintreten können.
Weiterer Stand der Technik ist aus FR 2 171 660 A5 , DE 33 29 024 A1 und GB 1 434 717 A bekannt.
Die Dokumente US 2 137 987A , EP 0 312 256 A1 , DE 17 31 536 U , DE 208 725 A und US 3 789 683 A beschreiben jeweils eine Seilrolle, die eine integrale Lagereinheit mit einer radial innenliegenden und einer radial außenliegenden Lauffläche, Wälzkörpern und einem Lagergehäuse aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Seilrolle vorzuschlagen, die hinsichtlich

– der Fertigung,
– des Materialeinsatzes,
– der Montage,
– der mechanischen Eigenschaften, insbesondere bei Überbrückung großer Durchmesser zwischen einer innenliegenden Nabe und dem Seildurchmesser auf der Seilrolle (beispielsweise hinsichtlich der Verformungen, auch bei hohen Belastungen, des Planlaufs oder Rundlaufs u. ä.),
– der Lebensdauer und/oder
– des Wartungsaufwands verbessert ist.

Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 17.
Die Erfindung betrifft eine Seilrolle, über die ein Seil gegenüber einer Abstützstelle geführt oder umgelenkt werden kann und über die eine Kraftübertragung erfolgen kann. Bei der Abstützstelle kann es sich um eine ortsfeste oder bewegte Abstützstelle handeln, beispielsweise eine Welle, einen Zapfen oder eine anderweitige Abstützeinrichtung.
Dabei ist die Seilrolle nicht als Bauelement ausgebildet, welches über eine zusätzliche Montage- oder Lagereinheit gegenüber der Umgebung montiert und gelagert werden muss. Vielmehr besitzt die Seilrolle eine integrale Lagereinheit.
Diese Lagereinheit kann eine Rotationsbewegung der Seilrolle gegenüber der Abstützstelle gewährleisten. Hierzu besitzt die Lagereinheit eine radial innenliegende sowie eine radial außenliegende Lauffläche, zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, sowie ein Lagergehäuse. Für eine Anbindung der Seilrolle an der Abstützstelle muss lediglich die radial innenliegende Lauffläche an der Abstützstelle befestigt werden.
Erfindungsgemäß ist dabei die innenliegende Lauffläche mit zwei im Wesentlichen symmetrischen Laufringelementen gebildet, die jeweils im Halbquerschnitt einen axial orientierten Schenkel aufweisen, der eine Kontaktfläche für die Wälzkörper eines Wälzlagers bereitstellt, sowie einen radial orientierten Schenkel, der einer Verbindung der beiden Laufringelemente dient sowie einer Anbindung der Seilrolle an ein benachbartes Bauelement.

– Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung sind infolge des Einsatzes der Lagereinheit an die Verbindungsstellen zwischen Seilrolle und Abstützstelle, insbesondere die radial innenliegende Lauffläche und eine korrespondierende Befestigungsfläche der Abstützstelle, keine besonderen Anforderungen zu stehlen, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn eine zapfenförmige Abstützstelle als Lauffläche für ein Wälzlager genutzt werden muss.
– Weiterhin kann die Seilrolle mit der integralen Lagereinheit als eine Montageeinheit ausgeliefert werden, die auf einfache Weise mit der Abstützstelle montiert werden kann, ohne dass eine aufwendige Montage der Lagerelemente, die erhöhte Anforderungen an die Montagepräzision und die Montagesauberkeit stellen kann, erforderlich ist.
– Andererseits kann ein Lagergehäuse, welches mit einer der Laufflächen gebildet sein kann oder mit anderen, zusätzlichen Bauelementen, eine Schutzfunktion für die Lagereinheit während eines Transports und während der Befestigung der Seilrolle an der Abstützstelle bereitstellen.
– Darüber hinaus kann infolge des Einsatzes des Lagergehäuses die Seilrolle mit integraler Lagereinheit bereits mit einem Schmiermittel bei Auslieferung der Seilrolle versehen werden, so dass für die Montage der Seilrolle an der Abstützstelle keine zusätzliche aufwendige Schmierung zu erfolgen hat.

Bei dem Lagergehäuse kann es sich um ein offenes, abgedichtetes oder weitestgehend geschlossenes Gehäuse handeln. Andererseits bietet die Ausbildung der Seilrolle mit integraler Lagereinheit die Möglichkeit einer werkseitigen Montage der Lagereinheit, die automatisiert erfolgen kann mit vereinfachter Montage oder erhöhter Präzision. Als weiteren Teilaspekt hat die Erfindung erkannt, dass es möglich ist, eine Seilrolle auch mit einer integralen Lagereinheit, für die u. U. während der Lebensdauer kein Austausch von Wälzkörpern oder Lauffläche erfolgt, eine Ausgestaltung als lebensdauerfeste Baueinheit möglich ist.
Eine weitere Vereinfachung der Fertigung, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und Verringerung des Materialeinsatzes kann dadurch erzielt werden, dass die Seilrolle mit zwei miteinander verbundenen, im Wesentlichen symmetrischen sowie metallischen Blechhälften gebildet ist. Durch den Einsatz der im Wesentlichen symmetrischen Blechhälften wird die Zahl der in der Seilrolle zum Einsatz kommenden Gleichteile erhöht. Die Blechhälften lassen sich aus kostengünstigen Blechhalbzeugen unter Einsatz bekannter Umformtechniken auf einfache Weise kostengünstig herstellen. Darüber hinaus besitzen die Blechhälften jeweils radial außenliegend eine radiale Abstützfläche und eine axiale Abstützfläche, gegenüber denen sich ein nicht metallisches Seilführungselement, beispielsweise aus einem Kunststoff, abstützt. Damit können die Blechhälften multifunktional ausgebildet sein, da diese einerseits der Aufnahme und Abstützung des Seilführungselements dienen und andererseits eine Überbrückung des radialen Übertragungsraums zwischen dem Seilführungselement und der radial innenliegenden Lagereinheit dienen. Für den Fall, dass die Blechhälften mit einem geeigneten Flächenträgheitsmoment und Widerstandsmoment, beispielsweise durch Umformprozesse, Abwinkelungen, Ausbördelungen o. ä., ausgestattet sind, kann eine derartige Überbrückung trotz eines verhältnismäßig geringen Materialeinsatzes mit großer Steifigkeit erfolgen.
Eine weitere Funktion können die Blechhälften erfüllen, wenn diese radial innenliegend, in dem der Lagereinheit zugewandten Bereich, sowohl eine radiale Abstützfläche als auch eine axiale Abstützfläche für mindestens ein Wälzlager bilden. Hierbei können sich die Wälzlager unmittelbar an den Abstützflächen abstützen oder auf diesen abwälzen. Ebenfalls möglich ist, dass zwischen die Abstützflächen und die Wälzkörper oder Wälzlager ein geeignetes Zwischenelement, beispielsweise eine Lagerbuchse oder ein Lagerring, zwischengeschaltet ist, dessen Material gezielt an die Lagereigenschaften angepasst werden kann und dessen Oberfläche und dessen Rund- oder Planlauf gezielt an die Lagerungsfunktion angepasst werden kann.
Als weitere Funktion können die Blechhälften Teil des Lagergehäuses sein, wodurch der Materialeinsatz und die Zahl der für die Seilrolle erforderlichen Bauelemente weiter verringert werden kann.
Hinsichtlich der Verbindung der Blechhälften miteinander kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine formschlüssige Sicherung über ein Sicherungselement erfolgen. Hierbei ergibt sich eine besonders einfache Ausgestaltung des Sicherungselements ohne Einsatz zusätzlicher Bauelemente für den Fall, dass das Sicherungselement in Form einer plastischen Verformung zumindest einer Blechhälfte während der Verbindung der Blechhälften bereitgestellt wird. Dies kann beispielsweise erfolgen durch gemeinsames Umbiegen, Umfalten oder Umwickeln von Teilbereichen beider Blechhälften.
Ebenfalls möglich ist, dass eine Blechhälfte eine zusätzliche Ausnehmung, beispielsweise eine Bohrung oder Ausfräsung, aufweist und bei Anlage der Blechhälften aneinander ein korrespondierender Teilbereich der anderen Blechhälfte in die Bohrung, Ausnehmung oder Ausfräsung der anderen Blechhälfte verformt wird. Alternativ kann eine derartige Verformung bereits vor der Montage der beiden Blechhälften miteinander vorgenommen sein, so dass für die Montage der verformte Bereich in die Ausnehmung eintritt.
Das vorgenannte Sicherungselement, welches somit integral mit den Blechhälften ausgebildet ist, kann eine vollständige Befestigung der Blechhälften aneinander bereitstellen oder eine Sicherung lediglich in eine Richtung, beispielsweise die radiale Richtung und/oder in Umfangsrichtung gewährleisten, während eine axiale Fixierung der Blechhälften zueinander durch andere geeignete Maßnahmen oder die Einbaubedingungen erfolgen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Seilrolle bilden die Blechhälften radial außenliegend eine Nut. In die Nut wird das Seilführungselement eingelegt oder eingespritzt, wodurch ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren gegeben ist. Hierbei wird durch eine einspritzende Herstellung des Seilführungselements auf automatische Weise gewährleistet, dass trotz etwaiger Toleranzen hinsichtlich der Fertigung der Blechhälften und deren Verbindung miteinander sowie Toleranzen der derart erzeugten Nut ein prozesssicherer Kontakt zwischen Seilführungselement und den Blechhälften gewährleistet wird. Die axiale und/oder radiale Führung des Seilführungselements gegenüber den Blechhälften sowie die Vermeidung einer Verdrehung des Seilführungselements um die Rotationsachse der Seilrolle gegenüber den Blechhälften kann auf unterschiedliche alternative oder kumulative Weisen bewerkstelligt werden:

– Mittels des Einspritzens kann das Seilführungselement eine stoffschlüssige Verbindung mit den Blechhälften eingehen.
– Zwischen Seilführungselement und der Nut bzw. den Blechhälften können zusätzliche Befestigungselemente wie Schrauben, Stifte, Einspannvorrichtungen o. ä. vorgesehen sein.
– Das Seilführungselement kann radiale und/oder axiale Vorsprünge oder Vertiefungen aufweisen, die formschlüssig in korrespondierende radiale und/oder axiale Vertiefungen oder Vorsprünge zwischen einer der Blechhälften eingreifen. Eine derartige formschlüssige Verbindung stellt eine besonders zuverlässige Abstützung des Seilführungselements bereit, da der Formschluss lediglich für eine Zerstörung der Vorsprünge oder Vertiefungen (oder eine Verformung in großem Ausmaß) gelöst werden kann. Damit stellt die formschlüssige Verbindung auch eine besonders verschleißsichere Verbindung bereit. Über eine Dimensionierung der Größe der Anlageflächen zwischen Vorsprüngen und Vertiefungen kann die Sicherungswirkung an die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen der Seilrolle angepasst werden. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen derartiger Vorsprünge und/oder Vertiefungen wird beispielhaft auf die eingangs erwähnte Druckschrift US 4,548,592 verwiesen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung können Aussparungen oder Vertiefungen für eine wie zuvor erläuterte formschlüssige Verbindung besonders einfach gebildet werden, wenn diese Aussparungen oder Vertiefungen zwischen den beiden Blechhälften gebildet sind. Hierzu können die Blechhälften geeignete, korrespondierende Ausbeulungen in axialer Richtung aufweisen, die einfach mittels Umformvorgängen der Blechhälften herstellbar sind und sich mit der Montage der Blechhälften zu einer radial orientierten Aussparung ergänzen.
Für den Fall, dass eine dauerfeste Seilrolle auch für u. U. erhöhte Belastungen gegeben sein soll, sind die Wälzkörper der Lagereinheit als Zylinderrollen ausgebildet.
Vorzugsweise bilden die Blechhälften radial innenliegend zwei hohlzylinderförmige Buchsen, deren äußere oder innere Mantelfläche

– unmittelbar als Lauffläche genutzt werden kann oder
– zur Abstützung einer Lauffläche.

Weiterhin ist es möglich, dass die Buchsen radial nach innen orientierte Fortsätze aufweisen. Derartige Fortsätze können axial außenliegend angeordnet sein, wodurch diese einen Teil des Gehäuses der Lagereinheit bilden und dieses insbesondere axial abschließen. Alternativ ist es möglich, dass die Buchsen axial innenliegend angeordnet sind und beispielsweise zwei axial nebeneinander liegende Wälzlager voneinander trennen, wobei eine Abstützung der Wälzlager gegenüber den Fortsätzen in axialer Richtung erfolgen kann. Die radial orientierten Fortsätze erfüllen damit eine axiale Abstützfunktion und/oder eine Schutzfunktion.
Für den Fall, dass zwischen einem derartigen Fortsatz und einer radial innenliegenden Lauffläche eine Dichtwirkung gewünscht ist, kann zwischen die vorgenannten Bauelemente eine Dichtung zwischengeschaltet sein. Hierbei kann es sich um eine Dichtung beliebiger Ausführung handeln, beispielsweise eine Spaltdichtung, eine Labyrinthdichtung, ein Radialwellendichtring, ein elastisches Dichtelement wie ein O-Ring o. ä. Der radial orientierte Fortsatz und/oder die Lauffläche können geeignete Nuten, Absätze o. ä. zur Erzeugung der Dichtwirkung oder Integration eines separaten Dichtelements aufweisen.
Für eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Seilrolle ist in der Buchse und zwischen den Fortsätzen ein Laufring geführt, dessen innere Mantelfläche die radial außenliegende Lauffläche der Lagereinheit bildet. Der Laufring kann ein besonderes Material für eine geeignete Lauffläche aufweisen und mit einer gute Wälzeigenschaften aufweisenden Oberfläche ausgeführt sein.
Für den Fall, dass

– Räume zur Aufnahme eines Schmiermittels und/oder
– Räume zur Aufnahme von Schmutzpartikeln

Eine verbesserte Führung der Wälzkörper und damit verbesserte Laufeigenschaften des Wälzlagers können sich dadurch ergeben, dass die Wälzkörper in mindestens einem Laufkäfig geführt sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen zwei Wälzlagern in dem Lagergehäuse der Lagereinheit ein Distanzelement angeordnet, über das der Abstand und die exakte Position der Wälzlager vorgegeben werden kann und u. U. eine Abstützung der Wälzlager gegeneinander erfolgen kann.
Eine besonders einfache Verbindung der vorgenannten Laufringelemente miteinander oder eine formschlüssige Sicherung derselben zumindest in eine Richtung, beispielsweise in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung, erfolgt über ein Sicherungselement. Das Sicherungselement ist – wie zuvor für das Sicherungselement für die beiden Blechhälften beschrieben – durch eine plastische Verformung zumindest eines Laufringelements während der Verbindung der Laufringelemente hergestellt. Für den Fall, dass die Laufringelemente gehärtet sind, erfolgt eine geeignete Verformung und/oder die Einbringung von Ausnehmungen vor der Montage und dem Härten.
Möglich ist auch, dass auf ein inneres Laufringelement verzichtet wird, welches dann bspw. durch einen in der Seilrolle angeordneten Wellenstumpf bereitgestellt wird.
Zusätzliche Verschlusselemente für das Lagergehäuse, wie beispielsweise ein Deckel, eine Wellenmutter, ein Sicherungsring o. ä., können vermieden werden, wenn das Lagergehäuse nach einer Montage der Lagereinheit über einen Umformvorgang geschlossen wird. Darüber hinaus bietet ein derartiger Umformvorgang über eine Überwachung des Montagezustands oder der Umformkraft eine Möglichkeit einer einzelfallorientierten Verschließung des Lagergehäuses und eine einzelfallorientierte Vorgabe von Abständen. Weiterhin wird durch ein derartiges Schließen des Lagergehäuses mit einem Umformvorgang die Zahl der notwendigen Teile reduziert, wodurch u. U. auch das Gewicht der Seilrolle weiter vermindert werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft, ohne dass diese zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Seilrolle in räumlicher Darstellung;
2 die Seilrolle gemäß 1 bei Blickrichtung in Richtung der Rotationsachse der Seilrolle;
3 die Seilrolle gemäß 1 und 2 in einem Schnitt entlang der Rotationsachse;
4 ein Detail IV der Seilrolle gemäß 1–3;
5 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine die Rotationsachse aufweisende Ebene im Bereich einer Nabe der Seilrolle gemäß 1–4;
6 eine alternative erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Seilrolle;
7 die Seilrolle gemäß 6 bei Blickrichtung entlang der Rotationsachse in halber Darstellung;
8 die Seilrolle gemäß 6 und 7 in geschnittener Darstellung bei Schnittführung entlang einer die Rotationsachse enthaltenden Ebene; und
9 ein Detail IX der Seilrolle gemäß 8.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Rolle zur Führung, Umlenkung und/oder Kraftübertragung eines Zugmittels, die gegenüber einer Abstützstelle gelagert ist. Eine Kraftübertragung kann zwischen Rolle und Zugmittel reibschlüssig und/oder formschlüssig erfolgen. Für die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen handelt es sich bei dem Zugmittel um ein Seil, so dass die Rolle als Seilrolle ausgebildet ist. Unter an sich bekannter Abwandlung des Kontaktbereichs zwischen Zugmittel und Rolle kann die Erfindung entsprechenden Einsatz finden für abweichende Ausgestaltungen, beispielsweise für Ausgestaltung des Zugmittels als Riemen und Ausgestaltung der Rolle als Riemenscheibe oder Ausgestaltung des Zugmittels als Kette und Ausgestaltung der Rolle als Kettenrad.
1 und 2 zeigen eine Seilrolle 1. Die Seilrolle 1 besitzt radial außenliegend einen Kontaktbereich 2, der sich über den gesamten Umfang der Seilrolle erstreckt (oder abweichend zu den dargestellten Ausführungsformen für nur kleine Rotationsbewegungen der Seilrolle lediglich über einen Teilumfang erstreckt). Des Weiteren besitzt die Seilrolle 1 einen Nabenbereich 3, der über einen Überbrückungsbereich 4 möglichst steif mit dem Kontaktbereich 2 verbunden ist. Der Nabenbereich 3 dient einer Abstützung der Seilrolle 1 gegenüber einer nicht dargestellten Abstützstelle, bei der es sich um eine durch die Seilrolle 1 durchgehende Welle, einen in der Seilrolle 1 endenden Wellenstumpf, einen durchgehenden oder in der Seilrolle 1 endenden Zapfen oder ein anderes geeignetes Befestigungsorgan wie einen Träger oder einen Flansch handeln kann. Im Nabenbereich 3 ist zur Ermöglichung einer Rotationsbewegung der Seilrolle 1 um eine Rotationsachse 5-5 gegenüber der Abstützstelle eine Lagereinheit 6 vorgesehen. Die Ausrichtung der Rotationsachse ist im Folgenden auch als ”axiale Richtung” bezeichnet, während eine Ausrichtung quer zu dieser auch als ”radial” bezeichnet ist.
Gemäß 3 ist die Seilrolle 1 mit zwei im Wesentlichen symmetrischen Blechhälften 7, 8 gebildet. Eine Blechhälfte 7, 8 ist in einem Halbschnitt gemäß 3 (obere oder untere Hälfte) ungefähr in Form eines rechtwinkligen U ausgebildet mit einem Grundschenkel 9 und einem radial innenliegenden Seitenschenkel 10 sowie einem radial außenliegenden Seitenschenkel 11. Der Grundschenkel 9 ist in dem Halbschnitt radial orientiert, während die Seitenschenkel 10, 11 axial orientiert sind. Die umlaufenden Seitenschenkel 10 bilden Buchsen 52, 53. Der radial außenliegende Seitenschenkel 11 besitzt einen radial nach außen orientierten Fortsatz 12, während der radial innenliegende Seitenschenkel 10 einen radial nach innen orientierten Fortsatz 13 mit einem Absatz 14 besitzt. Die Blechhälften 7, 8 sind spiegelverkehrt zueinander angeordnet mit zueinander fluchtenden Symmetrieachsen, so dass die Grundschenkel 9 an ihren Rückseiten aneinander anliegen.
Die Seitenschenkel 11 sowie Fortsätze 12 der Blechhälften 7, 8 bilden ein ungefähr U-förmige, nach außen orientierte sowie in Umfangsrichtung umlaufende Nut 15, in der ein Seilführungselement 16 angeordnet ist. Hierbei bilden die Seitenschenkel 11 in dem, dem Seilführungselement 16 zugewandten Kontaktbereich eine radiale Abstützfläche 17, während die innenliegenden Seiten des Fortsatzes 12 eine axiale Abstützfläche 18 für das Seilführungselement 16 bilden.
Die Blechhälften 7, 8 besitzen im Bereich der Grundschenkel 9 axiale, voneinander weg gerichtete Ausbeulungen 19. Die Ausbeulungen 19 der Blechhälften 7, 8 bilden mehrere über den Umfang verteilte, sich von der Nut 15 radial nach innen erstreckende Vertiefungen 20. Zur Herstellung des Seilführungselements 16 werden die Blechhälften 7, 8, insbesondere als bereits vormontierte Einheit, in eine Form eingelegt, die die radial außenliegende Kontur 21 des Seilführungselements 16 aufweist. In diese Form wird dann das das Seilführungselement 16 bildende Material eingebracht, insbesondere eingespritzt. Hierdurch kann neben einer stoffschlüssigen Anbindung des Seilführungselements 16 an Fortsatz 12 und Seitenschenkel 11 das Material des Seilführungselements 16 wie in 3 dargestellt in die Vertiefung 20 eintreten und in dieser aushärten, wodurch zusätzlich zu der Anbindung des Seilführungselements 16 an Seitenschenkel 11 und Fortsatz 12 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Seilführungselement 16 und den Blechhälften erzeugt werden kann (s. 4). Das in die Vertiefung 20 eintretende Material des Seilführungselements 16 bildet hierbei einen Vorsprung 51. Die Vertiefungen 20 und die zugeordneten Vorsprünge 51 sind, wie auch aus 2 ersichtlich ist, gleichmäßig über den Umfang verteilt. Für das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechs derartige Vertiefungen 20 und Vorsprünge 51 vorgesehen. Weitere Ausbeulungen 19a sowie hiermit gebildete Vertiefungen 20a können zwecks Versteifung der Grundschenkel 9 vorgesehen sein, vgl. 2.
Eine feste Verbindung der Blechhälften 7, 8 erfolgt über Sicherungselemente 22. Bei den Sicherungselementen 22 handelt es sich um eine Verbindung, beispielsweise durch Toxen, Clinchen, Nieten, Schrauben o. ä. Alternativ oder zusätzlich können Sicherungselemente als formschlüssige Sicherung ausgebildet sein, wobei das Sicherungselement 22 durch plastische Verformung zwischen mindestens einer Blechhälfte 7 während der Verbindung der Blechhälften 7, 8 hergestellt ist. Hierzu kann eine Blechhälfte 8 eine Bohrung oder Ausnehmung aufweisen, in die die andere Blechhälfte 7 verformt wird. Möglich ist auch ein ”Umklappen” eines Teilmaterials einer Blechhälfte um die andere Blechhälfte oder ein gemeinsames Umklappen von einzelnen Lappen oder Stegen beider Blechhälften 7, 8.
Unter Gewährleistung einer Rotationsbewegung um die Rotationsachse 5-5, vorzugsweise unter Ausbildung eines radialen Spalts 23, der insbesondere abgedichtet ist, ist radial innenliegend von den Blechhälften 7, 8 ein Laufring 24 angeordnet, wobei der radiale Spalt 23 zwischen der Mantelfläche des Laufrings 24 und den Stirnflächen der Absätze 14 gebildet ist. Der Laufring 24, die Absätze 14, die Fortsätze 13 und die Seitenschenkel 10 bilden ein, zumindest weitestgehend, im Bereich des radialen Spalts 23 abgedichtetes Lagergehäuse 25. Für das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Bereich des Absatzes 14 ein Dichtelement 26 vorgesehen, welches zwischen dem Absatz und der radial außenliegenden Mantelfläche des Laufrings 24 wirkt.
Zwischen den Fortsätzen 13 der Blechhälften 7, 8 ist weitestgehend spielfrei in axialer Richtung ein weiterer Laufring 27 gefangen, der sich radial außenliegend an den Seitenschenkeln 11 der Blechhälften 7, 8 abstützt. Der Laufring 27 ist ungefähr U-förmig ausgebildet mit einem in Richtung der Rotationsachse 5-5 orientierten Grundschenkel 28 und zwei radial nach innen orientierten Seitenschenkeln 29, 30, wobei die Seitenschenkel 29, 30 gemeinsam mit den Absätzen 14 die Position des Dichtelements 26 in Richtung der Rotationsachse 5-5 vorgeben.
Ungefähr bei axialer Erstreckung der Seitenschenkel 29, 30 besitzt der radial innenliegende Laufring 24 jeweils einen Durchmessersprung 31 radial nach außen.
In dem Lagergehäuse 25 sind Wälzkörper, hier zwei axial nebeneinander liegende Reihen von Zylinderrollen 32, aufgenommen, die sich axial nach außen jeweils an den Seitenschenkeln 29, 30 sowie den Durchmessersprüngen 31 der Laufringe 24, 27 abstützen, radial innenliegend auf der äußeren Mantelfläche des Laufrings 24 zwischen den Durchmessersprüngen 31 abwälzen sowie an einer innenliegenden Mantelfläche des äußeren Laufrings 27 abwälzen. Über ein Distanzstück 33, welches in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im Halbquerschnitt U-förmig ausgebildet ist, sind die Reihen mit Zylinderrollen 32 auf Abstand gehalten. Weiterhin sind die Zylinderrollen 32 in Käfigen 34 geführt.
Der Laufring 24 ist mit zwei im Wesentlichen symmetrischen Laufringelementen 35, 36 ausgebildet. Die Laufringelemente 35, 36 sind jeweils im Halbquerschnitt ungefähr L-förmig ausgebildet mit einem ersten Schenkel 37, der ungefähr radial orientiert ist, sowie einem zweiten Schenkel 38, der ungefähr axial orientiert ist. Der Schenkel 38 besitzt den Durchmessersprung 31. Die Laufringelemente 35, 36 liegen im Bereich der Rückseiten der Schenkel 37 aneinander an und sind aneinander befestigt. Hierbei erfolgt eine Befestigung über ein geeignetes Sicherungselement 39, 40:

– Das Sicherungselement 39 ist ungefähr U-förmig ausgebildet und umklammert die radial innenliegenden Enden der Schenkel 37 der Laufringelemente 35, 36. Hierbei kann das Sicherungselement 39 in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein oder sich nur über einen Teilumfang erstrecken.
– Das Sicherungselement 40 ist beispielsweise durch Umformen eines Teilbereichs des radialen Schenkels 37 eines Laufringelements 35 in eine Ausnehmung des Schenkels 37 des anderen Laufringelements 36 gebildet.

In 5 ist weiterhin zu erkennen, dass, ähnlich den Ausbeulungen 19 der Blechhälften 7, 8, die radialen Schenkel 37 in der Montagestellung entgegengesetzte Ausbeulungen 41 besitzen können, so dass zwischen den Schenkeln 37 der Laufringelemente 35, 36 radial orientierte Vertiefungen 42 vorhanden sein können. Derartige Vertiefungen 42 dienen der Aufnahme von Schmiermittel als Schmiermittelreservoir oder von störenden Fremdpartikeln.
In den 6 bis 9 ist eine alternative Ausgestaltung einer Seilrolle dargestellt, wobei Bauelemente und Merkmale, die der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform entsprechen, mit demselben Bezugszeichen unter Ergänzung des Buchstabens a gekennzeichnet sind.
Gemäß 6 und 7 sind die Ausbeulungen 19a mit dreieckförmigem Querschnitt ausgebildet, deren Ausbeultiefe radial nach innen abnimmt. Somit bilden die Ausbeulungen 19a der Blechhälften 7a, 8a Vertiefungen 20a mit ungefähr rautenförmigem Querschnitt. Des Weiteren sind in die Seitenschenkel 11a radiale Bohrungen 43 eingebracht, über die die Masse und das Massenträgheitsmoment der Seilrolle 1a verringert werden kann und/oder ein zusätzlicher Formschluss durch Eintritt des Seilführungselements 16a mit geeigneten radial nach innen orientierten Vorsprüngen in die Bohrungen 43 erzielt werden kann.
In 8 ist zu erkennen, dass die beiden Blechhälften 7, 8 im Halbschnitt ungefähr ”diaboloförmig” zusammengesetzt sind. Hierzu besitzt der Grundschenkel 9a zwei unter einem stumpfen Winkel zueinander orientierte Schenkel 44, 45, wobei der Schenkel 45 eine um die Rotationsachse 5a-5a umlaufende, axial nach außen orientierte Konusfläche bildet, während die Schenkel 44 der Blechhälften 7a, 8a Konusflächen bilden, deren Spitzen aufeinander zu gerichtet sind, wobei sich die Blechhälften 7a, 8a im Übergangsbereich 46 zwischen den Schenkeln 44, 45 kontaktieren und über geeignete Sicherungselemente 22a miteinander verbunden sind.
Die Seitenschenkel 10a sind abweichend zu dem in den 1–5 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht, ausgehend von dem Grundschenkel 9a axial nach außen orientiert, sondern nach innen und aufeinander zu orientiert. Damit bildet der Seitenschenkel 11a, der Grundschenkel 9a mit den beiden Schenkeln 44, 45 und der Seitenschenkel 10a nicht einen U-förmigen Halbschnitt, sondern vielmehr einen Z-förmigen Halbschnitt. In den einander zugewandten Endbereichen sind die Seitenschenkel 10a der Blechhälften 7a, 8a miteinander über ein Sicherungselement 47 verbunden, welches in diesem Fall als radial innenliegende Umbiegungen, Verschränkungen o. ä. der Endbereiche ausgebildet ist.
In 9 ist zu erkennen, dass die Fortsätze 12a axiale Bohrungen 48 aufweisen können, deren Funktion der Funktion der Bohrungen 43 entspricht. Entsprechend 5 bildet der Laufring 24 radial außenliegend eine Lauffläche 49 für die Zylinderrollen, während die innere Mantelfläche des Laufrings 27 eine Lauffläche 50 bildet, an der die Zylinderrollen 32 an ihrer radial außenliegenden Seite abwälzen.
Das Seilführungselement 16 ist vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyamid hergestellt. Die Seilrolle 1 findet insbesondere Einsatz für Rollenaufzüge, Personenaufzüge, Lastenaufzüge, Skilifte o. ä. Erfindungsgemäß kann die Seilrolle 1 mit Blechhälften 7, 8 aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein. Für den Einsatz von Kunststoff kann sich u. U. eine gute Geräuschdämpfung der Seilrolle 1 ergeben. Im Fall eines Einsatzes von Seilrollen 1 mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser des Seilführungselements 16 gegenüber dem Nabenbereich 3 kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein steifer Überbrückungsbereich bereitgestellt werden.
Während für das erste Ausführungsbeispiel gemäß den 1–5 das Seilführungselement separat gefertigt ist und bei der Montage der beiden Blechhälften 7, 8 zugeführt wird, erfolgt für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 6–9 ein Verspritzen des Seilführungselements nach einer Montage der Blechhälften. Durch die dickbauchige Ausgestaltung der Blechhälften für das zweite Ausführungsbeispiel kann eine erhöhte Steifigkeit bereitgestellt werden. Für die Lagerelemente kann eine vollrollige Lagerung eingesetzt werden, beispielsweise mit zwei separaten Rollenhülsen. Anstelle einer derartigen Rollenlagerung kann abweichend eine mehrreihige Kugellagerung Einsatz finden, wobei die Laufbahn oder Laufbahnen in den gezogenen Ringen integriert sein können. Dies hat den Vorteil eines geringen Axialspiels. Ebenfalls denkbar sind Kombinationen aus Rollen-, Nadel- oder Kugellagerungen.
Bezugszeichenliste

1: Seilrolle
2: Kontaktbereich
3: Nabenbereich
4: Überbrückungsbereich
5: Rotationsachse
6: Lagereinheit
7: Blechhälfte
8: Blechhälfte
9: Grundschenkel
10: Seitenschenkel
11: Seitenschenkel
12: Fortsatz
13: Fortsatz
14: Absatz
15: Nut
16: Seilführungselement
17: radiale Abstützfläche
18: axiale Abstützfläche
19: Ausbeulung
20: Vertiefung
21: Kontur
22: Sicherungselement
23: radialer Spalt
24: Laufring
25: Lagergehäuse
26: Dichtelement
27: Laufring
28: Grundschenkel
29: Seitenschenkel
30: Seitenschenkel
31: Durchmessersprung
32: Zylinderrollen
33: Distanzstück
34: Käfig
35: Laufringelement
36: Laufringelement
37: radialer Schenkel
38: axialer Schenkel
39: Sicherungselement
40: Sicherungselement
41: Ausbeulung
42: Vertiefung
43: Bohrung
44: Schenkel
45: Schenkel
46: Übergangsbereich
47: Sicherungselement
48: Bohrung
49: Lauffläche innen
50: Lauffläche außen
51: Vorsprung
52: Buchse
53: Buchse

Claims

Seilrolle zur Führung, Umlenkung und/oder Kraftübertragung eines Seiles gegenüber einer Abstützstelle, wobei die Seilrolle (1) eine integrale Lagereinheit (6) aufweist, die – eine radial innenliegende Lauffläche (49), – Wälzkörper (Zylinderrollen 32), – eine radial außenliegende Lauffläche (50) und – ein Lagergehäuse (25) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Lauffläche (49) mit zwei im Wesentlichen symmetrischen Laufringelementen (35, 36) gebildet ist, die jeweils im Halbquerschnitt einen axial orientierten Schenkel (38) aufweisen, der eine Kontaktfläche für die Wälzkörper eines Wälzlagers bereitstellt, sowie einen radial orientierten Schenkel (37), der einer Verbindung der beiden Laufringelemente (35, 36) dient sowie einer Anbindung der Seilrolle (1) an ein benachbartes Bauelement.
Seilrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilrolle (1) mit zwei miteinander verbundenen, im Wesentlichen symmetrischen sowie metallischen Blechhälften (7, 8) gebildet ist, die jeweils radial außenliegend sowohl eine radiale Abstützfläche (17) als auch eine axiale Abstützfläche (18) für ein nichtmetallisches Seilführungselement (16) bilden.
Seilrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhälften (7, 8) radial innenliegend zumindest mittelbar sowohl eine radiale Abstützfläche (Seitenschenkel 10) als auch eine axiale Abstützfläche (Fortsatz 13) für mindestens ein Wälzlager bilden sowie Teil des Lagergehäuses (25) sind.
Seilrolle nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhälften (7, 8) zumindest in eine Richtung über ein Sicherungselement (22) zueinander formschlüssig gesichert sind, wobei das Sicherungselement (22) durch eine plastische Verformung zumindest einer Blechhälfte (7, 8) während der Verbindung der Blechhälften (7, 8) hergestellt ist.
Seilrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Seilführungselement (16) in eine von den Blechhälften (7, 8) radial außenliegend gebildete umlaufende Nut (15) eingespritzt ist oder in diese eingelegt ist.
Seilrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Seilführungselement (16) radiale und/oder axiale Vorsprünge (51) oder Vertiefungen aufweist, die formschlüssig in korrespondierende radiale und/oder axiale Vertiefungen (20) oder Vorsprünge zumindest einer der Blechhälften (7, 8) eingreifen.
Seilrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Blechhälften (7, 8) radial orientierte Aussparungen (Vertiefung 20) gebildet sind, in die Vorsprünge (51) des Seilführungselementes (16) formschlüssig eingreifen.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper als Zylinderrollen (32) ausgebildet sind.
Seilrolle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhälften (7, 8) radial innenliegend zwei axial orientierte Schenkel bilden (Seitenschenkel 10) bilden.
Seilrolle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenschenkel (10) radial nach innen orientierte Fortsätze (13) aufweisen.
Seilrolle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die radial nach innen orientierten Fortsätze (13) und die radial innenliegende Lauffläche (49) eine Dichtung (Dichtelement 26) zwischengeschaltet ist.
Seilrolle nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Seitenschenkel (10) und die Fortsätze (13) ein Laufring (27) geführt ist, dessen innere Mantelfläche die radial außenliegende Lauffläche (50) bildet.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lauffläche (49) eine Vertiefung (42) oder Tasche aufweist.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper in mindestens einem Laufkäfig (34) geführt sind.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Wälzlager in dem Lagergehäuse (25) ein Distanzelement (33) angeordnet ist.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufringelemente (35, 36) zumindest in eine Richtung über ein Sicherungselement (39, 40) zueinander formschlüssig gesichert sind, wobei das Sicherungselement (39, 40) durch eine plastische Verformung zumindest eines Laufringelements (35, 36) während der Verbindung der Laufringelemente (35, 36) hergestellt ist.
Seilrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (25) nach einer Montage der Lagereinheit (6) über einen Umformvorgang geschlossen wird.