DE102006010590A1

DE102006010590A1 - Riemenscheibe für einen Zugmitteltrieb

Info

Publication number: DE102006010590A1
Application number: DE200610010590
Authority: DE
Inventors: Bernard Dipl.Ing. Nicola
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: WO2007101771A1; DE102006010590B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe (1a) für einen Zugmitteltrieb, umfassend eine spanlos hergestellte, zwei Halbschalen (8a) einschließende Laufscheibe (7a). Jede Halbschale (8a) ist dabei über eine Nabe (9a) formschlüssig mit einem Außenring (6) des Wälzlagers (2) verbunden. Im Einzelbauzustand sind die Halbschalen (8) über einen Mittelsteg (11) gegeneinander abgestützt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Riemenscheibe für einen Zugmitteltrieb, die eine spanlos hergestellte Laufscheibe umfasst. Der Aufbau sieht vor, dass die Laufscheibe über eine Nabe mit einem Wälzlager verbunden ist, über das die Riemenscheibe drehbar gelagert ist. Außenseitig bildet die Laufscheibe eine Mantelfläche, die im Betriebszustand zumindest teilweise von einem Zugmittel umschlossen ist.
Hintergrund der Erfindung
Bekannte Riemenscheiben sind über handelsübliche Wälzlagerungen drehbar gelagert, wobei vorzugsweise ein Außenring des Wälzlagers mittels einer Presspassung in die zentrische Nabe einer Laufscheibe eingepresst ist. Bei dieser Bauart besteht die Gefahr, dass bei einem nachteiligen ungünstigen Zusammentreffen von Fertigungstoleranzen, insbesondere der Laufscheibe, ein selbsttätiges Abwandern bzw. Lösen der Laufscheibe von dem Wälzlagerring eintreten kann.
Weiterhin sind Riemenscheiben mit einer mehrteilig aufgebauten Laufscheibe bekannt. Dazu sind zwei Halbschalen, die gemeinsam die Laufscheibe bilden, vorzugsweise vernietet, radial verstemmt oder auch stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Schweißung oder Lötung verbunden. Zur Lagefixierung und gleichzeitiger axialer Sicherung bietet es sich an, die Halbschalen jeweils mit einem Bord zu versehen, der sich stirnseitig an dem Wälzlager-Außenring abstützt. Die Nietung bzw. alle übrigen Maßnahmen, mit denen die Halbschalen der Laufscheibe zusammengefasst werden, verursachen eine Beschädigung der beschichteten Laufscheibe, wodurch die Gefahr besteht, dass diese bedingt durch eine Korrosion beschädigt und vorzeitig ausfallen.
Das Dokument US 38 33 278 A offenbart eine spanlos geformte Laufscheibe, deren Nabe an einem Innenring des Wälzlagers positioniert und fixiert ist. Dieses Konzept erhöht aufgrund der aufwändigen Querschnittsform die Herstellkosten und erschwert die Montage der Laufscheibe. erschwert, da einerseits die Lagerringe zu fertigen und zu montieren sind,
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dauerfeste Befestigung der Laufscheibe an dem Wälzlager zu realisieren, um die Betriebssicherheit der Riemenscheibe zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung dieser Problemstellung umfasst die Riemenscheibe erfindungsgemäß zwei spiegelbildlich zusammengefügte Halbschalen, die gemeinsam die Laufscheibe bilden. Im Einbauzustand sind die Laufscheiben über einen weitestgehend radial ausgerichteten Mittelsteg abgestützt, der die Nabe mit der Mantelfläche verbindet. Die Befestigung jeder Halbschale erfolgt im Bereich der Nabe über eine formschlüssige Fixierung an dem Außenring des Wälzlagers.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.
Eine bevorzugte Befestigung der Halbschalen sieht vor, dass deren Naben zumindest partiell radial nach innen ausgerichtete Sicken aufweisen, die im Einbauzustand formschlüssig in korrespondierend angeordnete Ausnehmungen des Wälzager-Außenrings eingreifen.
Alternativ dazu bietet es sich an, in die Naben der Halbschalen spanlos eine Ringnut einzuformen, die mit entsprechenden Umlaufnuten bzw. Ausnehmungen des äußeren Wälzlagerrings zusammenwirken.
Weiterhin schließt die Erfindung eine Laufscheibe ein, bei der jede Nabe der Halbschale axial beabstandete Sicken und/oder Ringnuten aufweist. Entsprechend der Lage von den Sicken und/oder Ringnuten der Halbschale im Bereich der Nabe ist der Außenring des Wälzlagers, zur Erzielung einer formschlüssigen Verrastung mit entsprechend angeordneten Ausnehmungen versehen. Durch die doppelreihige Anordnung der Befestigungsmittel kann eine verbesserte Lagefixierung der Halbschale an dem Wälzlager-Außenring erzielt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Halbschalen sieht vor, dass diese ein C-förmig oder ein U-förmig gestaltetes Querschnittsprofil bilden. Der innere Schenkel dient dabei als Nabe und steht im Einbauzustand kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Außenkontur des Wälzlager-Außenrings in Verbindung. Der äußere Schenkel der C- bzw. U-förmig gestalteten Laufscheibe bildet eine Hälfte der Laufscheiben-Mantelfläche auf der im Einbauzustand das Zugmittel geführt ist.
Abweichend zu der zuvor beschriebenen Laufscheibengestaltung bietet es sich an, dass jede Halbschale im Bereich der Mantelfläche jeweils endseitig einen radial nach außen gerichteten Bord bilden. Im Einbauzustand der Riemenscheibe dient dieser, eine Axialbegrenzung darstellende Bord als Führung des Zugmittels.
Unabhängig von der Gestaltung der Halbschalen im Bereich der Mantelfläche bietet es sich an, die Nabe axial soweit zu verlängern, dass ein endseitig radial nach innen gerichteter Bord sich stirnseitig an dem Außenring des Wälzlagers abstützt. Diese Formgebung bildet neben einer definierten Einbaulage der Halbschalennabe eine Vorabdichtung für das Wälzlager. Dazu ist der Bord unter Einhaltung eines Ringspaltes bis an die Außenkontur bzw. Mantelfläche der Achse geführt, auf der die Riemenscheibe wälzgelagert ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Riemenscheibe, bezieht sich auf eine verbesserte kraftschlüssige Befestigung der Halbschale an dem Wälzlager-Außenring. Dazu bietet es sich an, einen sich zwischen der Nabe und dem Mittelsteg der Halbschale einstellenden Winkel „α" > als 90° ausbilden. Diese Maßnahme bewirkt, dass die bevorzugt im Endbereich der Nabe angebrachte Sicke oder Ringnut im Einbauzustand mit einer ausreichenden Vorspannung in die entsprechende Ringnut oder Ausnehmung des Wälzlager-Außenrings verschnappt.
Eine kostengünstige Herstellung der Laufscheibe sieht vor, dass diese Bauteile spanlos durch ein Tiefziehverfahren aus Blech hergestellt werden. Das dabei eingesetzte Verfahren schließt gleichzeitig das Anformen der Sicken und/oder der Ringnut ein und erfordert keinerlei weitere Nacharbeit. Alternativ dazu kann zur Herstellung der Halbschalen ein Fließpressverfahren eingesetzt werden.
Eine verbesserte Versteifung der Halbschalen kann erzielt werden, indem die Wandstärke der Halbschale im Bereich der Nabe die Wandstärken übriger Halbschalenabschnitte übertrifft.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigen:
1: eine erfindungsgemäße Riemenscheibe im Einbauzustand, bei der die Halbschalen im Bereich der Mantelfläche radial nach außen gerichtete Borde einschließen;
2: in einem vergrößertem Maßstab ein Detail der 1;
3: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Laufschale eine zylindrische Außenkontur ohne Bord einschließt;
4: eine weitere erfindungsgemäße Laufscheibe als Einzelteil.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Riemenscheibe 1a, die über ein Wälzlager 2 auf einer Achse 3 drehbar gelagert ist. Das Wälzlager 2 ist als Doppelrillen-Kugellager ausgeführt, wobei die Wälzkörper 2 innenseitig in versetzten Laufbahnen 4a, 4b der Achse 3 und außenseitig in korrespondierende Laufbahnen eines Außenrings 6 geführt sind. Als Laufscheibe 7a schließt die Riemenscheibe 1a Halbschalen 8a ein, die jeweils spanlos, bevorzugt durch ein Tiefziehverfahren hergestellt sind. Jede Halbschale 8a bildet innenseitig eine Nabe 9a sowie außenseitig eine Mantelfläche 10a, an der in Verbindung der weiteren Mantelfläche 10a der benachbarten Halbschale 8a ein in 1 nicht abgebildetes Zugmittel geführt ist. Endseitig radial nach außen gerichtete Borde 12 der Halbschalen 8a dienen im Einbauzustand zur Führung des Zugmittels. Die Mantelfläche 10a verläuft radial beabstandet, konzentrisch zur Nabe 9a und ist dabei über einen Mittelsteg 11 verbunden. Die Gestaltung beider Halbschalen 8a sieht vor, dass diese spiegelbildlich angeordnet, im Einbauzustand über den Mittelsteg 11 gegeneinander abgestützt sind. Zur Schaffung einer betriebssicheren Befestigung der Laufscheibe 7a an dem Außenrings 6 des Wälzlagers 2 sind die Nabe 9a beider Halbschalen 8a formschlüssig mit dem Außenring 6 befestigt.
Einzelheiten der formschlüssigen Verbindung zwischen der Laufscheibe 7a und dem Außenring 6 verdeutlicht die 2, die diese Details in einem größeren Maßstab darstellt. Die Naben 9a weisen übereinstimmend eine radial nach innen gerichtete Sicke 13 auf, die in korrespondierende Ausnehmungen 14 des Außenrings 6 eingreifen. Durch partiell umfangsverteilt symmetrisch angeordnete Ausnehmungen 14, die mit ebenfalls partiellen Sicken 13 der Nabe 9a zusammenwirken wird gleichzeitig eine wirksame Relativverdrehung zwischen der Laufscheibe 7a und dem Außenring 6 des Wälzlagers 4 erzielt. Alternativ zu der in 2 abgebildeten gerundet gestalteten Sicke 13 bietet es sich an, eine Ringnut in die Nabe 9a einzuformen, die in eine korrespondierende, vorzugsweise als Umlaufnut gestaltete Ausnehmung 14 des Außenrings 6 eingreift. Jede Nabe 9a ist weiterhin endseitig mit einem radial nach innen gerichteten Bord 16 versehen, der gemäß 1 unter Einhaltung eines Ringspaltes 15 bis an die Außenkontur bzw. an die Mantelfläche der Achse 3 geführt ist. Damit bewirken die Borde 16 eine Vordichtung für das Wälzlager 2.
Die 3 zeigt die Riemenscheibe 1b, deren Wälzlager 2 übereinstimmt mit dem in 1 abgebildeten Wälzlager. Die Laufscheibe 7b umfasst die Halbschalen 8b, die vergleichbar der Laufscheibe 7b gemäß 1 über die Naben 9b mittels Sicken 13 und Ausnehmungen 14 mit dem Außenring 6 des Wälzlagers 2 verbunden sind. Die Gestaltung der Mittelstege 11 der Halbschalen 8b sieht vor, dass diese ausschließlich außenseitig im Bereich der Mantelfläche 10b gegeneinander abgestützt sind. Die Mantelfläche 10b ist vollzylindrisch, d. h. ohne endseitig nach außen gerichtete Borde.
In 4 ist die Laufscheibe 7c als Einzelteil abgebildet, bestehend aus zwei Halbschalen 8c, die außenseitig gemeinsam die von Borden 12 begrenzte Mantelfläche 10c bilden. Die Naben 9c weisen im Gegensatz zu den Halbschalen 8a gemäß 1 endseitig keinen Bord 16 auf. Zur Schaffung einer ausreichenden kraftschlüssigen Abstützung der Nabe 9c an der Achse 3 im Einbauzustand, ist ein Winkel „α", der sich zwischen der Nabe 10 und dem Mittelsteg 11 einstellt, > 90° ausgebildet, zur Schaffung einer stets konstanten Abstützung der Nabe 9c an der Mantelfläche der Achse 3.

1a: Riemenscheibe
1b: Riemenscheibe
2: Wälzlager
3: Achse
4a: Laufbahn
4b: Laufbahn
5: Wälzkörper
6: Außenring
7a: Laufscheibe
7b: Laufscheibe
7c: Laufscheibe
8a: Halbschale
8b: Halbschale
8c: Halbschale
9a: Nabe
9b: Nabe
9c: Nabe
10a: Mantelfläche
10b: Mantelfläche
10c: Mantelfläche
11: Mittelsteg
12: Bord
13: Sicke
14: Ausnehmung
15: Ringspalt
16: Bord

Claims

Riemenscheibe für einen Zugmitteltrieb, umfassend eine spanlos hergestellte Laufscheibe (7a, 7b, 7c), an dessen Mantelfläche (10a, 10b, 10c) ein Zugmittel geführt ist und die über eine Nabe (9a, 9b, 9c) mit einem Wälzlager (2) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufscheibe (7a, 7b, 7c) zwei zusammengefügte Halbschalen (8a, 8b, 8c) einschließt, die im Einbauzustand über einen die Nabe (9a, 9b, 9c) mit der Mantelfläche (10a, 10b, 10c) verbindenden Mittelsteg (11) abgestützt sind, wobei zur Befestigung jede Halbschale (8a, 8b, 8c) im Bereich der Nabe (9a, 9b, 9c) zumindest formschlüssig an einem Außenring (6) des Wälzlagers (2) fixiert ist.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei die Halbschale (8a, 8b, 8c) im Bereich der Nabe (9a, 9b, 9c) zumindest partiell radial nach innen ausgerichtete Sicken (13) aufweist, die formschlüssig in korrespondierend angeordnete Ausnehmungen (14) des Außenrings (6) verrasten.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei die Naben (9a, 9b, 9c) der Halbschalen (8a, 8b, 8c) zur Befestigung eine Ringnut bilden, die mit entsprechenden Umlaufnuten des Außenrings (6) zusammenwirken.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, bei der die Nabe (9a, 9b, 9c) jeder Halbschale (8a, 8b, 8c) mit axial beabstandete Sicken (13) und/oder Ringnuten versehen ist, die in entsprechende Ausnehmungen (14) des Außenrings (6) verrasten.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, bei der die Halbschale (8b) der Laufscheibe (7b) ein C-förmig gestaltetes Querschnittsprofil bildet, wobei die Nabe (9b) parallel zu der Mantelfläche (10b) verläuft.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, deren Halbschale (8a, 8c) endseitig im Bereich der Mantelfläche (10a, 10c) jeweils einen radial nach außen gerichteten Bord (12) einschließt.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei die Nabe (9a) der Halbschale (8a) einstückig mit einem radial nach innen gerichteten Bord (16) verbunden ist, der im Einbauzustand den Außenring (6) des Wälzlagers (2) stirnseitig abdeckt.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, deren Halbschale (8c) einen Winkel „α" > 90° zwischen der Nabe (9c) und dem Mittelsteg (11) einschließt.
Riemenscheiben nach Anspruch 1, bei der die Halbschalen (8a, 8b, 8c) der Laufscheiben (7a, 7b, 7c) spanlos durch ein Tiefziehverfahren aus Stahlblech hergestellt sind.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, bei der zur Herstellung der Halbschalen (8a, 8b, 8c) ein Fließpressverfahren vorgesehen ist.
Riemenscheibe nach Anspruch 1, wobei eine Wandstärke der Nabe (9a, 9b, 9c) die Wandstärke der übrigen Bereiche der Halbschale (8a, 8b, 8c) übertrifft.