DE102006039363A1 - Strip tension roller for a traction drive unit comprises a plastic running roller having a running surface with a physical vapor deposition coating - Google Patents

Strip tension roller for a traction drive unit comprises a plastic running roller having a running surface with a physical vapor deposition coating Download PDF

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Abstract

Strip tension roller (1) comprises a plastic running roller (3) having a running surface with a physical vapor deposition (PVD) coating.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bandspannrolle für einen Zugmitteltrieb, die im Betriebszustand kraftschlüssig an einem Zugmittel, insbesondere einem Riemen abgestützt ist. Die Bandspannrolle umfasst eine aus einem Kunststoff hergestellte, eine Lagerung umschließende Laufrolle. zur Befestigung der Bandspannrolle ist deren Lagerung mittelbar oder unmittelbar über eine Verschraubung an einem Maschinenteil befestigt.The The present invention relates to a belt tensioner for a Traction drive, which in the operating state non-positively to a traction means, in particular a belt supported is. The belt tensioner comprises a plastic made, a storage enclosing Caster. for mounting the belt tensioner is their storage directly or indirectly via a gland attached to a machine part.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bandspannrollen werden sowohl für Zahnriementriebe als auch für Keilriementriebe eingesetzt. Die Bandspannrollen schließen eine aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff, vorzugsweise einem polymeren Werkstoff hergestellte Laufscheibe ein, die eine Lagerung, einen Metallkörper umschließen. Derartige Bandspannrollen besitzen gegenüber metallischen Bandspannrollen einen Gewicht- und Kostenvorteil. Gebräuchliche polymere Werkstoffe für die Laufrolle, insbesondere thermoplastische Kunststoffe, laden sich jedoch elektrisch auf.Belt tensioners be both for Timing belt drives as well for V-belt drives used. The belt tensioners close one made of an electrically non-conductive plastic, preferably a polymeric Material manufactured running disk, which is a storage, a metal body enclose. such Belt tensioners have opposite metallic belt tensioners a weight and cost advantage. common polymeric materials for the roller, especially thermoplastics, load However, electrically.

Dabei erfolgt die Aufladung an den Kontaktflächen der Gleit- und/oder Reibpartner. Diese Aufladung kann zu einer nachteiligen Funkenentladung führen. Um die elektrostatischen Aufladungen zu verhindern, ist es bekannt, polymere Werkstoffe durch Zusatzstoffe elektrisch leitend auszubilden.there Charging occurs at the contact surfaces of the sliding and / or friction partners. This charge can lead to an adverse spark discharge. Around to prevent the electrostatic charges, it is known polymeric materials by additives electrically conductive form.

Diese auch als Antistatiker bezeichneten Stoffe bewirken eine gleichmäßige Verteilung der Ladungen auf der gesamten Oberfläche und eine Ableitung an die Umgebung. Zu diesen als Antistatiker bezeichneten Stoffe zählen unter anderem Graphit, Ruß und Metalle, die in Form von Pulver, Schuppen, Fäden oder Geweben dem Kunststoff zugesetzt werden. Die Abgabe von elektrischen Ladungen an die umgebende Atmosphäre ist abhängig von der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit und somit nicht konstant. Ein wesentlicher Nachteil von antistatischen polymeren Werkstoffen, die nicht elektrisch leitend sind, besteht in dem hohen Preis.These Also called anti-static substances cause a uniform distribution the charges on the entire surface and a derivative of the Surroundings. Among these substances referred to as antistatic include under other graphite, soot and Metals that are in the form of powder, dandruff, threads or tissues the plastic be added. The delivery of electrical charges to the surrounding the atmosphere depends on from the temperature and the relative humidity and thus not constant. A major disadvantage of antistatic polymers Materials that are not electrically conductive, consists in the high Price.

Aus der JP 2004-35 37 28 ist eine aus Kunstharz hergestellte Bandspannrolle bekannt. Als antistatische Zusatzstoffe ist gemäß diesem Dokument Kunstharz, Metallpuder aus Aluminium, Stahl, Nickel oder Graphit beigefügt.From the JP 2004-35 37 28 is a belt tensioner made of synthetic resin known. As antistatic additives according to this document resin, metal powder of aluminum, steel, nickel or graphite is attached.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Bandspannrolle zu realisieren, die eine elektrische Leitfähigkeit des Pulleys gewährleistet, die Wärmeleitung der Kunststoff-Laufrolle bzw. des Kunststoffpulleys verbessert sowie eine verschleißfeste Oberfläche des Laufprofils sicherstellt.Of the Invention is based on the object, a cost-effective belt tensioner to realize that ensures an electrical conductivity of the pulley, the heat conduction the plastic roller or plastic pulley improved and a wear-resistant surface ensures the running profile.

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist zumindest die Mantelfläche, bzw. das Laufprofil der Laufrolle mit einer PVD-Beschichtung versehen. Die PVD-Beschichtung (PVD = Physical Vapour Deposition) erfolgt in einer so genannten Prozesskammer, in der durch Vakuum das Bauteil vollständig oder partiell beschichtet wird. Bei diesem Verfahren wird die Beschichtung in einer definierten Zusammensetzung und spezi fischen Eigenschaften reproduzierbar im μm-Bereich aufgetragen. Vorteilhaft gewährleistet die PVD-Beschichtung eine elektrische Leitfähigkeit, wodurch die statischen Aufladungen des Zugmitteltriebs nicht zu einer Funktionsbeeinträchtigung oder Funktionsstörung von elektronischen Bauteilen führt, wie der Elektronik der Brennkraftmaschine oder der Fahrzeugelektronik.These Problem is solved by the features of claim 1. According to the invention is at least the lateral surface, or the running profile of the roller with a PVD coating provided. The PVD coating (PVD = Physical Vapor Deposition) takes place in a so-called process chamber, in which by vacuum the component Completely or partially coated. In this process, the coating becomes in a defined composition and properties reproducible in the μm range applied. Advantageously guaranteed The PVD coating has an electrical conductivity, eliminating the static Charges of the traction mechanism drive not to a functional impairment or malfunction of electronic components, such as the electronics of the internal combustion engine or the vehicle electronics.

Durch die erfindungsgemäße Beschichtung der Bandspannrolle stellt sich gleichzeitig eine thermische Isolierwirkung ein, was sich vorteilhaft auf die Betriebstemperatur und folglich auf die Lebensdauer der Bandspannrollenlagerung auswirkt. Vorteilhaft stellt sich weiterhin eine verbesserte Verschleißfestigkeit der Mantelfläche bzw. des Laufprofils der Bandspannrolle ein, da die PVD-Beschichtung eine deutlich höhere Härte als der verwendete Kunststoff der Laufrolle aufweist. Für Bandspannrollen, die starken Verschmutzungen oder extremen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, stellt sich mit der erfindungsgemäßen Beschichtung eine verbesserte Dauerfestigkeit ein. In vorteilhafter Weise kann die kostengünstig herstellbare, vorteilhaft ein geringes Gewicht aufweisende Kunststoff-Bandspannrolle weiter verwendet werden, wobei die erfindungsgemäße PVD-Beschichtung der Laufrolle entscheidende Verbesserungen bewirkt und gleichzeitig die von Fahrzeugherstellern geforderten Abstellmaßnahmen hinsichtlich statischer Aufladungen erfüllt.By the coating of the invention At the same time, a belt tensioner provides a thermal insulation effect a, which is beneficial to the operating temperature and consequently affects the life of the belt tensioner bearing. Advantageously Furthermore, an improved wear resistance of the lateral surface or of the running profile of the belt tensioner, since the PVD coating a clear higher Hardness as the plastic used has the roller. For belt tensioners, exposed to heavy pollution or extreme environmental conditions are, with the coating according to the invention an improved Fatigue resistance. Advantageously, the inexpensive producible, advantageously a low-weight plastic tape tensioner be further used, wherein the inventive PVD coating of the roller crucial improvements and at the same time those of vehicle manufacturers required parking measures with regard to static charges.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims 2 to 7th

Alternativ zu einer partiellen sich ausschließlich auf das Laufprofil beschränkenden PVD-Beschichtung bietet es sich weiterhin an, die Kunststoff-Laufrolle, bzw. den Kunstoff-Pulley allseitig zu beschichten.alternative to a partial limited exclusively to the running profile PVD coating, it continues to offer, the plastic roller, or to coat the plastic pulley on all sides.

Die PVD-Beschichtung bzw. die PACVD-Beschichtung (PACVD = Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) wird erfindungsgemäß in einer Schichtdicke von ≤ 1,5 μm partiell oder allseitig auf die Laufrolle aufgetragen. Diese Schichtdicke führt zu keiner Beeinflussung der Bandspannrollen-Geometriebe, wodurch der Zugmitteltrieb keinerlei Anpassung erfordert.According to the invention, the PVD coating or the PACVD coating (PACVD = Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition) is applied to the roller partially or on all sides in a layer thickness of ≦ 1.5 μm. This layer thickness leads to no influence on the belt tensioner geometry, whereby the traction mechanism drive no requires adaptation.

Die PVD-Beschichtung bzw. die PACVD-Beschichtung wird vorteilhaft so aufgebracht, dass sich ein elektrischer Widerstand kleiner 1000 Ohm, gemessen an dem Bauteil einstellt.The PVD coating or the PACVD coating is advantageously so applied so that an electrical resistance less than 1000 Ohm, measured on the component adjusts.

Weiterhin zeichnet sich die PVD-Beschichtung durch eine hohe Haftungsqualität aus, die folglich nicht zu einem nachteiligen Abblättern führt. Aufgrund der Oberflächenhärte der PVD-Beschichtung kommt es vorteilhaft selbst bei starken Verschmutzungsbedingungen nicht zu einem Abrieb bzw. Verschleiß der PVD-Beschichtung.Farther the PVD coating is characterized by a high adhesion quality, the consequently does not lead to adverse delamination. Due to the surface hardness of PVD coating is advantageous even in heavy soiling conditions not to abrasion or wear of the PVD coating.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, alle Bauteile der Bandspannrolle, d. h. einschließlich der Lagerung vollständig mit einer PVD-Beschichtung zu versehen. Diese komplette Beschichtung bietet sich an, um eine kostengünstige Beschichtung nach Fertigstellung der Bandspannrolle vorzunehmen. Gleichzeitig bietet die PVD-Beschichtung der Stahlteile der Lagerung einen wirksamen dauerhaften Korrosions- und Verschleißschutz.A Another embodiment of the invention provides, all components of Belt tensioner, d. H. including storage completely with a PVD coating to provide. This complete coating lends itself to a inexpensive coating make after completion of the belt tensioner. simultaneously The PVD coating of the steel parts of the bearing provides an effective permanent corrosion and wear protection.

Die PVD-Beschichtung ist unabhängig von der Geometrie der Lauffläche auf alle Kunststoff-Laufrollen übertragbar. Das heißt sowohl profilierte Laufflächen, wie glatte vollzylindrische Laufflächen als auch Laufflächen, die seitlich einen Bord bilden, eignen sich für die erfindungsgemäße PVD-Beschichtung.The PVD coating is independent from the geometry of the tread transferable to all plastic rollers. This means both profiled treads, like smooth solid cylindrical treads as well as treads that form a shelf laterally, are suitable for the PVD coating according to the invention.

Für die Lagerung der Bandspannrolle ist bevorzugt ein Wälzlager vorgesehen, dessen Außenring von der Laufrolle umschlossen ist. Zur Befestigung der Bandspannrolle ist eine Verschraubung vorgesehen, die mittelbar oder unmittelbar mit dem Innenring des Wälzlagers zusammenwirkt. Als Wälzlager eignen sich vorzugsweise einreihig oder mehrreihig aufgebaute Kugellager.For storage the belt tensioner roller is preferably provided a rolling bearing whose outer ring is enclosed by the roller. For fastening the belt tensioner a screw connection is provided, directly or indirectly with the inner ring of the rolling bearing interacts. As a rolling bearing are preferably single row or multi-row constructed ball bearings.

Alternativ zu einer wälzgelagerten Bandspannrolle schließt die Erfindung weiterhin ein Gleitlager ein, über das die Bandspannrolle drehbar gelagert ist.alternative to a roller bearing Belt tensioner closes the invention further includes a sliding bearing, via which the belt tensioner is rotatably mounted.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.to further explanation and for better understanding The present invention will be described with reference to exemplary embodiments on the attached Drawing closer described.

Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description an embodiment

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Bandspannrolle 1. Diese umfasst eine als Rillenkugellager ausgebildete Lagerung 2, die außenseitig von einer aus Kunststoff hergestellten Laufrolle 3 umschlossen ist. Die auch als Pulley zu bezeichnende Laufrolle 3 schließt eine Nabe 4 ein, die formschlüssig an einem Außenring 5 der Lagerung 2 befestigt ist. Koaxial zu der Nabe 4, radial beabstandet und über umfangsverteilt angeordnete Stege 6 sowie eine mittige Wandung 7 schließt die Laufrolle 3 eine die Mantelfläche der Bandspannrolle 1 bildende Lauffläche 8 ein. Im Betriebszustand ist die Bandspannrolle 1 über die Lauffläche 8 an einem Zugmittel 9, insbesondere einem Riemen abgestützt. Zur Erzielung einer wirksamen elektrischen Leitfähigkeit der Lauffläche 8 weist diese eine PVD-Beschichtung auf. Durch die Beschichtung der Lauffläche 8 bzw. einer vollständig, alle Bauteile der Bandspannrolle 1 umfassenden PVD-Beschichtung kann eine von statischen Aufladungen verursachte Funktionsbeeinträchtigung elektronischer Bauteile der Brennkraftmaschine oder der Fahrzeugs wirksam unterbunden werden. Die beschichtete Lauffläche 8 bewirkt außerdem eine thermische Isolierung, wodurch beispielsweise eine Wärmeentwicklung zwischen dem Zugmittel und der Lauffläche 8 der Laufrolle 3 vorteilhaft nicht auf die Lagerung 2 übertragen wird, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Lagerung 2 auswirkt. Die Befestigung der Bandspannrolle 1 erfolgt über einen Innenring 10 der als Rillenkugellager ausgebildeten Lagerung 2. Der vorteilhaft spanlos, insbesondere als Tiefziehteil gestaltete Innenring 10 bildet außenseitig eine umlaufende Laufbahn 11 für die Wälzkörper 12 der Lagerung 2. Ein Boden 13 des Innenrings 10 ist zentrisch mit einer Bohrung 14 versehen, die zur Aufnahme einer in der Fi gur nicht abgebildeten Verschraubung bestimmt ist, mit der die Bandspannrolle 1 beispielsweise an einem Gehäuse der Brennkraftmaschine lösbar befestigt ist.The single FIGURE shows a longitudinal section through an inventively designed tape tensioner 1 , This includes a trained as a deep groove ball bearing 2 on the outside of a plastic roller 3 is enclosed. The pulley to be called pulley 3 closes a hub 4 one, the form-fitting on an outer ring 5 storage 2 is attached. Coaxial to the hub 4 , Radially spaced and arranged circumferentially distributed webs 6 as well as a central wall 7 closes the roller 3 a the lateral surface of the belt tensioner 1 forming tread 8th one. In operation, the belt tensioner 1 over the tread 8th on a traction device 9 , in particular a belt supported. To achieve an effective electrical conductivity of the tread 8th this has a PVD coating. By coating the tread 8th or a complete, all components of the belt tensioner 1 comprehensive PVD coating can be prevented by a static charges functional impairment of electronic components of the internal combustion engine or the vehicle effectively. The coated tread 8th also causes thermal insulation, whereby, for example, a heat development between the traction means and the tread 8th the roller 3 beneficial not on storage 2 is transferred, which is beneficial to the life of the storage 2 effect. The attachment of the belt tensioner 1 takes place via an inner ring 10 the trained as a deep groove ball bearing 2 , The advantageous without cutting, especially designed as a deep-drawn part inner ring 10 forms outside a circumferential track 11 for the rolling elements 12 storage 2 , A floor 13 of the inner ring 10 is centric with a hole 14 provided, which is intended to receive a gur not shown in the fitting, with which the belt tensioner 1 for example, is releasably secured to a housing of the internal combustion engine.

11
BandspannrolleBelt tensioner
22
Lagerungstorage
33
Laufrollecaster
44
Nabehub
55
Außenringouter ring
66
Stegweb
77
Wandungwall
88th
Laufflächetread
99
Zugmitteltraction means
1010
Innenringinner ring
1111
Laufbahncareer
1212
Wälzkörperrolling elements
1313
Bodenground
1414
Bohrungdrilling

Claims (7)

Bandspannrolle für einen Zugmitteltrieb, umfassend eine aus einem Kunststoff hergestellte Laufrolle (3), die eine Lagerung (2) einschließt und die Bandspannrolle (1) über eine unmittelbar oder mittelbar mit der Lagerung (2) verbundenen Verschraubung an einem Maschinenteil lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine als Mantelfläche ausgebildete Lauffläche (8) der Laufrolle (3) eine PVD-Beschichtung aufweist.A belt tensioner for a traction drive, comprising a roller made of a plastic material ( 3 ), which is a storage ( 2 ) and the Belt tensioner ( 1 ) relating directly or indirectly to storage ( 2 ) screwed connection is releasably secured to a machine part, characterized in that at least one running surface formed as a lateral surface ( 8th ) of the roller ( 3 ) has a PVD coating. Bandspannrolle nach Anspruch 1, wobei die Laufrolle (3) allseitig eine PVD-Beschichtung einschließt.A belt tensioner according to claim 1, wherein the roller ( 3 ) includes a PVD coating on all sides. Bandspannrolle nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, bei der die Schichtdicke der partiell oder allseitig beschichteten Laufrolle ≤ 1,5 μm beträgt.A belt tensioner according to claim 1 or claim 2, in which the layer thickness of the partially or all-coated Roller ≤ 1.5 microns. Bandspannrolle nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, bei der die PVD-Beschichtung einen elektrischen Widerstand < 1000 Ohm gemessen an der Bandspannrolle aufweist.A belt tensioner according to claim 1 or claim 2, in which the PVD coating measured an electrical resistance <1000 ohms has on the belt tensioner. Bandspannrolle nach Anspruch 1, bei der alle Bauteile, einschließlich der Lagerung (2) vollständig eine PVD-Beschichtung aufweisen.A belt tensioner according to claim 1, wherein all components, including the bearing ( 2 ) completely have a PVD coating. Bandspannrolle nach Anspruch 1, die als Lagerung (2) ein Wälzlager umfasst, dessen Außenring (5) von der Laufrolle (3) umschlossen ist und zur Befestigung die Verschraubung mit einem Innenring (10) des Wälzlagers zusammenwirkt.A belt tensioner according to claim 1, which is used as a storage ( 2 ) comprises a rolling bearing whose outer ring ( 5 ) of the roller ( 3 ) and for fastening the screw with an inner ring ( 10 ) of the rolling bearing cooperates. Bandspannrolle nach Anspruch 1, die als Lagerung (2) ein von der Laufrolle (3) umschlossenes Gleitlager umfasst.A belt tensioner according to claim 1, which is used as a storage ( 2 ) one of the roller ( 3 ) enclosed slide bearing comprises.
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