DE102011077019A1

DE102011077019A1 - Riemenrolle für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011077019A1
Application number: DE102011077019A
Authority: DE
Inventors: Thomas Grabosch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-12-13

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Riemenrolle (1) für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend eine den Riemen führende Laufscheibe (3), ein Wälzlager mit einem in der Laufscheibe befestigten Außenring (2) und mit einem Innenring (5), einen Haltering (8) und eine Befestigungsschraube (4, 4'), die den Haltering an einer Axialposition innerhalb des Innenrings durchsetzt und die in Einschraubrichtung durch einen sich am Innenring axial abstützenden Schraubenkopf (9) und in Ausschraubrichtung durch einen sich am Haltering axial abstützenden Schraubenschaft verliersicher im Innenring gehaltert ist, sowie eine sich an einer der Außenstirnfläche gegenüberliegenden Innenstirnfläche des Innenrings axial abstützende Deckscheibe (7) zur Gegenhalterung des Halterings. Dabei sollen der Haltering und die Deckscheibe zu einem einteilig hergestellten Blechumformteil (11) zusammengefasst sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenrolle für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine. Die Riemenrolle umfasst eine den Riemen führende Laufscheibe, ein Wälzlager mit einem in der Laufscheibe befestigten Außenring und mit einem Innenring, einen Haltering und eine Befestigungsschraube, die den Haltering an einer Axialposition innerhalb des Innenrings durchsetzt und die in Einschraubrichtung durch einen sich an einer Außenstirnfläche des Innenrings axial abstützenden Schraubenkopf und in Ausschraubrichtung durch einen sich am Haltering axial abstützenden Schraubenschaft verliersicher im Innenring gehaltert ist, sowie eine sich an einer der Außenstirnfläche gegenüberliegenden Innenstirnfläche des Innenrings axial abstützende Deckscheibe zur Gegenhalterung des Halterings.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Riemenrolle ist aus der gattungsgemäßen DE 100 36 765 A1 vorbekannt. Dabei ist der als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellte Haltering für die Befestigungsschraube axial überstehend in den Wälzlager-Innenring eingepresst und im Bereich des Überstands axial formschlüssig mit der Deckscheibe verbunden.
Die DE 198 36 191 B4 zeigt eine Riemenrolle, bei der die verliersichere Halterung der Befestigungsschraube im Wälzlager-Innenring durch einen darin eingepressten, offenen Federring erfolgt, der einen im Durchmesser reduzierten Schaftabschnitt der Schraube axial formschlüssig umgreift. Eine das Wälzlager vor eindringenden Schmutzpartikeln schützende Deckscheibe ist dort jedoch nur seitens des Schraubenkopfs und nicht auf der Innenseite der Riemenrolle vorgesehen.
Bei der aus der DE 297 20 776 U1 bekannten Riemenrolle ist ebenfalls nur seitens des Schraubenkopfs eine Deckscheibe vorgesehen, die sich dort jedoch gleichzeitig bis in den Wälzlager-Innenring hinein erstreckt und die Funktion des Halterings für die Befestigungsschraube übernimmt. Die Deckscheibe ist zu diesem Zweck im Innenring eingepresst.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Riemenrolle der eingangs genannten Art im Hinblick auf eine möglichst kostengünstige Herstellbarkeit und einfache Montage der Einzelteile konstruktiv zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den abhängigen Ansprüchen entnehmbar sind. Demnach sollen der Haltering und die Deckscheibe zu einem einteilig hergestellten Blechumformteil zusammengefasst sein. Gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik sind also die Funktionen Verliersicherung der Befestigungsschraube und innenseitige Schmutzabdeckung des Wälzlagers in einem einzigen, kostengünstig herstellbaren und einfach zu montierenden Bauteil integriert. Da sich zudem dessen Deckscheibenteil in Ausschraubrichtung an der Innenseite der Riemenrolle abstützt, kann der herstell- und montagetechnisch aufwändig abzustimmende Pressverband des Halteringteils im Innenring entfallen.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Blechumformteil mit zumindest drei axial versetzten Stirnflächen im Durchmesser gestuft geformt ist. Dabei soll die erste Stirnfläche elastisch verformbare Vorsprünge umfassen, die einen Abschnitt des Schraubenschafts zwischen dem Schraubenkopf und einer Durchmesserstufe am Schraubenschaft axial formschlüssig umgreifen. Die zweite Stirnfläche soll an der Innenstirnfläche des Innenrings anliegen, und die dritte Stirnfläche soll einer seitens der Innenstirnfläche des Innenrings verlaufenden Innenstirnfläche der Laufscheibe beabstandet gegenüberliegen oder daran anliegen. Die Axialposition der ersten Stirnfläche soll ausreichend weit innerhalb des Innenrings verlaufen, so dass die Vorsprünge keinesfalls gegenüber der zweiten Stirnfläche axial überstehen, falls sie sich beim Durchstecken der Befestigungsschraube nicht nur elastisch sondern auch plastisch verformen. Denn dann könnte das erforderliche plane Anliegen der auch als Unterlegscheibe für die Schraubverbindung dienenden zweiten Stirnfläche am Innenring beeinträchtigt werden.
Die im Innenring mit Radialspiel behaftete Zentrierung des Halteringteils erfolgt zweckmäßigerweise an einem zylindrisch geformten Verbindungsabschnitt zwischen der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche.
Die der axial formschlüssigen Halterung der Befestigungsschraube dienende Durchmesserstufe am Schraubenschaft kann auf einfache Weise so gestaltet sein, dass es sich um den üblichen Gewindeauslauf in den gewindelosen Schaftabschnitt handelt. Dementsprechend umgreifen die elastischen Vorsprünge des Halteringteils den Schaftabschnitt auf einem Hüllkreis, dessen Durchmesser zur Erzeugung des axialen Formschlusses kleiner als der Gewindenenndurchmesser ist. Die Elastizität der Vorsprünge und die Durchmesserdifferenz sind zweckmäßigerweise derart, dass bei der Montage der Befestigungsschraube in die Riemenrolle das Schraubengewinde rotationsfrei durch die sich dabei elastisch verformenden Vorsprünge hindurch gesteckt werden kann. Dennoch kann auch ein zeitaufwändigeres Einschrauben der Befestigungsschraube hinter die Vorsprünge vorgesehen sein.
In einer hierzu alternativen Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass es sich bei der Durchmesserstufe am Schraubenschaft um einen gegenüber dem Schraubengewinde im Durchmesser erweiterten Übergang zwischen dem Schraubengewinde und dem gewindelosen Schaftabschnitt handelt. Dementsprechend umgreifen die Vorsprünge den Schaftabschnitt auf einem Hüllkreis, dessen Durchmesser größer als der Gewindenenndurchmesser ist. In diesem Fall kann das Schraubengewinde durch die Vorsprünge frei hindurch gesteckt werden, die erst auf dem erweiterten Übergang zum gewindelosen Schaftabschnitt elastisch verformt werden und unter Bildung des axialen Formschlusses dahinter zurückfedern. Gegenüber der zuvor erläuterten Ausgestaltung kann hierdurch eine Beschädigung der Gewindeoberfläche infolge Verkratzens verhindert und/oder die Montagezeit für das Hindurchstecken der Befestigungsschraube durch die Vorsprünge verkürzt werden.
Wenn zudem der Durchmesser des gewindelosen Schaftabschnitts kleiner als der Hüllkreisdurchmesser der Vorsprünge ist und folglich diese den Schaftabschnitt mit Radialspiel umgreifen, wird eine unerwünschte Zentrierung des Blechumformteils an der Befestigungsschraube verhindert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Riemenrollen dargestellt sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Riemenrolle im Längsschnitt;
2 das Blechumformteil gemäß 1 in perspektivischer Einzelteildarstellung;
3 die Befestigungsschraube gemäß 1 in perspektivischer Einzelteildarstellung und
4 eine Befestigungsschraube für ein zweites Ausführungsbeispiel einer Riemenrolle in schematischer Einzelteildarstellung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Bei der in 1 dargestellten Riemenrolle 1 handelt es sich um eine Umlenkrolle für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine. Die Riemenrolle 1 umfasst ein Wälzlager, hier in Form eines einreihigen Kugellagers mit beidseitiger Abdichtung, eine an dessen Außenring 2 mittels Kunststoffumspritzung befestigte Laufscheibe 3 zur Führung des Riemens, eine zentrale Befestigungsschraube 4 zum Anschrauben der Riemenrolle 1 an ein Gehäuse der Brennkraftmaschine, eine seitens der Außenstirnfläche des Innenrings 5 angeordnete äußere Deckscheibe 6 und, gegenüberliegend, eine seitens der Innenstirnfläche des Innenrings 5 angeordnete innere Deckscheibe 7 sowie einen Haltering 8, der gemeinsam mit der inneren Deckscheibe 7 die dargestellten Komponenten zu einer verliersicheren Baueinheit formschlüssig miteinander verbindet. In Einschraubrichtung stützt sich die Befestigungsschraube 4 mit ihrem Schraubenkopf 9, der neben einem im Innenring 5 verlaufenden Zentrierbund 10 radial auskragt, axial an der Außenstirnfläche des Innenrings 5 ab und haltert gleichzeitig die dazwischen liegende äußere Deckscheibe 6. In Ausschraubrichtung ist die Befestigungsschraube 4 verliersicher im Innenring 5 gehaltert, indem sich deren Schraubenschaft axial am Haltering 8 abstützt, der seinerseits durch die sich an der Innenstirnfläche des Innenrings 5 abstützende innere Deckscheibe 7 axial gegengehaltert ist. Erfindungsgemäß sind die innere Deckscheibe 7 und der Haltering 8 zu einem einzigen Blechteil 11 zusammengefasst, das aus einer dünnwandigen, hier etwa 0,4 mm starken Platine umgeformt ist.
Das in 2 vergrößert dargestellte Blechumformteil 11 ist mit drei axial versetzten Stirnflächen 12, 13 und 14 im Durchmesser gestuft geformt. Die erste Stirnfläche 12 ist aus fünf zungenförmigen, elastisch verformbaren Vorsprüngen 15 gebildet, die umfangsverteilt einen gewindelosen Abschnitt 16 des Schraubenschafts zwischen dem Schraubenkopf 9 und einer durch den Gewindeauslauf 17 gebildeten Durchmesserstufe am Schraubenschaft axial formschlüssig umgreifen (s. a. 3). Die Anzahl der Vorsprünge ist hinsichtlich der Schraubenmontage mit fünf zum einen groß genug, um eine Vielzahl schmaler und ausreichend elastischer Vorsprünge zu erhalten, und zum anderen klein genug, damit die Vorsprünge nicht zu filigran und empfindlich gegenüber plastischer Verformung sind. Der die erste Stirnfläche 12 mit der an der Innenstirnfläche des Innenrings 5 anliegenden zweiten Stirnfläche 13 verbindende Zylinderabschnitt 18 dient zur radialspielbehafteten Zentrierung des Halteringteils 8 im Innenring 5 und ist axial so bemessen, dass die Befestigungsschraube 4 den Halteringteil 8 bzw. die Vorsprünge 15 an einer axial vollständig innerhalb des Innenrings 5 verlaufenden Position durchsetzt. Auf diese Weise wird verhindert, dass selbst bei ungünstigster Bauteiltoleranzlage und gegebenenfalls plastischer Verformung der Vorsprünge 15 diese axial gegenüber der Anschraubfläche der Riemenrolle 1 vorstehen. Bei der Anschraubfläche handelt es sich um die Rückseite der zweiten Stirnfläche 13. Die dritte Stirnfläche 14 am Deckscheibenteil 7 liegt einer seitens der Innenstirnfläche des Innenrings 5 verlaufenden Innenstirnfläche der Laufscheibe 3 gegenüber, um mit der Laufscheibe 3 eine das Wälzlager abschirmende Spaltdichtung zu bilden. Eine derartige Spaltdichtung ist auf gleiche Weise gegenüberliegend durch die äußere Deckscheibe 6 gebildet.
Ein charakteristisches Merkmal des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die Gestaltung der Befestigungsschraube 4, die in 3 auch als Einzelteil dargestellt ist. Der axiale Formschluss zwischen den Vorsprüngen 15 und dem gewindelosen Schaftabschnitt 16 wird in diesem Fall dadurch erzeugt, dass die Vorsprünge 15 den Schaftabschnitt 16 auf einem in 2 gestrichelt dargestellten Hüllkreis D1 umgreifen, der kleiner als der mit M bezeichnete Gewindenenndurchmesser ist. Das bedeutet, dass die Vorsprünge 15 beim (rotationsfreien) Durchstecken der Befestigungsschraube 4 durch den Innenring 5 und den Halteringteil 8 elastisch auf das Gewindemaß M aufgeweitet werden, um anschließend hinter die Durchmesserstufe in Form des Gewindeauslaufs 17 zurückzufedern. Da der Durchmesser D2 des Schaftabschnitts 16 kleiner als der Hüllkreisdurchmesser D1 ist, umgreifen die Vorsprünge 15 den Schaftabschnitt 16 mit Radialspiel.
Die in 4 dargestellte Befestigungsschraube 4' ist für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen. Die mit den Vorsprüngen 15 zusammenwirkende Durchmesserstufe am Schraubenschaft ist in diesem Fall durch die Rückseite eines sich gegenüber dem Schraubengewinde im Durchmesser D3 erweiternden Übergangs 19 zwischen dem Schraubengewinde und dem gewindelosen Schaftabschnitt 16 gebildet, wobei die elastische Verformung der Vorsprünge 15 erst beim Hindurchführen des Übergangs 19 und nicht entlang des Gewindeabschnitts erfolgt. Konstruktiv ist also folgendes Durchmesserverhältnis vorgesehen: D3 > D1 > M. Auch in dieser Ausführung ist der Durchmesser D2 des Schaftabschnitts 16 kleiner als der Hüllkreisdurchmesser D1 der demgegenüber entsprechend radialspielbehafteten Vorsprünge 15.
Der im Durchmesser D3 erweiterte Übergang 19 ist zweckmäßigerweise axial so nah am Schraubenkopf 9 zu positionieren, dass die die Befestigungsschraube 4' aufnehmende Gewindebohrung im Gehäuse der Brennkraftmaschine ohne Ansenkung zur Aufnahme des Übergangs 19 ausgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Riemenrolle
2: Wälzlager-Außenring
3: Laufscheibe
4: Befestigungsschraube
5: Wälzlager-Innenring
6: äußere Deckscheibe
7: innere Deckscheibe/Deckscheibenteil
8: Haltering/Halteringteil
9: Schraubenkopf
10: Zentrierbund der Schraube
11: Blechumformteil (Haltering und Deckscheibe)
12: erste Stirnfläche des Blechumformteils
13: zweite Stirnfläche des Blechumformteils
14: dritte Stirnfläche des Blechumformteils
15: elastischer Vorsprung
16: gewindeloser Schraubenschaftabschnitt
17: Gewindeauslauf
18: Zylinderabschnitt des Blechumformteils
19: Übergang am Schraubenschaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10036765 A1 [0002]
DE 19836191 B4 [0003]
DE 29720776 U1 [0004]

Claims

Riemenrolle (1) für einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend eine den Riemen führende Laufscheibe (3), ein Wälzlager mit einem in der Laufscheibe (3) befestigten Außenring (2) und mit einem Innenring (5), einen Haltering (8) und eine Befestigungsschraube (4, 4'), die den Haltering (8) an einer Axialposition innerhalb des Innenrings (5) durchsetzt und die in Einschraubrichtung durch einen sich an einer Außenstirnfläche des Innenrings (5) axial abstützenden Schraubenkopf (9) und in Ausschraubrichtung durch einen sich am Haltering (8) axial abstützenden Schraubenschaft verliersicher im Innenring (5) gehaltert ist, sowie eine sich an einer der Außenstirnfläche gegenüberliegenden Innenstirnfläche des Innenrings (5) axial abstützende Deckscheibe (7) zur Gegenhalterung des Halterings (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (8) und die Deckscheibe (7) zu einem einteilig hergestellten Blechumformteil (11) zusammengefasst sind.
Riemenrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechumformteil (11) mit zumindest drei axial versetzten Stirnflächen (12, 13, 14) im Durchmesser gestuft geformt ist, wobei die erste Stirnfläche (12) elastisch verformbare Vorsprünge (15) umfasst, die einen Abschnitt (16) des Schraubenschafts zwischen dem Schraubenkopf (9) und einer Durchmesserstufe am Schraubenschaft axial formschlüssig umgreifen, wobei die zweite Stirnfläche (13) an der Innenstirnfläche des Innenrings (5) anliegt und wobei die dritte Stirnfläche (14) einer seitens der Innenstirnfläche des Innenrings (5) verlaufenden Innenstirnfläche der Laufscheibe (3) gegenüberliegt.
Riemenrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechumformteil (11) zwischen dessen erster Stirnfläche (12) und dessen zweiter Stirnfläche (13) zylindrisch geformt und mit Radialspiel im Innenring (5) zentriert ist.
Riemenrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Vorsprüngen (15) umgriffene Schaftabschnitt (16) gewindelos ist, wobei es sich bei der Durchmesserstufe am Schraubenschaft um den Gewindeauslauf (17) in den Schaftabschnitt (16) handelt und die Vorsprünge (15) den Schaftabschnitt (16) auf einem Hüllkreis umgreifen, dessen Durchmesser (D1) kleiner als der Gewindenenndurchmesser (M) ist.
Riemenrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Vorsprüngen (15) umgriffene Schaftabschnitt (16) gewindelos ist, wobei es sich bei der Durchmesserstufe am Schraubenschaft um einen gegenüber dem Schraubengewinde im Durchmesser (D3) erweiterten Übergang (19) zwischen dem Schraubengewinde und dem Schaftabschnitt (16) handelt und die Vorsprünge (15) den Schaftabschnitt (16) auf einem Hüllkreis umgreifen, dessen Durchmesser (D1) größer als der Gewindenenndurchmesser (M) ist.
Riemenrolle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D2) des Schaftabschnitts (16) kleiner als der Hüllkreisdurchmesser (D1) der Vorsprünge (15) ist.