DE102019202146A1

DE102019202146A1 - Riemenscheibenvorrichtung insbesondere für eine Spannrolle oder eine Laufrolle

Info

Publication number: DE102019202146A1
Application number: DE102019202146.8A
Authority: DE
Inventors: Benoit Arnault; Mickael Chollet; Kévin Lefort; Simon Prevost
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-08-20
Also published as: US20200263777A1; CN111577847A; US11346436B2

Abstract

Die Riemenscheibenvorrichtung (1) umfasst eine Riemenscheibe (2) und ein Lager (3). Die Riemenscheibe (2) hat zwei im Querschnitt C-förmige Riemenscheibenteile (17, 18). Die Riemenscheibenteile (17, 18) weisen jeweils einen inneren Abschnitt (22, 30), einen äußeren zylindrischen Abschnitt (19, 27) und einen radialen Zwischenabschnitt (25, 33) auf. Der Zwischenabschnitt (25, 33) hat im Querschnitt eine Gesamtform eines Kreisbogens.

Description

TECHNISCHES UMFELD DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Umfeld der Riemenscheibenvorrichtungen für Spannrollen oder Laufrollen, die dazu ausgebildet sind, mit einer Kette oder einem Riemen, beispielsweise einem Antriebsriemen einer Verbrennungsmaschine eines Fahrzeugs, zusammenzuwirken.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Derartige Rollen werden üblicherweise verwendet, um eine konstante Spannung auf den Riemen oder die Kette in einem vorgegebenen Bereich auszuüben, oder um lokal den Weg, der von der Kette oder dem Riemen genommen wird, zu ändern. Diese werden Spannrollen bzw. Laufrollen genannt. Bei Laufrollen wird die Riemenscheibe derart befestigt, dass sie an einer Schraube oder einer Spindel mittels eines Wälzlagers rotiert, wobei die Rolle dann direkt oder indirekt an dem Motorblock oder an einem Element einer Spannrollenvorrichtung, beispielsweise einem Gelenkarm oder einem Exzenter, angebracht ist.
Das Dokument GB 190509598 offenbart eine Riemenscheibe mit männlichen und weiblichen überlappenden Teilen, die ineinander verzahnt sind und einen zylindrischen äußeren Abschnitt bilden, der dazu gedacht ist, in Kontakt mit einem Riemen zu sein.
Ein Hauptnachteil dieser Riemenscheibe ist, dass eine ringförmige Aussparung an dem äußeren Abschnitt ausgebildet ist, die dazu ausgelegt ist, den Riemen zu tragen, wenn der männliche und weibliche Teil aneinander befestigt werden. Es besteht deshalb die Gefahr eines verfrühten Verschleißes des Riemens.
Es ist ebenfalls aus dem Dokument GB 141 829 eine Riemenscheibe bekannt, die ein umfängliches Teil, das dazu gedacht ist, in Kontakt mit dem Riemen zu sein, ein inneres Teil und ein Zwischenteil, zwischen dem inneren und äußeren Teil, umfasst. Die Riemenscheibe wird an dem Außenring des Lagers festgezogen, aber die Riemenscheibe kann sich axial leicht während der Lebensdauer der Riemenscheibenvorrichtung bewegen. Darüber hinaus kann bei einer derartigen offenbarten Riemenscheibe der äußere Teil nach radial innen deformiert werden, indem er sich unter der Einwirkung des Riemens verbiegt.
Es wurde in dem Dokument DE 20 2005 011 230 U1 vorgeschlagen, einen Dämpfungsring innerhalb einer C-förmigen Riemenscheibe aufzunehmen, wobei das Dämpfungselement dazu gedacht ist, Schwingungen des Riemens zu dämpfen, und geeignet ist, die radial nach innen gerichtete Deformation des äußeren Abschnitts der Riemenscheibe zu begrenzen. Dennoch kann sich die Riemenscheibe immer noch unter starken Lasten deformieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden, indem eine Riemenscheibe vorgeschlagen wird, die leicht an einem Lager einzubauen ist, eine gute Steifigkeit hat, dazu ausgelegt ist, einen verfrühten Verschleiß des Riemens zu vermeiden, und eine effiziente Halterung für den Riemen erlaubt.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Riemenscheibenvorrichtung, die für eine Riemen- oder Kettenspannrolle oder Laufrolle geeignet ist, die ein Lager und eine Riemenscheibe umfasst.
Das Lager umfasst einen rotierbaren Außenring und einen feststehenden Innenring, wobei die Ringe koaxial sind.
Die Riemenscheibe umfasst zumindest einen Riemenscheibenteil, der im Querschnitt eine C-förmige Gesamtform aufweist, und einen inneren Abschnitt mit einer inneren Fläche, die an einer äußeren zylindrischen Fläche des Außenrings des Lagers angebracht ist, einen äußeren zylindrischen Abschnitt mit einer äußeren zylindrischen Fläche, die dazu gedacht ist, in Kontakt mit dem Riemen oder der Kette zu sein, und einen radialen Zwischenabschnitt, der sich im Wesentlichen radial zwischen axialen Enden des inneren und äußeren Abschnitts an einer axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung erstreckt, hat, wobei der Riemenscheibenteil einstückig ausgebildet ist und ein offenes Ende an einer axialen Seite gegenüber dem Zwischenabschnitt definiert.
Gemäß der Erfindung hat der Zwischenabschnitt im Querschnitt eine Gesamtform eines Kreisbogens.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwingend sind, kann eine derartige Riemenscheibenvorrichtung eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:

- Das Lager ist ein Wälzlager, wobei zumindest eine Reihe von Wälzkörpern radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist.
- Die Wälzkörper sind Kugeln.
- Die Wälzkörper sind umfänglich gleich beabstandet und werden durch einen ringförmigen Käfig gehalten.
- Die Riemenscheibe ist durch nur ein einzelnes Riemenscheibenteil ausgebildet.
- Die Riemenscheibe umfasst zwei C-förmige Riemenscheibenteile, die an der äußeren zylindrischen Fläche des Außenrings des Lagers angebracht sind, wobei offene Enden der zwei Riemenscheibenteile axial einander gegenüberliegen, wobei freie Enden der äußeren Abschnitte der Riemenscheibenteile in axialer Anlage sind.
- Die zwei Riemenscheibenteile sind symmetrisch hinsichtlich einer quer verlaufenden Radialebene, die durch die Mitte des Lagers verläuft.
- Die äußeren Abschnitte der Riemenscheibenteile haben eine größere axiale Länge als die der inneren Abschnitte, wobei die äußeren Abschnitte axial an zumindest einer axialen Seite der inneren Abschnitte auskragen.
- Der Riemenscheibenteil ist aus einem geprägten Metallblech oder Rohling hergestellt.
- Das Verhältnis zwischen der Materialdicke des Zwischenabschnitts und der Materialdicke des inneren Abschnitts des Riemenscheibenteils ist strikt größer als 1.
- Das Verhältnis zwischen der Materialdicke des Zwischenabschnitts und der Materialdicke des inneren Abschnitts des Riemenscheibenteils liegt zwischen 1,1 und 1,5 und ist vorzugsweise gleich 1,25.
- Der äußere zylindrische Abschnitt und der Zwischenabschnitt des Riemenscheibenteils haben die gleiche Dicke.

Figurenliste
Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den angehängten Figuren als illustratives Beispiel erklärt, ohne den Gegenstand der Erfindung einzuschränken. In den angehängten Figuren:

1 ist ein axialer Schnitt durch eine Riemenscheibenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
2 ist ein axialer Schnitt durch einen Riemenscheibenteil, der an der Riemenscheibenvorrichtung aus 1 bereitgestellt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINIGEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die Riemenscheibenvorrichtung 1, die in den 1 bis 3 dargestellt ist, ist für eine Riemen- oder Kettenspannrolle oder Laufrolle geeignet, und umfasst eine Riemenscheibe 2, die dazu ausgelegt ist, mit einem Riemen oder einer Kette (nicht gezeigt) zusammenzuwirken, und ein Wälzlager 3 mit einer geometrischen Achse XI.
Das Wälzlager umfasst einen feststehenden Innenring 4 und einen rotierbaren Außenring 5, zwischen denen zwei Reihen von Wälzkörpern 6 und 7, die in diesem Fall Kugeln sind, zwei ringförmige Käfige 8, 9, die jeweils die umfängliche Beabstandung der Wälzkörper 6, 7 beibehalten, und zwei ringförmige Dichtungen 10, 11 aufgenommen sind.
Der Innenring 4 und der Außenring 5 sind konzentrisch und symmetrisch hinsichtlich einer quer verlaufenden Radialebene Y3, die durch die Mitte des Wälzlagers 3 verläuft. Die Ringe 4, 5 sind vorzugsweise massiv. Als massiv ist zu verstehen, wenn ein Ring durch maschinelle Bearbeitung mit der Entfernung von Material, durch maschinelles Bearbeiten, Schleifen, aus einem Metallröhrenschaft, Stangenrohling, geschmiedeten Rohlingen und/oder gewalzten Rohlingen hergestellt ist.
Der Innenring 4 weist eine Bohrung 12 auf, die dazu gedacht ist, eine Befestigungsschraube 13 (in gestrichelter Linie) aufzunehmen, um die Vorrichtung 1 an einem äußeren Träger zu befestigen. Der Innenring umfasst weiterhin eine äußere zylindrische Fläche 14, an der toroidale kreisförmige Laufbahnen ausgebildet sind, wobei die Laufbahnen im Querschnitt ein konkaves inneres Profil aufweisen, das an die Wälzkörper 6, 7 angepasst ist.
Der Außenring 5 umfasst eine zylindrische Bohrung 15, an der kreisförmige toroidale Laufbahnen ausgebildet sind, wobei die Laufbahnen im Querschnitt ein konkaves inneres Profil haben, das dazu ausgelegt ist, die Wälzkörper 6, 7 aufzunehmen. Der Außenring 5 umfasst weiterhin eine äußere zylindrische Fläche 16.
Die Riemenscheibe 2 hat zwei Riemenscheibenteile 17, 18, die beide im Querschnitt eine C-förmige Gesamtform haben.
Der erste Riemenscheibenteil 17 umfasst einen axialen ringförmigen äußeren Abschnitt 19, der eine zylindrische Außenfläche 20 bereitstellt, die dazu ausgelegt ist, mit einem Teil des Riemens oder der Kette zusammenzuwirken, und eine zylindrische Innenfläche oder Bohrung 21.
Der erste Riemenscheibenteil 17 umfasst auch einen axialen ringförmigen inneren Abschnitt 22, der eine innere Fläche oder Bohrung 23 bereitstellt, in der die äußere zylindrische Fläche 16 des Außenrings 5 des Lagers 3 angebracht ist, und eine Außenfläche 24.
Der äußere Abschnitt 19 hat einen größeren Durchmesser als der innere Abschnitt 22, wobei der äußere Abschnitt 19 radial den inneren Abschnitt 22 umgibt. Vorteilhafterweise hat der äußere Abschnitt 19 eine größere axiale Länge als der innere Abschnitt 22, wobei der äußere Abschnitt 19 axial an zumindest einer axialen Seite des inneren Abschnitts 22 auskragt.
Der erste Riemenscheibenteil 17 weist weiterhin einen ringförmigen radialen Zwischenabschnitt 25 auf, der sich im Wesentlichen radial zwischen axialen Enden des inneren und äußeren Abschnitts 22, 19 an einer ersten axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung 1 erstreckt.
Der erste Riemenscheibenteil 17 hat dann im Querschnitt eine C-förmige Gesamtform, die ein offenes Ende 26 an einer axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung 1 definiert. Der erste Riemenscheibenteil 17 ist einstückig ausgebildet.
Der zweite Riemenscheibenteil 18 weist einen ringförmigen axialen äußeren Abschnitt 27 auf, der eine zylindrische äußere Fläche 28 bereitstellt, die ausgelegt ist, mit einem Teil des Riemens oder der Kette zusammenzuwirken, und eine zylindrische innere Fläche oder Bohrung 29.
Der zweite Riemenscheibenteil 18 weist auch einen axialen ringförmigen inneren Abschnitt 30 auf, der eine innere Fläche oder Bohrung 31 bereitstellt, in der die äußere zylindrische Fläche 16 des Außenrings 5 des Lagers 3 angebracht ist, und eine Außenfläche 32.
Der äußere Abschnitt 27 hat einen größeren Durchmesser als der innere Abschnitt 30, wobei der äußere Abschnitt 27 radial den inneren Abschnitt 30 umgibt. Vorzugsweise hat der äußere Abschnitt 27 eine größere axiale Länge als der innere Abschnitt 30, wobei der äußere Abschnitt 27 axial an zumindest einer axialen Seite des inneren Abschnitts 30 auskragt.
Der zweite Riemenscheibenteil 18 weist weiterhin einen ringförmigen radialen Zwischenabschnitt 33 auf, der sich im Wesentlichen radial zwischen axialen Enden des inneren und äußeren Abschnitts 30, 27 an einer zweiten axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung 1 erstreckt, wobei die zweite axiale Seite axial der ersten axialen Seite gegenüberliegt.
Der zweite Riemenscheibenteil 18 hat dann im Querschnitt eine C-förmige Gesamtform, die ein offenes Ende 34 an einer axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung 1 definiert. Der zweite Riemenscheibenteil 18 ist einstückig ausgebildet.
Vorzugsweise sind beide Riemenscheibenteile 17, 18 aus einem dünnen Metallblech oder Rohling durch Falten, Schneiden oder Stanzen hergestellt.
Vorzugsweise sind die zwei C-förmigen Riemenscheibenteile 17, 18 zueinander hinsichtlich der radialen Ebene Y3 symmetrisch. Die freien Enden der äußeren Abschnitte 19, 27 des ersten und zweiten Riemenscheibenteils 17, 18 kommen jeweils in einer axialen Richtung in Kontakt, wobei die offenen Enden 26, 34 axial zueinander offen sind. Die zwei äußeren zylindrischen Flächen 20, 28 bilden eine Fläche, die dazu gedacht ist, mit dem Riemen oder der Kette zusammenzuwirken. Die Riemenscheibe 22, die durch die zwei Riemenscheibenteile 17, 18 gebildet ist, die in axialem Kontakt zueinander angeordnet sind, ist für eine Führung, Unterstützung des Riemens oder der Kette auf effiziente Weise geeignet.
Vorteilhafterweise sind die inneren Abschnitte 22, 30 der Riemenscheibenteile 17, 18 zylindrisch, wobei die inneren Flächen 23, 31 zylindrisch sind. Alternativ können die inneren zylindrischen Abschnitte kegelstumpfförmig sein, wobei die inneren Flächen kegelstumpfförmig und in Richtung der Außenfläche 16 des Außenrings 5 geneigt sind. Vorteilhafterweise werden die inneren Flächen 23, 31 der inneren Abschnitte 22, 30 kraftschlüssig auf der äußeren zylindrischen Fläche 16 des Außenrings 5 angebracht.
Gemäß der Erfindung verbindet der Zwischenabschnitt 25 des Riemenscheibenteils 17 den äußeren und inneren Abschnitt 19, 22 mit, im Querschnitt, einer Gesamtform eines Kreisbogens.
Ähnlich und symmetrisch verbindet der Zwischenabschnitt 33 des Riemenscheibenteils 18 den äußeren und inneren Abschnitt 27, 30 mit einer Gesamtform eines Kreisbogens.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Materialdicke e25 des Zwischenabschnitts 25 des Riemenscheibenteils 17 strikt größer als die Materialdicke e22 des Innenabschnitts 22.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Zwischenabschnitt 25 des Riemenscheibenteils 17 die gleiche Dicke wie der äußere zylindrische Abschnitt. Die Materialdicke e19 in radialer Richtung des äußeren zylindrischen Abschnitts 19 des Riemenscheibenteils 17 ist strikt größer als die Materialdicke e22 in radialer Richtung des Innenabschnitts 22.
Vorteilhafterweise ist die Materialdicke e19 in radialer Richtung des äußeren zylindrischen Abschnitts 19 des Riemenscheibenteils 17 strikt größer als die Materialdicke e22 in radialer Richtung des inneren Abschnitts 22.
Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis zwischen den Dicken e19 und e22 zwischen 1,1 und 1,5, und ist vorzugsweise gleich 1,25.
Ähnlich und symmetrisch ist die Materialdicke des Zwischenabschnitts 33 des Riemenscheibenteils 18 strikt größer als die Materialdicke in radialer Richtung des inneren Abschnitts 30.
Vorteilhafterweise sind die Riemenscheibenteile 17, 18 symmetrisch hinsichtlich der Radialebene Y3, die durch die Mitte des Lagers 3 verläuft, und dann haben die äußeren Abschnitte 19, 27 eine gleiche Dicke e19 und die inneren Abschnitte 22, 30 haben ebenfalls eine gleiche Dicke e22.
Dank der Erfindung sind die äußeren Abschnitte 19, 27 versteift und werden dann weniger leicht deformiert, wenn eine Riemenscheibe oder eine Kette oder eine radiale Last ausübt. Die Riemenscheibenteile 17, 18 sind dann robuster.
Repräsentative, nicht begrenzende Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details zum Ausführen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren zu lehren, und ist nicht dazu gedacht, den Rahmen der Erfindung zu begrenzen. Darüber hinaus können alle der zusätzlichen Eigenschaften und Lehren, die oben offenbart sind, separat oder im Zusammenhang mit anderen Eigenschaften und Lehren verwendet werden, um eine verbesserte Riemenscheibenvorrichtung bereitzustellen.
Darüber hinaus können verschiedene Eigenschaften der oben beschriebenen repräsentativen Beispiele, genauso wie der verschiedenen abhängigen und unabhängigen Ansprüche weiter unten auf Weisen kombiniert werden, die nicht spezifisch und explizit aufgelistet sind, um zusätzliche sinnvolle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren bereitzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

GB 190509598 [0003]
GB 141829 [0005]
DE 202005011230 U1 [0006]

Claims

Riemenscheibenvorrichtung (1), die geeignet ist für eine Riemen- oder eine Kettenspannrolle oder Laufrolle, mit: einem Lager (3) mit einem rotierbaren Außenring (5) und einem feststehenden Innenring (4), wobei die Ringe (4, 5) koaxial sind; einer Riemenscheibe (2) mit zumindest einem Riemenscheibenteil (17, 18), der jeweils im Querschnitt eine C-förmige Gesamtform hat, und einen inneren Abschnitt (22, 30) mit einer inneren Fläche (23, 31), die an einer äußeren zylindrischen Fläche (16) des Außenrings (5) des Lagers (3) angebracht ist, einen äußeren zylindrischen Abschnitt (19), mit einer äußeren zylindrischen Fläche (20, 28), die dazu gedacht ist, in Kontakt mit dem Riemen oder der Kette zu sein, und einen radialen Zwischenabschnitt (25, 33), der sich im Wesentlichen radial zwischen axialen Enden des inneren und äußeren Abschnitts (22, 19; 30, 27) an einer axialen Seite der Riemenscheibenvorrichtung (1) erstreckt, hat, wobei der Riemenscheibenteil (17, 18) einstückig ausgebildet ist und ein offenes Ende (26, 34) an einer axialen Seite gegenüber dem Zwischenabschnitt (25; 33) definiert; dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt im Querschnitt eine Gesamtform eines Kreisbogens hat.
Riemenscheibenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Riemenscheibe (2) durch nur einen Riemenscheibenteil (17; 18) ausgebildet ist.
Riemenscheibenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Riemenscheibe (2) zwei C-förmige Riemenscheibenteile (17, 18) aufweist, die an der äußeren zylindrischen Fläche (16) des Außenrings (5) des Lagers (3) angebracht sind, wobei offene Enden (26, 34) der Riemenscheibenteile (17, 18) einander axial gegenüberliegen, wobei freie Enden der äußeren Abschnitte (19, 27) der Riemenscheibenteile (17, 18) in axialer Anlage sind.
Riemenscheibenvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die zwei Riemenscheibenteile (17, 18) symmetrisch hinsichtlich einer querverlaufenden Radialebene (Y3) sind, die durch die Mitte des Lagers (3) verläuft.
Riemenscheibenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Riemenscheibenteil (17, 18) aus einem geprägten Metallblech oder Rohling hergestellt ist.
Riemenscheibenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der Materialdicke (e25) des Zwischenabschnitts (25, 33) und die Materialdicke (e22) des Innenabschnitts (22, 30) des Riemenscheibenteils (17, 18) strikt größer ist als 1.
Riemenscheibenvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Verhältnis zwischen der Materialdicke (e25) des Zwischenabschnitts (25, 33) und die Materialdicke (e22) des inneren Abschnitts (22, 30) des Riemenscheibenteils (17, 18) zwischen 1,1 und 1,5 liegt, und vorzugsweise gleich 1,25 ist.
Riemenscheibenvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der äußere zylindrische Abschnitt (19, 28) und der Zwischenabschnitt (25, 33) des Riemenscheibenteils (17, 18) die gleiche Dicke haben.