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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Scheibenvorrichtungen für Spannrollen oder Laufrollen, die so gestaltet sind, dass sie mit einer Kette oder einem Riemen, zum Beispiel einem Verteilungsriemen eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, zusammenwirken.
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Solche Rollen werden üblicherweise verwendet, um einen konstante Spannung am Riemen oder an der Kette in einem vorbestimmten Bereich zu halten oder die Laufbahn der Letzteren örtlich zu ändern. Diese werden Spannrollen bzw. Laufrollen genannt. Bei Laufrollen wird die Scheibe so montiert, dass sie sich auf einer Schraube oder einer Spindel mittels eines Wälzlagers dreht, wobei die Rolle dann direkt oder indirekt am Motorblock oder einem Element der Spannrollenvorrichtung, zum Beispiel einem Gelenkarm oder einem Exzenter, angebracht wird.
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Das Dokument
GB 1905 / 9 598 A offenbart eine Scheibe, die überlappende Steck- und Aufnahmeteile umfasst, die in ineinandergreifender Beziehung zueinander stehen und einen zylinderförmigen äußeren Abschnitt bilden, der dazu bestimmt ist, mit einem Riemen in Kontakt zu stehen.
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Ein Hauptnachteil dieser Scheibe besteht darin, dass eine ringförmige Aussparung am äußeren Abschnitt ausgebildet ist, die so ausgelegt ist, dass sie den Riemen trägt, wenn die Steck- und Aufnahmeteile aneinander befestigt werden. Es besteht daher die Gefahr eines frühen Verschleißes des Riemens.
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Aus dem Dokument
GB 141 829 A ist außerdem eine Scheibe bekannt, die ein Umfangsteil, das dazu bestimmt ist, mit einem Riemen in Kontakt zu stehen, ein inneres Teil und ein Verbindungsteil zwischen den inneren und äußeren Teilen umfasst. Bei solch einer Scheibe, wie offenbart, kann das äußere Teil durch Biegung unter der Wirkung des Riemens radial nach innen verformt werden.
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Das Dokument
FR 2 773 506 A1 offenbart eine Scheibe, die mit einem äußeren Mantel, der dazu bestimmt ist, mit einem Riemen in Kontakt zu stehen, und mit einem inneren U-förmigen Ring versehen ist, der in der Bohrung des Mantels montiert ist. Der innere Ring weist eine große axiale Abmessung auf. Demnach ist sein Montage in der Bohrung des äußeren Mantels schwer zu erreichen. Andererseits weist die Scheibe nach der Montage insgesamt die Querschnittsform eines U auf. Es besteht demnach ebenfalls die Gefahr einer radialen Verformung des äußeren Mantels durch Biegung.
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Das Dokument
WO 2007/ 036 407 A1 betrifft eine Umlenkrolle für einen Zugmittelbetrieb, die ein Wälzlager umfasst, welches außenseitig von einer mit einem Zugmittel zusammenwirkenden Laufscheibe umschlossen ist.
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Das Dokument
DE 10 2005 009 139 A1 betrifft eine Spannrolle, an der ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs geführt ist. Die Spannrolle schließt eine als Hohlkörper gestaltete, aus Stahlblech hergestellte Laufscheibe ein, die über einen Pressverband mit dem Wälzlager verbunden ist.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung der zuvor erwähnten Nachteile.
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Eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibe bereitzustellen, die leicht auf einem Lager zu installieren und so ausgelegt ist, dass sie einen frühen Verschleiß des Riemens vermeidet.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Scheibe bereitzustellen, die an eine Scheibenvorrichtung für eine Spannrolle mit guter Biegesteifheit angepasst ist, um die Biegung des Abschnitts in Kontakt mit der Kette oder dem Riemen zu begrenzen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Scheibe, die für eine Riemen- oder Kettenspann- oder -laufrolle geeignet ist, einen inneren Abschnitt, der dazu bestimmt ist, auf einem Lager montiert zu werden, und einen äußeren Abschnitt mit einer durchgehenden Außenfläche, die dazu bestimmt ist, mit dem Riemen oder der Kette in Kontakt zu stehen. Die inneren und äußeren Abschnitte der Scheibe sind einstückig ausgeführt. Die Scheibe umfasst ferner, dass Versteifungsmittel des äußeren Abschnitts, die mit der Innenfläche oder Bohrung des äußeren Abschnitts in Kontakt kommen.
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Die Versteifungsmittel können radial zwischen der Bohrung des äußeren Abschnitts und einer Bohrung des inneren Abschnitts angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise erstrecken sich die Versteifungsmittel wenigstens teilweise im Wesentlichen radial.
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In einer Ausführungsform sind die Versteifungsmittel in Bezug auf eine radiale Transversalebene, die durch die Mitte des äußeren Abschnitts der Scheibe verläuft, axial versetzt.
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In einer Ausführungsform sind die Versteifungsmittel, der innere Abschnitt und der äußere Abschnitt einstückig ausgeführt. Die Versteifungsmittel erstrecken sich vom inneren Abschnitt der Scheibe, insbesondere vom axialen Ende des Abschnitts. Vorteilhafterweise sind die Versteifungsmittel durch örtliche plastische Verformungen ausgebildet.
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Die Versteifungsmittel können umfänglich voneinander beabstandet sein.
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In einer anderen Ausführungsform sind die Versteifungsmittel von den inneren und äußeren Abschnitten der Scheibe verschieden.
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Die Versteifungsmittel können dazu bestimmt sein, auf der Außenfläche des Lagers montiert zu werden.
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In einer Ausführungsform ist die Scheibe aus einem Blechrohling gebildet.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Scheibenvorrichtung, die eine Scheibe, wie zuvor definiert, und ein Wälzlager umfasst, das mit einem inneren Ring, einem äußeren Ring und mindestens einer Reihe von Wälzkörpern versehen ist, die zwischen den Ringen angeordnet sind, wobei der innere Abschnitt der Scheibe auf dem äußeren Ring montiert ist.
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Im Folgenden werden veranschaulichende und nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei:
- - 1 ein Axialschnitt einer Scheibenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
- - 2 eine perspektivische Ansicht einer Scheibe der Vorrichtung von 1 ist,
- - 3 ein Axialschnitt einer Scheibenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
- - 4 eine perspektivische Ansicht einer Scheibe der Vorrichtung von 3 ist, und
- - 5 und 6 Axialansichten von Scheibenvorrichtungen gemäß dritten und vierten Ausführungsformen der Erfindung sind.
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Die Scheibenvorrichtung 10, wie durch 1 veranschaulicht, ist für eine Riemen- oder Kettenspann- oder -laufrolle geeignet und umfasst eine Scheibe 12, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Riemen oder einer Kette nicht dargestellt) zusammenwirkt, und ein Wälzlager 14 mit einer geometrischen Achse 16.
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Das Wälzlager 14 umfasst einen inneren Ring 18 und einen äußeren Ring 20, zwischen welchen zwei Reihen von Wälzkörpern 22 und 24 aufgenommen sind, welche in diesem Fall Kugeln sind, wobei zwei ringförmige Käfige 26, 28, die jeweils den umfänglichen Abstand der Wälzkörper 22, 24 aufrechterhalten, und zwei ringförmige Dichtungen 30, 32.
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Die inneren und äußeren Ringe 18, 20 sind konzentrisch und symmetrisch in Bezug auf eine radiale Transversalebene, die durch die Mitte des Wälzlagers verläuft. Die Ringe 18, 20 sind vom Volltyp. Unter einem „Vollring“ ist ein Ring zu verstehen, der durch maschinelle Bearbeitung bei Entfernung von Material (durch maschinelle Bearbeitung, Schleifen) aus Metallrohrmaterial, Stangenmaterial, Grobschmiedeteilen und/oder Walzrohlingen erhalten wird.
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Der innere Ringe 18 weist eine Bohrung 18a von zylindrischer Form auf, in welcher ein Abstandshalter und eine Feststellschraube (nicht dargestellt) montiert werden können, um die Vorrichtung 10 an einem externen Träger zu befestigen. Der Träger kann zum Beispiel der Motorblock, ein Gelenkarm oder ein Exzenter der zugehörigen automatischen Spannrolle sein. Die Bohrung 18a ist durch gegenüberliegende radiale Seitenflächen 18b, 18c begrenzt. Der innere Ring 18 umfasst außerdem eine zylindrische Außenfläche 18d, auf welcher erste und zweite kreisringförmige Laufbahnen (nicht bezeichnet) ausgebildet sind. Die Laufbahnen weisen im Querschnitt ein konkaves Innenprofil auf, das an die Wälzkörper 22 und 24 angepasst ist, wobei die Laufbahnen radial nach außen gerichtet sind. Die Laufbahnen sind symmetrisch in Bezug auf die radiale Transversalebene, die durch die Mitte des Wälzlagers verläuft.
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Der äußere Ring 20 umfasst eine zylindrische Außenfläche 20a, die durch gegenüberliegende radiale Seitenflächen 20b und 20b begrenzt ist, und eine Bohrung 20d von zylindrischer Form, aus welcher kreisringförmige Laufbahnen ausgebildet sind, die im Querschnitt ein konkaves Innenprofil aufweisen, das an die Wälzkörper 22 und 24 angepasst ist, wobei die Laufbahnen radial nach außen gerichtet sind. Die Seitenflächen 18b und 20b, 18c und 20c der inneren und äußeren Ringe 1, 2 sind jeweils koplanar.
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Der äußere Ring 20 umfasst außerdem zwei ringförmige Rillen 34, 36, die radial in Richtung der Außenseite von der Bohrung 20d bzw. in der Nähe der radialen Flächen 20b, 20c ausgebildet sind. Die Rillen 34, 36 sind in Bezug auf die radiale Transversalebene, die durch die Mitte des Wälzlagers verläuft, symmetrisch zueinander. Innerhalb der Rillen sind die Dichtungen 30, 32, welche mit der zylindrischen Fläche 18d der inneren Rings 18 in Kontakt kommen, fest montiert, um das Eindringen von unerwünschten äußeren Elementen in das Wälzlager 14 zu verhindern. Die Dichtungen 30, 32 sind radial zwischen den inneren und äußeren Ringen 18, 20 angeordnet. Die Dichtung 32 ist axial zwischen dem Wälzkörper 22 und den radialen Flächen 18b, 20b der Ringe angeordnet, wobei die Dichtung 30 axial zwischen den Wälzkörpern 24 und den radialen Flächen 18c, 20c montiert ist. Ein geschlossener Raum ist zwischen den Ringen 18, 20 und den Dichtungen 30, 32 definiert, in welchem die Wälzkörper 22, 24 aufgenommen sind, um gegen Verschmutzungselemente geschützt zu sein.
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Die Scheibe 12 umfasst einen axialen ringförmigen äußeren Abschnitt 40, der eine zylindrische Außenfläche 40a bereitstellt, die so gestaltet ist, dass sie mit dem Riemen und der Kette zusammenwirkt, einen axialen ringförmigen inneren Abschnitt 42 und einen radialen ringförmigen Zwischenabschnitt 44, der die äußeren und inneren Abschnitte verbindet. Die Abschnitte 40, 42 sind konzentrisch und koaxial zur Achse 16.
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Die ringförmige Außenfläche 40a ist durchgehend. Unter einer „durchgehenden Fläche“ ist eine Fläche zu verstehen, die im Wesentlichen glatt, d. h. frei von radial nach außen vorstehenden Elementen wie Rippen, erhabenen Punkten usw. und frei von radial nach innen verlaufenden Aussparungen, Hohlräumen usw. ist. Daher wird ein früher Verschleiß des Riemens in Kontakt mit der Außenfläche 40a begrenzt.
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Der innere Abschnitt 42 umfasst eine zylindrische Bohrung 42a, in welcher die Außenfläche 20a des äußeren Rings 20 des Wälzlagers zur Gänze montiert ist. Das Wälzlager 14 kann zum Beispiel durch Steckpassung in der Bohrung 42 montiert sein. Die axiale Länge des inneren Abschnitts 42 ist größer als die des äußeren Rings 20, so dass der innere Abschnitt auf beiden Seiten des Wälzlagers 14 axial vorsteht. Der äußere Abschnitt 40 umgibt den inneren Abschnitt 42 radial und weist eine axiale Länge auf, die größer als die des inneren Abschnitts ist.
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Die Scheibe 12 umfasst außerdem Ansätze 46, die sich im Wesentlichen radial vom axialen Ende des inneren Abschnitts 42 erstrecken, welcher axial auf der gegenüberliegenden Seite des radialen Abschnitts 44 angeordnet ist. Die Ansätze 46 erstrecken sich radial zur Außenseite und kommen mit einer zylindrischen Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 radial gegenüber der Außenfläche 40a in Kontakt. Die Ansätze 46 sind in der Nähe der radialen Endfläche des äußeren Abschnitts 40 angeordnet. Die Ansätze 46 sind in Richtung des Wälzlagers 14 in Bezug auf die radiale Endfläche axial versetzt. Wie in 2 dargestellt, sind die Ansätze 46 in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet. In diesem Fall sind sie mit einander identisch und acht an der Zahl. Öffnungen 48 sind umfänglich zwischen den Ansätzen 46 ausgebildet. Die umfängliche Abmessung der Ansätze 46 ist größer als die der Öffnungen 48.
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Vorteilhaferweise ist die Scheibe 12 durch Falten, Schneiden oder Stanzen aus einem dünnem Blech oder Rohling hergestellt. Um die Ansätze 46 zu erhalten, wird der innere Abschnitt 42 mit axialen Erweiterungen ausgebildet, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei die Erweiterungen dann in Richtung des äußeren Abschnitts 40 umgelegt werden, um die Ansätze 46 zu bilden, damit die freien Enden der Ansätze mit der Bohrung 40b in Kontakt stehen. Die Verformungen können durch Kräuseln in einer besonders wirtschaftlichen Weise, zum Beispiel mit einem Kräuselwerkzeug, das mit entsprechenden Zähnen versehen ist, ausgeführt werden. Das dünne Blech, das zum Bilden der Scheibe 12 verwendet wird, erleichtert die örtlichen plastischen Verformungen der Scheibe 12. Die Scheibe 12 ist demnach einstückig ausgeführt. Die freien Enden der Ansätze 46 können in der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 zum Beispiel durch Verstemmen, Kräuseln, radiales Übermaß oder beliebige andere geeignete Mittel fixiert werden.
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Die Ansätze 46 sind vorgesehen, um den äußeren Abschnitt 40 zu versteifen und eine radiale Verformung des äußeren Abschnitts nach innen in Richtung des inneren Abschnitts 42 durch Biegung unter der Wirkung des Riemens oder der Kette zu vermeiden. Die Ansätze 46 bilden Abstandshalter, die sich radial vom inneren Abschnitt 42 erstrecken und in radialer Richtung mit der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 in Kontakt kommen. Die Ansätze 46 drücken gegen die Bohrung 40b, um im Betriebsmodus die radiale Position der Kette oder des Riemens in Kontakt mit der Außenfläche 40a des äußeren Abschnitts 40 aufrechtzuerhalten.
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Die Ansätze 46 sind in Bezug auf eine radiale Transversalebene, die durch die Mitte des äußeren Abschnitts 40 und des Wälzlagers 14 verläuft, axial versetzt. Genauer gesagt, kommen die freien Enden der Ansätze 46 in der Nähe der radialen Endfläche des Abschnitts, die sich axial auf der gegenüberliegenden Seite des radialen Abschnitts 44 befindet, mit der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 in Kontakt. Demnach biegt sich das axiale freie Ende des äußeren Abschnitts 40 unter der Wirkung der Kette oder des Riemens nicht nach innen.
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Bei der Ausführungsform, die durch 3 und 4 dargestellt ist, in welchen identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen sind, umfasst der innere Abschnitt 42 der Scheibe 12 Verformungen 50, die sich vom inneren Abschnitt 42 radial nach außen erstrecken. Die Verformungen 50 sind miteinander identisch und weisen eine Wellenform auf und drücken gegen die Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40. Genauer gesagt, umfasst jede Verformung einen abgerundeten Abschnitt, welcher in radialer Richtung mit der Bohrung 40b in Kontakt kommt. Die Verformungen 50 weisen die Querschnittsform eines auf den Kopf gestellten Vs auf. Sie sind in der Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet und begrenzen zwischen ihnen umfängliche Öffnungen 52. In diesem Fall sind die Verformungen 50 acht an der Zahl. Die Verformungen 50 bilden Versteifungsmittel, um die Biegesteifheit des äußeren Abschnitts 40 zu verbessern und eine radiale Biegung des Abschnitts unter der Wirkung des Riemens oder der Kette nach innen zu vermeiden.
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Die Verformungen 50 sind in Bezug auf die radiale Transversalebene, die durch die Mitte des äußeren Abschnitts verläuft, axial versetzt, und sie sind axial zwischen den radialen Flächen 18b, 20b und 18c, 20c der inneren und äußeren Ringe 18, 20 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Scheibe 12 ist ebenfalls einstückig ausgeführt.
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Bei der Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, in welcher identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen sind, ist die axiale Länge des inneren Abschnitts 42 kleiner als die des äußeren Rings 20 der Wälzlägers, damit ein Teil der Außenfläche 20a des Rings frei bleibt. Ein Abstandshalter 54 ist radial zwischen der Außenfläche 20a des Rings 20 und der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 der Scheibe vorgesehen.
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Der Abstandshalter 54 umfasst einen ringförmigen axialen Abschnitt 56, der an der Außenfläche 20a des äußeren Rings befestigt ist, und einen ringförmigen radialen Abschnitt 58, welcher sich von einem axialen Ende des axialen Abschnitts 56, der axial auf der gegenüberliegenden Seite des inneren Abschnitts 42 angeordnet ist, radial nach außen erstreckt. Der Abstandshalter 54 weist insgesamt die Querschnittsform eines Ls auf. Das freie Ende des radialen Abschnitts 58 kommt in radialer Richtung mit der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 der Scheibe in Kontakt. In der veranschaulichten Ausführungsform bleibt der axiale Abschnitt 56 in einem Abstand vom inneren Abschnitt 42 der Scheibe. Alternativ kann der axiale Abschnitt 56 mit dem axialen Ende des inneren Abschnitts 42 in Kontakt stehen. Der radiale Abschnitt 58 ist in Bezug auf die radialen Flächen 18b, 20b der inneren und äußeren Ringe 18, 20 axial nach innen zurückgesetzt.
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In der Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, in welcher identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen sind, ist ebenfalls ein Abstandshalter 60 radial zwischen der Außenfläche 20a des äußeren Rings 20 und der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts der Scheibe vorgesehen. Der Abstandshalter 60 umfasst einen ringförmigen axialen Abschnitt 62, der an der Außenfläche 20a des äußeren Rings befestigt ist, einen ringförmigen radialen Abschnitt 64, welcher sich vom axialen Ende des axialen Abschnitts 62, der axial auf der Seite des inneren Abschnitts 42 der Scheibe angeordnet ist, radial nach außen erstreckt, und einen ringförmigen axialen Abschnitt 66, der sich vom radialen Abschnitt 64 axial nach außen erstreckt. Der axiale Abschnitt 66 kommt in der radialen Richtung mit der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts 40 in Kontakt. Die axialen Abschnitte 62, 66 bleiben axial in einem Abstand von den radialen Flächen 18b, 20b der inneren und äußeren Ringe 18, 20.
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In den letzten beiden Ausführungsformen sind die Abstandshalter 54, 60 in Bezug auf eine radiale Transversalebene, die durch die Mitte des äußeren Abschnitts 40 verläuft, in Richtung der radialen Flächen 18b, 20b der inneren und äußeren Ringe 18, 20 axial versetzt. Die Abstandshalter 54, 60 können aus einem dünnen Blechrohling durch Falten, Schneiden und Stanzen oder alternativ aus einem synthetischen Material, wie beispielsweise Polyamid, gebildet werden. Dann können die Abstandshalter 56, 60 radial zwischen dem äußeren Ring 20 und der Bohrung 40b des äußeren Abschnitts angeordnet werden, um seine radiale Verformung unter der Wirkung des Riemens nach innen zu vermeiden. Alternativ kann der Abstandshalter 54, 56 radial zwischen dem Abschnitt und dem äußeren Abschnitt 40 angeordnet werden, wenn die axiale Länge des inneren Abschnitts 42 der Scheibe vergrößert wird.
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Es versteht sich von selbst, dass die veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich als nicht einschränkende Beispiele dienen und dass Modifikationen und Änderungen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind. Demnach betrifft die Erfindung nicht nur Doppelreihen von Kugeln Anwendung, sondern auch auf andere Typen von Wälzlagern, zum Beispiel Lagern mit einer einzigen Reihe von Kugeln oder mit mindestens drei Reihen von Kugeln. Es versteht sich von selbst, dass es auch möglich ist, Lager mit anderen Typen von Wälzkörpern, wie beispielsweise Rollen, zu verwenden. Außerdem könnte auch ein Zapfen- oder Gleitlager als eine Variante des Wälzlagers verwendet werden. Andererseits ist die Scheibe in den veranschaulichten Ausführungsformen aus einem dünnen Blechrohling gebildet. Alternativ kann die Scheibe aus synthetischem Material, zum Beispiel Polyamid, gebildet werden.
