CN101449070A - 尤其用于内燃机牵引传动机构的张紧轮或导向轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于内燃机牵引传动机构的张紧轮或导向轮，其基本由塑料或钢质运转轮(2)组成，运转轮(2)由在内的毂环(3)和在外的运转环(4)以及由将这两个环(3，4)相互连接的轮盘(5)形成；张紧轮或导向轮还由在运转轮(2)的毂环(5)中定位的径向滚动轴承(6)组成，径向滚动轴承(6)由内轴承环(7)和外轴承环(8)以及由多个在凹槽形运转轨道(9，10)中于轴承环(7，8)之间滚动的、通过轴承保持架(11)以彼此均匀的间隔保持的滚动体(12)组成并沿轴向在其滚动体(12)的两侧分别具有密封件(13，14)，利用密封件(13，14)使得在轴承环(7，8)之间作为油脂储存处构成的间隙(15)得到密封。

Description

尤其用于内燃机牵引传动机构的张紧轮或导向轮
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分形成特征所述的张紧轮或导向轮，其尤其具有优点地在设置于内燃机牵引传动机构之内的张紧轮或导向轮上实现，或者也可以在用于内燃机上断开水泵驱动机构的摩擦齿轮上。
背景技术
公知内燃机的牵引传动机构是用于驱动汽车辅助机组、例如发电机、空调压缩机或水泵的，并且在各种情况中都是作为被内燃机曲轴驱动的皮带传动机构构成的。由于单个辅助机组因为功能的缘故而彼此偏置地设置在内燃机上，所以牵引传动机构设有可转动地固定在内燃机上的用于皮带的导向轮，导向轮分别确保辅助机组的皮带盘被充分缠绕。在此借助张紧轮调节所需的皮带张力，张紧轮在被弹簧力加载的摇臂上同样可转动地固定在内燃机上。这种张紧轮或导向轮基本由塑料或钢质运转轮组成，塑料或钢质运转轮基本由在内的毂环和在外的运转环以及由将这两个环相互连接的轮盘形成；张紧轮或导向轮并且由在运转轮的毂环中定位的径向滚动轴承组成，径向滚动轴承由内轴承环和外轴承环以及多个在凹槽形运转轨道中于轴承环之间滚动的、通过轴承保持架以彼此均匀的间隔保持的滚动体组成。另外，该径向滚动轴承沿轴向在其滚动体的两侧分别具有密封件，利用该密封件使得在轴承环之间作为油脂储存处构成的间隙得到密封。
这种张紧轮或导向轮分类形成地例如在DE 100 61 995 A1中已被公知。其中在该文件中公开的运转轮而言，径向滚动轴承按照常见的方法作为单排凹槽球轴承构成，凹槽球轴承利用其外轴承环封装到由塑料组成的运转轮的毂环之内。在此，该凹槽球轴承的滚动体由限定数量的轴承球组成，轴承球在内轴承环和外轴承环的凹槽形运转轨道中滚动并通过轴承保持架彼此均匀间隔地保持。在轴承环之间作为油脂储存处构成的间隙的密封通过所谓的二级密封件进行，二级密封件的第一级分别由装鞘的唇形密封件组成，其第二级分别由沿轴向以圆环形密封空隙支承在第一级之前的另一密封盘形成。
这里，唇形密封件分别在外轴承环内侧的最靠外边上的环槽中定位并通过弹性的密封唇分别滑动地支撑在径向滚动轴承的内轴承环的外侧中最靠外边上的环绕槽中。与此相反，另一种密封盘则作为独立的圆环形金属盘构成，其以其内直径套在运转轮固定螺栓的顶侧定心附件上并在内轴承环和固定螺栓的螺栓头之间张紧。在此，密封盘沿径向在径向滚动轴承轴承环之间空隙的整个高度上延伸并在其***上具有支撑在外轴承环轴向端侧上的弹性密封唇。
然而这种公知张紧轮的缺点在于，作为其支承应用的凹槽球轴承尤其在大功率和大扭矩内燃机上由于高的工作力而总是更经常地达到其承载能力的极限并从而要遭受提高的磨损，由于该磨损凹槽球轴承不得不提前更换。在此，这种凹槽球轴承的被局限承载能力的原因是可安装轴承球的被局限的数量，轴承球在这类轴承中以所谓的偏心安装方法引入，其中将两个轴承环彼此偏心地设置，在轴承环之间由此生成的自由空间中填充轴承球，并且然后在充分利用这两个轴承环的弹性的情况下将内轴承环装入到相对于外轴承环同心的位置中。最终轴承球在轴承环的运转轨道中均匀地分布并安置轴承保持架，所以，利用这种安装方法轴承自然是不可能被轴承球完全填充的。
在一种类似的可能方案中也通过应用双排凹槽球轴承来提高张紧轮或导向轮的负荷能力，这至少在民用汽车中大多具有与构造空间相关的极限，所以，双排凹槽球轴承更适宜应用于载重汽车牵引传动机构的张紧轮和导向轮，但是即便是在载重汽车牵引传动机构的张紧轮和导向轮中基于通常较大功率的内燃机双排球轴承也已通常达到其承载能力的极限。
对于这种公知张紧轮所应用的凹槽球轴承来说同样具有如下缺点，即，凹槽球轴承的为润滑轴承所用的油脂储存处较小地构成。由于出于结构的缘故没有对张紧轮和导向轮的径向滚动轴承设计再次润滑的可能，所以凹槽球轴承的寿命也与所存在的油脂储存处的的大小或可能的使用期限有关。在此，油脂储存处的大小是通过轴承环之间间隙的自由体积限定的，该间隙对于应用的凹槽球轴承来说由于轴承球和轴承保持架的体积的缘故而大大减小，并且至少对于具有标准尺寸的凹槽球轴承而言也无法在不增加费用的情况下得到扩宽。
最后，公知张紧轮的凹槽球轴承的二级密封经证明也是具有相应缺点的，即，支承在内部唇形密封件之前的另外的密封盘作为特殊的部件构成，其与张紧轮一起供应并在制造最终环节中将张紧轮旋紧在内燃机上时才形成带有唇形密封件的、预期的功能单元。然而，这种差动构造方式的结构不再与当今汽车工业基于配件工业的***解决方案一面的要求相适应，其具体而言在作为集成构件构成的张紧轮中具有作为可运行模块最后必须安装在内燃机上的全部密封件。
发明内容
从公知的现有技术中表明的缺点出发，本发明的任务因此在于，构想一种尤其用于内燃机牵引传动机构的张紧轮或导向轮，张紧轮或导向轮支承在具有标准尺寸的径向滚动轴承上，该径向滚动轴承具有提高的承载能力和增大的油脂储存处并从而通过较小的磨损和提高的寿命彰显出优点，并且该径向滚动轴承附带还具有以集成构造方式构成的轴承环间隙密封件。
按照发明，这一任务在按权利要求1前序部分所述的张紧轮或导向轮中如下地得以解决，即，径向滚动轴承作为球形滚子轴承构成，其滚动体作为分别具有两个对称地从球基本形状截平并彼此平行设置的侧面的球形滚子而构成，其中，该球形滚子轴承相对于类似球形轴承而言由于可安装滚动体数量的提高而具有提高的承载能力并同时由于滚动体构造空间的降低而具有增大的油脂储存处。
按照发明构成的张紧轮或导向轮的优选构成方案和优选改型方案在从属权利中给出。
然后，根据权利要求2在按照发明构成的张紧轮或导向轮中做出了如下设计，即，径向滚动轴承的作为球形滚子构成的滚动体在其侧面之间优选地具有占其球基本形状约70％的宽度。在此，轴承环中运转轨道的宽度同样计为球形滚子球基本形状直径的至少70％，从而其运转面在径向载荷之下具有与轴承环中运转轨道百分之百的线性接触。实践证明，为球形滚子和运转轨道构成有这种宽度在此在轴承的径向和轴向承载能力方面提供保障并近似相应于接触面，接触面在轴承环内的凹槽球轴承的运转轨道内也具有传统凹槽球轴承的滚子。轴承环之间的间隔相应具有占滚动体球基本形状直径约80％的高度，从而球形滚子在平躺位置下穿过彼此同心设置的轴承环之间的间隔并首先沿轴向引导进入到径向滚动轴承中，并且然后可以分别通过垂直和水平转过90°转入到轴承环的运转轨道中。
因此按照权利要求3给出了按照发明构成的张紧轮或导向轮的这样一种标志的特征，即，相对于类似球轴承而言，作为球形滚子轴承构成的径向滚动轴承具有多出30％至40％的滚动体并具有相应更高的承载量，而且由于滚动体的被截平的侧面的缘故在轴承环之间的间隙中同时具有大20％至30％的油脂储存处。在此，更高数量的滚动体可以实现相对于类似球轴承而言可至三倍之高的承载量，同时，增大的油脂储备还附加地将这种轴承的寿命延长到类似球轴承的1.3至1.5倍。
另外，关于轴承环间隙密封方面的所提出的任务根据权利要求4至6按照发明通过下述方式得以解决，即，径向滚动轴承的沿轴向设置在滚动体两侧的密封件优选作为二级密封件构成，其第一级分别由公知的装鞘的唇形密封件组成，然而其第二级则分别由沿轴向以圆环形密封空隙支承在第一级之前的另一密封盘形成，该密封盘可以连同唇形密封件一起在张紧轮制造者处作为可运行模块预先安装。
在此，优选通过钢板环或塑料环装鞘并由弹性体组成的唇形密封件一方面分别定位在外轴承环的内侧面中的环槽内，环槽可以由于滚动体狭长的实施方式的缘故而略微沿轴向向内朝向滚动体偏置地设置。另一方面唇形密封件以同样公知的方式通过一个或多个弹性密封唇分别滑动地支撑在径向滚动轴承的内轴承环的外侧中的环绕槽中，该环绕槽也是略微朝向滚动体偏置地设置的。
密封件的优选用金属材料非切削地制造的另一密封盘相反则具有分别带内直径侧环形边缘的简单的圆环形状，利用该环形边缘可以使得密封盘优选力配合地固定在内轴承环外侧的通过向内偏置的唇形密封件的自由边部分上。在此，密封盘上的环形边缘优选以分别指向径向滚动轴承的轴向侧并且与该轴向侧共同形成闭合的方式设置，从而密封盘能够以特别节约成本的方式通过压装的方式固定在内轴承环上并形成张紧轮或导向轮的集成构件。
最后，作为按照发明构成的斜置滚子轴承的优选构成方案在权利要求7和8中还提出如下内容，即，密封件的另一密封盘沿径向近似在轴承环之间间隔的整个高度上延伸并为了改善密封效果在外直径侧选择性地还具有附加的弹性密封唇，密封唇与外轴承环内侧的通过向内偏置的唇形密封件的自由边部分保持密封连接。在此如果甚至应当实现径向滚动轴承的具有防水能力可以涉水的密封件，此外还可以选择性地将至少部分填入密封空隙的环绕的油脂凸块或毡环以公知的方式分别附加安置到密封件的密封盘和唇形密封件之间的圆环形密封空隙中。
按照发明构成的张紧轮或导向轮从而相对于现有技术公知的张紧轮或导向轮而言具有如下优点，即，其可以支承在作为球形滚子轴承构成的具有标准尺寸的径向滚动轴承上，该径向滚动轴承由于可安装滚动体数量的提高和狭长的构造方式而具有相对于类似球轴承而言本质上更高的承载能力以及同时具有扩大的油脂储存处并从而通过更低的磨损和提高的寿命彰显出优点。另外，按照发明构成的张紧轮或导向轮的球形滚子轴承还具有以集成构造方式构成的轴承环间隙密封件，该密封件能够在张紧轮制造过程中完整地预先安装并可以选择性地可以涉水地构成。
附图说明
下面借助两个优选实施例并结合附图对按照发明构成的张紧轮或导向轮做详细阐述。其中：
图1示出支承在单排球形滚子轴承上的按照发明构成的张紧轮的截面图；
图2示出支承在双排球形滚子轴承上的按照发明构成的张紧轮的截面图；
图3示出根据图1的单排球形滚子轴承半截面的放大视图；
图4示出根据图2的双排球形滚子轴承半截面的放大视图。
具体实施方式
图1和图2分别明确地示出了用于内燃机牵引传动机构的张紧轮1，其具有塑料或钢质运转轮2，运转轮2基本通过在内的毂环3和在外的运转环4以及由将这两个环3、4相互连接的轮盘5形成。此外在所示运转轮2的毂环5中还分别定位一个径向滚动轴承6，径向滚动轴承6由内轴承环7和外轴承环8以及由设置在轴承环7、8之间的多个滚动体12或12、12′组成，这些滚动体或者成一行在凹槽形运转轨道9、10中或者成两行在凹槽形运转轨道9、9′，10、10′中滚动并且通过一个轴承保持架11或两个轴承保持架11、11′彼此等间距地得到保持。每个径向滚动轴承6沿轴向在其滚动体12或12、12′两侧此外还分别具有密封件13、14，在轴承环7、8之间作为油脂储存处构成的空隙15利用密封件13、14得到密封。那么可以明显看出，张紧轮1的固定分别通过其径向滚动轴承6的内轴承环7进行，内轴承环7在壳体17的容纳处16上对心并用固定螺栓18旋紧在该壳体上。
另外从图1和2中还可以看到，所示出的径向滚动轴承6按照本发明分别作为球形滚子轴承构成，其滚动体12或12、12′作为球形滚子构成，球形滚子分别具有两个对称地从球基本形状截平并彼此平行设置的侧面19、20或19、19′，20、20′。作为球形滚子构成的滚动体12在其侧面19、20或19、20和19′、20′之间具有占其球基本形状直径约70％的宽度并首先通过具有占滚动体12的球基本形状直径约80％的高度的间隔21在平躺位置下从彼此对中设置的轴承环7、8之间穿过并沿轴向引导进入到径向滚动轴承6中，并且然后通过垂直和水平转动90°转入到轴承环7、8的运转轨道9、10中。在此，这种安装可能性和滚动体12的被截平的侧面19、20或19、20和19′、20′使得作为球形滚子轴承构成的径向滚动轴承6相对于类似球轴承而言具有多出30％至40％的滚动体12以及相应较高的承载量，并且同时在轴承环7、8之间的间隙15内具有大出20％至30％的油脂储存处。
此外通过图3和4还可以明确地看到，径向滚动轴承6的沿轴向设在滚动体12两侧的密封件13、14分别作为可预先安装的二级密封件构成，其第一级分别由装鞘的唇形密封件22、23组成，其第二级分别由沿轴向以圆环形密封空隙26、27支承在第一级之前的另一密封盘24、25形成。在此，通过未详细示出的金属环或塑料环装鞘的唇形密封件22、23分别定位在外轴承环8的内侧面中的沿轴向向内朝向滚动体12偏置的环槽28、29内并分别通过多个弹性的密封唇30、31滑动地支撑在径向滚动轴承6的内轴承环7的外侧中的环绕槽32、33中。
与此相反，密封件13、14的用金属材料非切削地制成的另一种密封盘24、25具有分别带内直径侧环形边缘34、35的圆环形状，利用该环形边缘可以使得密封盘24、25压装在内轴承环7外侧的通过向内偏置的唇形密封件22、23的自由边部分36、37上。可以明显看到，密封件13、14的这种另外的密封盘24、25在此沿径向近似在轴承环7、8之间的间隔21的整个高度上延伸并在外径侧具有附加的弹性密封唇40、41，密封唇40、41与外轴承环8内侧的通过向内偏置的唇形密封件22、23的自由边部分38、39保持密封连接。另外在唇形密封件22、23和密封件13、14的密封盘24、25之间在圆环形的密封空隙26、27中还分别安置了环绕的油脂凸块42、43，油脂凸块42、43将密封空隙26、27至少部分地填入并造就径向滚动轴承6的具有防水能力的可以涉水的密封件13、14。
附图标记
1          张紧轮
2          运转轮
3          2的毂环
4          2的运转环
5          2的轮盘
6          径向滚动轴承
7          6的内轴承环
8          6的外轴承环
9，9′7    中的运转轨道
10，10′   8中的运转轨道
11，11′   6的轴承保持架
12，12′   6的滚动体
13         6的密封件
14         6的密封件
15         7和8之间的间隙
16         容纳处
17         壳体
18         固定螺栓
19，19′   12，12′的侧面
20，20′   12，12′的侧面
21         7和8之间的间隔
22         13的唇形密封件
23         14的唇形密封件
24         13的密封盘
25         14的密封盘
26         22和24之间的密封空隙
27         23和25之间的密封空隙
28         22的环槽
29         23的环槽
30    22的密封唇
31    23的密封唇
32    30的环绕槽
33    31的环绕槽
34    24上的环形边缘
35    25上的环形边缘
36    7的自由边部分
37    7的自由边部分
38    8的自由边部分
39    8的自由边部分
40    24上的密封唇
41    25上的密封唇
42    26中的油脂凸块
43    27中的油脂凸块

Claims (8)

1.张紧轮或导向轮，尤其用于内燃机的牵引传动机构，所述张紧轮或导向轮基本包括：塑料或钢质运转轮(2)，所述塑料或钢质运转轮(2)由在内的毂环(3)和在外的运转环(4)以及由将两个环(3，4)相互连接的轮盘(5)形成；以及在所述运转轮(2)的所述毂环(5)中定位的径向滚动轴承(6)，所述径向滚动轴承(6)由内轴承环(7)和外轴承环(8)以及多个在凹槽形运转轨道(9，10)中于所述轴承环(7，8)之间滚动的、通过轴承保持架(11)以彼此均匀的间隔保持的滚动体(12)组成并沿轴向在其滚动体(12)的两侧分别具有密封件(13，14)，利用所述密封件(13，14)使得在所述轴承环(7，8)之间作为油脂储存处构成的间隙(15)得到密封，其特征在于，所述径向滚动轴承(6)作为球形滚子轴承构成，所述球形滚子轴承的滚动体(12)作为球形滚子构成，该球形滚子各自具有两个对称地从球基本形状截平并彼此平行设置的侧面(19，20)，其中，所述球形滚子轴承相对于类似轴承而言由于可安装的所述滚动体(12)数量的提高而具有提高的承载能力并由于所述滚动体(12)构造空间的减小而同时具有增大的油脂储存处。
2.按权利要求1所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，所述径向滚动轴承(6)的作为球形滚子构成的所述滚动体(12)在其侧面(19，20)之间的宽度优选为其球基本形状的直径的约70％，并且该滚动体(12)能够穿过彼此同心设置的所述轴承环(7，8)之间的高度为所述滚动体(12)的球基本形状的直径约80％的间隔(21)而首先沿轴向引导进入到所述径向滚动轴承(6)中，并且能够通过垂直和水平转动各90°而转入到所述轴承环(7，8)的所述运转轨道(9，10)中。
3.按权利要求1所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，所述作为球形滚子轴承构成的径向滚动轴承(6)相对于类似球轴承而言具有多出30％至40％的滚动体(12)并相应具有更高的承载量，而且由于所述滚动体(12)的被截平的所述侧面(19，20)的缘故在所述轴承环(7，8)之间的所述间隙(15)中具有大20％至30％的油脂储存处。
4.按权利要求1所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，所述径向滚动轴承(6)的沿轴向设置在所述滚动体(12)两侧的所述密封件(13，14)优选地作为可预先安装的二级密封件构成，所述二级密封件的第一级分别由装鞘的唇形密封件(22，23)组成，其第二级分别由沿轴向以圆环形密封空隙(26，27)支承在所述第一级之前的另一密封盘(24，25)形成。
5.按权利要求4所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，优选通过金属或塑料环装鞘的所述唇形密封件(22，23)分别定位在所述外轴承环(8)的内侧中沿轴向向内朝向所述滚动体(12)偏置的环槽(28，29)中并通过一个或多个弹性密封唇(30，31)滑动地分别在所述径向滚动轴承(6)的所述内轴承环(7)的外侧中的环绕槽(32，33)中支撑地设置。
6.按权利要求4所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，所述密封件(13，14)的优选用金属材料非切削地制造的所述另一密封盘(24，25)具有分别带有内直径侧环形边缘(34，35)的圆环形状，利用所述环形边缘(34，35)使得所述密封盘(24，25)优选力配合地固定在所述内轴承环(7)的所述外侧的通过向内偏置的所述唇形密封件(22，23)的自由边部分(36，37)上。
7.按权利要求6所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，所述密封件(13，14)的所述另一密封盘(24，25)沿径向近似在所述轴承环(7，8)之间所述间隔(21)的整个高度上延伸并在外直径侧优选具有与所述外轴承环(8)的所述内侧的通过向内偏置的所述唇形密封件(22，23)的自由边部分(38，39)保持密封连接的弹性密封唇(40，41)。
8.按权利要求7所述的张紧轮或导向轮，其特征在于，为了实现所述径向滚动轴承(6)的具有防水能力的可涉水的密封件(13，14)，将至少部分填充所述密封空隙(26，27)的环绕的油脂凸块(42，43)或毡环附加安置到所述密封件(13，14)的所述密封盘(24，25)和所述唇形密封件(22，23)之间的所述圆环形密封空隙(26，27)中。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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