DE102006003797A1

DE102006003797A1 - Spritzschutzscheibe für eine Umlenkrolle

Info

Publication number: DE102006003797A1
Application number: DE102006003797A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. Stief; Christian Dipl.-Ing. Riel; Tobias Dipl.-Ing. Stretz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-09-27
Also published as: WO2007085333A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umlenkrolle (1) für einen Riementrieb, die ein Wälzläger (2) einschließt, das außenseitig von einer mit einem Zugmittel zusammenwirkenden Laufscheibe (6a) umschlossen ist. Die Umlenkrolle (1) schließt eine als Mehrfunktionsteil ausgebildete Spritzschutzscheibe (8d) ein, die kraftschlüssig in einen Innenring (3) des Wälzlagers (3) eingepresst ist und die sich radial nahezu bis über die gesamte Stirnfläche des Wälzlagers (2) erstreckt und gleichzeitig eine Verschraubung (4) zentriert und eine Transportsicherung bildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkrolle für einen insbesondere als Riementrieb ausgeführten Zugmitteltrieb. Dabei schließt die Umlenkrolle ein Wälzlager ein, welches außenseitig von einer mit dem Zugmittel zusammenwirkenden Laufscheibe umschlossen ist. Im Einbauzustand ist die Umlenkrolle mittels einer in einem Innenring des Wälzlagers eingesetzten Verschraubung an einem Maschinenteil befestigt.
Hintergrund der Erfindung
In Zugmitteltrieben finden Umlenkrollen Anwendung, um beispielsweise eine definierte Führung des Zugmittels zu gewährleisten. Gleichzeitig kann mit Hilfe von Umlenkrollen der Umschlingungsgrad des Zugmittels an der Abtriebsscheibe und/oder der Antriebsscheibe des Zugmitteltriebs bestimmt werden, um einen für die Funktion des Zugmitteltriebs erforderlichen weitestgehend schlupfarmen Antriebs zu erreichen, verbunden mit einer optimalen Drehmomentübertragung.
Die Druckschrift DE 42 42 293 zeigt eine Umlenkrolle, die mittels einer Schraube an einem Schwenkarm eines Spannsystems befestigt ist. Zwischen dem Schraubenkopf und einer Stirnfläche eines Wälzlager-Innenrings ist eine als Unterlegscheibe für die Schraube bestimmte Scheibe vorgesehen, deren weitere Funktion darin besteht, einen Schmutzeintrag in das Wälzlager zu verhindern. Die Formgebung sowie die Anordnung der Scheibe erfordert ein erhöhten Montageaufwand, die außerdem keine wirksame Verliersicherung für die Verschraubung bildet.
Auufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umlenkrolle zu schaffen, welche einfach zu befestigen ist, eine wirksame Positionierung der Verschraubung gewährleistet und gleichzeitig eine Dichtfunktion des Wälzlagers sicherstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Umlenkrolle eine mittelbar oder unmittelbar kraftschlüssig an dem Innenring des Wälzlagers befestigte gestaltete Spritzschutzscheibe einschließt. Im Zentrum bildet die Spritzschutzscheibe eine axial vorstehende, weitestgehend zylindrisch gestaltete Durchprägung, deren Mantelfläche in eine Innenbohrung des Wälzlager-Innenrings eingepresst ist. Dadurch stellt sich eine definierte Lagepositionierung der Spritzschutzscheibe gegenüber dem Wälzlager ein, sowie gleichzeitig eine Zentrierung für die Verschraubung, die in das Zentrum der Durchprägung eingesetzt ist und mit der die Umlenkrolle befestigt wird. Die als ein Mehrfunktionsteil gestaltete Spritzschutzscheibe erstreckt sich im Einbauzustand radial über einen Zwischenraum, der sich zwischen dem Innenring und dem Außenring des Wälzlagers einstellt und damit den Eintrag von Schmutz und Spritzwasser in das Wälzlager wirksam unterbindet.
Umlenkrollen bisheriger Bauart wurden häufig aus vorgefertigten Baueinheiten komplettiert, wobei die Verschraubung von dem Kunden in die Umlenkrolle eingesetzt wurde, bevor die Umlenkrolle an dem Maschinenteil, insbesondere der Brennkraftmaschine angeschraubt wurde. Eine weitere bekannte Lösung sieht vor, die Schutzkappe nach der Befestigung der Umlenkrolle mittels Schnappverbindung zu befestigen. Bei dieser Anordnung ist die Nabe der Laufscheibe oder den Außenring des Wälzlagers mit einer Schnapprille versehen, in welche die Schutzkappe mit einer Wulst einrastet, zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung. Diese Verfahrensschritte erfordern erhöhte Herstellkosten und eine ebenfalls eine aufwändige Montage für den Kunden.
Abweichend zu den bekannten Lösungen zeigt die Erfindung eine als Mehrfunktionsteil gestaltete Spritzschutzscheibe, mit der vorteilhaft die Verschraubung innerhalb der Umlenkrolle zentriert ist und mit der gleichzeitig eine verbesserte Abdichtung des Wälzlagers erzielbar ist, da sich die Spritzschutzscheibe radial bis in den Bereich des Außenrings des Wälzlagers erstreckt, wodurch der sich einstellende Zwischenraum zwischen dem Innenring und dem Außenring des Wälzlagers vollständig abgedeckt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2–12.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umlenkrolle sieht vor, die Spritzschutzscheibe gleichzeitig als Transportsicherung für die Verschraubung vorzusehen. Dazu bietet es sich an, im Bereich der zentrischen Öffnung der Spritzschutzscheibe, Maßnahmen vorzusehen, durch die eine verliergesicherte Befestigung der Verschraubung erreicht werden kann. Beispielsweise eignet sich dazu ein radial nach innen gerichteter Zapfen im Zentrum der Spritzschutzscheibe, welcher formschlüssig in eine Ringnut oder in einen Freistich der Verschraubung eingreift bzw. verrastet.
Die Ausgestaltung der Spritzschutzschreibe schließt außerdem einen radial ausgerichteten Abschnitt ein, an dem sich ein Schraubenkopf der Verschraubung im Einbauzustand der Umlenkrolle großflächig und kraftschlüssig abstützt.
Die zentrisch angeordnete Durchprägung der Spritzschutzscheibe bildet bevorzugt endseitig eine radial nach innen gerichtete Abkantung, oder Schräge, die auch als ein Bördelbord zu bezeichnen ist. Diese Ausgestaltung der Spritzschutzscheibe vereinfacht das Einführen der Spritzschutzscheibe in den Innen ring des Wälzlagers und bildet damit eine Montagehilfe. Weiterhin bildet eine Abkantung oder Schräge im Bereich der Durchprägung eine Transportsicherung der Verschraubung, in dem diese kraftschlüssig sich an einem Schaft der Verschraubung abstützt oder formschlüssig in eine Ringnut oder einen Freistich der Verschraubung eingreift. Eine derartig gestaltete Durchprägung ist außerdem nutzbar, zur Schaffung einer wirksamen Zentrierung für die Verschraubung.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung schließt eine Spritzschutzscheibe ein, die eine sich zum freien Ende konisch aufweitende Durchprägung einschließt. Im Einbauzustand ist die Durchprägung über einen eng begrenzten Flächen- oder Linienkontakt kraftschlüssig an der Innenwandung des Wälzlager-Innenrings abstützt. Vorteilhaft ist dabei die Verschraubung über den kleinsten Durchmesser der Durchprägung zentriert.
Als eine weitere bevorzugte Befestigungsart der Spritzschutzscheibe schließt die Erfindung einen elastischen Ring ein, der zwischen der Durchprägung und der Innenwandung des Innenrings eingesetzt ist. Diese Maßnahme, bei der sich die Spritzschutzscheibe mittelbar an dem Innenring abstützt, kompensiert Lage- und/oder Fertigungstoleranzen zwischen dem Wälzlager und der Spritzschutzscheibe. Somit ist selbst bei einer ungünstigen Toleranzlage die Spritzschutzscheibe stets verliergesichert in dem inneren Lagerring des Wälzlagers der Umlenkrolle positioniert.
Die erfindungsgemäße Spritzschutzscheibe weist bevorzugt mehrfach gekröpfte Abschnitte auf. Dabei schließt die Spritzschutzscheibe eine erste, eine Stufe bildende Kröpfung ein, die Außenkontur des Schraubenkopfs umschließt. Weiterhin bietet es sich an, die Durchprägung der Spritzschutzscheibe mit einer weiteren als Stufe ausgebildeten Kröpfung zu versehen, die beispielsweise zur Aufnahme eines elastischen Rings bzw. O-Rings vorgesehen ist, der zur Abdichtung eines sich zwischen dem Wälzlager-Innenring und der Spritzschutzscheibe einstellenden Leckspaltes dient, oder Lage- und/oder Fertigungstoleranzen zwischen dem Wälzlager und der Spritzschutzscheibe kompensiert.
Die Spritzschutzscheibe ist außerdem vorzugsweise in zumindest einer Endzone mit einer weitestgehend rechtwinkligen Abkantung oder Bördelung versehen. Diese insbesondere einen umlaufenden axial vorstehenden Bord bildende Bördelung bewirkt das beispielsweise axial auf die Umlenkrolle auftreffendes Spritzwasser umgelenkt wird und damit ein Eintritt in das Wälzlager wirksam unterbunden wird. Eine im Bereich der Durchprägung vorgesehene rechtwinklige Bördelung kann zur Zentrierung und/oder Transportsicherung der Verschraubung genutzt werden.
Die Mehrfunktion der erfindungsgemäßen Spritzschutzscheibe unterstreichend, kann dieser ein separates Dichtmittel zugeordnet werden, mit dem ein sich einstellendes Spaltmaß zwischen der Außenkontur der Spritzschutzscheibe und dem äußeren Lagerring des Wälzlagers oder der Laufscheibe der Umlenkrolle abgedichtet wird. Als separates Dichtmittel bietet sich bevorzugt eine einstückig mit der Spritzschutzscheibe verbundene elastische Dichtlippe an, die mit einer geringen Kraft an dem äußeren Lagerring des Wälzlagers oder einer Nabe der Laufrolle abgestützt ist. Alternativ zu einer einstückigen beispielsweise mittels einer Verklebung befestigten Dichtlippe an der Spritzschutzscheibe schließt die Erfindung eine formschlüssige Verbindung ein. Dazu bildet die Spritzschutzscheibe eine umlaufende Ringnut, in der die Dichtlippe formschlüssig eingesetzt ist.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Spritzschutzscheibe spanlos insbesondere mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht auch für in großen Stückzahlen hergestellte Bauteile eine kostengünstige Herstellung der Spritzschutzscheibe.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt, die nachfolgend erläutert werden. Es zeigen:
1 in einer Schnittdarstellung eine Umlenkrolle in Verbindung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spritzschutzscheibe;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spritzschutzscheibe in Verbindung mit einer Umlenkrolle;
3 eine Umlenkrolle in Verbindung mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Spritzschutzscheibe;
4 eine Baueinheit bestehend aus einer Umlenkrolle einer Spritzschutzscheibe (4. Ausführungsbeispiel), die gleichzeitig eine Transportsicherung für die Verschraubung beinhaltet;
5 eine Umlenkrolle kombiniert mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer Spritzschutzscheibe.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt den Aufbau einer Umlenkrolle 1, an der im Einbauzustand vorzugsweise ein in der 1 nicht dargestelltes Zugmittel eines Zugmitteltriebs geführt ist. Die Umlenkrolle 1 umfasst ein Wälzlager 2, dessen Innenring 3 drehstarr mittels einer in 4 dargestellten Verschraubung 4 an einem nicht abgebildeten Maschinenteil lösbar befestigt ist. Ein Außenring 5 des Wälzlagers 2 ist außenseitig von einer Laufscheibe 6a umschlossen. Die aus Kunststoff hergestellte Laufscheibe 6a bildet beidseitig Borde 7a, 7b, zur formschlüssigen Aufnahme des Außenrings 5. Einseitig weist die Umlenkrolle 1 eine Spritzschutzscheibe 8a auf. Die als Spanlosteil ausgebildete, vorzugsweise durch ein Tiefziehverfahren hergestellte Spritzschutzscheibe 8a, bildet ein Mehrfunktionsteil für die Umlenkrolle 1. Die Spritzschutzscheibe 8a ist kraftschlüssig in den Innenring 3 des Wälzlagers 2 eingepresst. Dazu weist die Spritzschutzscheibe 8a eine zentrische Durchprägung 9a auf, die über eine Mantelfläche 10 an einer Innenwandung 11 des Wälzlager-Innenrings 3 abgestützt ist. Die Durchprägung 9a weist endseitig eine radial nach innen gerichtete Abkantung 12 bzw. Schräge auf, die einerseits eine Montagehilfe für das axiale Einsetzen der Spritzschutzscheibe 8a in den Innenring 3 darstellt und gleichzeitig als eine Zentrierung der Verschraubung 4 nutzbar ist, sowie eine Transportsicherung für die Verschraubung 4 bildet. Stirnseitig erstreckt sich die Spritzschutzscheibe 8a über einen Zwischenraum 13 des Wälzlagers 2, der sich zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 5 einstellt und in dem die Wälzkörper 14 des Wälzlagers 2 geführt sind. Die Spritzschutzscheibe 8a weist außenseitig eine umlaufende, rechtwinklig angeordnete, axial nach vorne gerichtete Bördelung 15 auf, die unter Einhaltung eines Ringspaltes 16 bis an eine Innenkontur von dem Bord 7a der Laufscheibe 6a geführt ist. Die Spritzschutzscheibe 8a ermöglicht somit eine Zentrierung und/oder Transportsicherung der Verschraubung 4, sowie eine verbesserte Abdichtung des Wälzlagers 2 indem diese einen kreisringförmig gestalteten Zwischenraum 13 des Wälzlagers 2 stirnseitig abdeckt.
Die 2–5 zeigen Varianten von erfindungsgemäß gestalteten Spritzschutzscheiben in Verbindung mit dem in 1 abgebildeten Wälzlager 2. Die folgenden Beschreibungsteile beziehen sich auf die unterschiedlich ausgebildeten Spritzschutzscheiben in den 2–5.
In 2 ist die Spritzschutzscheibe 8b abgebildet, deren Durchprägung 9b sich auf eine rechtwinklige Abkantung beschränkt, die kraftschlüssig an der Innenwandung 11 des Innenrings 3 anliegt. Der sich durch die Durchprägung 9b einstellende Innendurchmesser zentriert die Verschraubung 4. Die Spritzschutzscheibe 8b ist außenseitig mit einer Dichtlippe 17 versehen, die unmittelbar an der aus Stahl hergestellten, vorzugsweise als Tiefziehteil gestalteten Laufscheibe 6b abgestützt ist. Aufgrund der Dichtlippe 17 bildet sich kein Ringspalt zwischen der Spritzschutzscheibe 8b und der Laufscheibe 6b.
Die Spritzschutzscheibe 8c gemäß 3 besitzt stirnseitig einen mit der Spritzschutzscheibe 8a vergleichbaren Aufbau. Die abweichend ausgeführte Durchprägung 9c zeigt einen konischen Verlauf, der sich zum freien Ende stetig aufweitet. Durch diese Durchprägung 9c stellt sich ein Linienkontakt zwischen dem freien Ende der Durchprägung 9c und der Innenwandung 11 des Innenrings 3 ein. Der Bereich kleinsten Durchmessers der Durchprägung 9c ist dabei als Zentrierung für die Verschraubung 4 vorgesehen.
Die 4 zeigt eine Baueinheit 18, die alle Bauteile der Umlenkrolle 1 umfasst. Zur Darstellung einer formschlüssigen Transportsicherung 19 für die Verschraubung 4 weist die Spritzschutzscheibe 8d im Bereich der Durchprägung 9d eine rechtwinklige Abkantung 20 auf, die formschlüssig in einen Freistich 21 der Verschraubung 4 eingreift. Die Spritzschutzscheibe 8d schließt mehrfach gekröpfte Abschnitte ein. Im Bereich der Durchprägung 9d ist eine Stufe 22 eingeformt, die zur Aufnahme eines elastischen Rings 23 bestimmt, der außenseitig kraftschlüssig an der Innenwandung 11 des Innenrings 3 abgestützt ist. Die Stufe 22 in Verbindung mit dem elastischen Ring 23 kann genutzt werden, um Fertigungstoleranzen zwischen dem Wälzlager 2 und der Spritzschutzscheibe 8d zu kompensieren. Folglich ist die Spritzschutzscheibe 8d mittelbar an dem Innenring 3 des Wälzlagers 2 abgestützt. Gleichzeitig oder alternativ bietet es sich an, den elastischen Ring 23 als Dichtmittel zwischen diesen Bauteilen zu benutzen. Über die Stufe 22 ist gleichzeitig die Verschraubung 4 zentriert. Dazu bildet die Stufe einen zylindrischen Abschnitt 29, an dem die Verschraubung unmittelbar geführt ist. Im Bereich der Stirnseite ist die Spritzschutzscheibe 8d mit einer Stufe 24 versehen, wodurch der radiale Abschnitt der Spritzschutzscheibe 8d mit einem axial vorspringenden Ansatz 25 einen Schraubenkopf 26 außenseitig umschließt.
Die Spritzschutzscheibe 8e gemäß 5 umfasst eine einen zylindrischen Abschnitt 27 aufweisende Durchprägung 9e, an dem sich eine Ringnut 28 anschließt, die zur Aufnahme des elastischen Rings 23 bestimmt ist. Die Verschraubung 4 ist an der Durchprägung 9e im Bereich der Ringnut 28 innenseitig zentriert. Der in die Ringnut 28 eingesetzte elastische Ring 23 kompensiert wie in der Beschreibung zu 4 ausgeführt, Fertigungs- und/oder Lagetoleranzen zwischen der Spritzschutzscheibe 9e und dem Wälzlager 2.

1: Umlenkrolle
2: Wälzlager
3: Innenring
4: Verschraubung
5: Außenring
6a: Laufscheibe
6b: Laufscheibe
7a: Bord
7b: Bord
8a: Spritzschutzscheibe
8b: Spritzschutzscheibe
8c: Spritzschutzscheibe
8d: Spritzschutzscheibe
8e: Spritzschutzscheibe
9a: Durchprägung
9b: Durchprägung
9c: Durchprägung
9d: Durchprägung
9e: Durchprägung
10: Mantelfläche
11: Innenwandung
12: Abkantung
13: Zwischenraum
14: Wälzkörper
15: Bördelung
16: Ringspalt
17: Dichtlippe
18: Baueinheit
19: Transportsicherung
20: Abkantung
21: Freistich
22: Stufe
23: elastischer Ring
24: Stufe
25: Ansatz
26: Schraubenkopf
27: Abschnitt
28: Ringnut
29: Abschnitt

Claims

Umlenkrolle für einen insbesondere als Riementrieb ausgeführten Zugmitteltrieb, die ein Wälzlager (2) einschließt, das außenseitig von einer mit einem Zugmittel zusammenwirkenden Laufscheibe (6a, 6b) umschlossen ist, wobei die Umlenkrolle (1) mittels einer in einem Innenring (3) des Wälzlagers (2) eingesetzten Verschraubung (4) an einem Maschinenteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrolle (1) eine mittelbar oder unmittelbar kraftschlüssig an dem Innenring (3) des Wälzlagers (2) befestigte, als Mehrfunktionsteil gestaltete Spritzschutzscheibe (8a–8e) einschließt die in einem Zentrum eine axial vorstehende, weitestgehend zylindrisch gestaltete Durchprägung (9a–9e) bildet, in der die Verschraubung (4) zentriert ist, wobei die Spritzschutzscheibe (8a–8e) über eine Mantelfläche (10) kraftschlüssig in den Innenring (3) des Wälzlagers (2) eingepresst ist und die sich radial über einen sich zwischen dem Innenring (3) und dem Außenring (5) des Wälzlagers (2) einstellenden Zwischenraum (13) erstreckt.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Spritzschutzscheibe (8a, 8d) gleichzeitig eine Transportsicherung für die Verschraubung (4) bildet.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei der ein Schraubenkopf (26) der Verschraubung (4) an einem radial ausgerichteten Abschnitt der Spritzschutzscheibe (8a–8e) abgestützt ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei die Durchprägung (9a) der Spritzschutzscheibe (8a) endseitig eine radial nach innen gerichtete Abkantung (12) oder Schräge aufweist, die als Transportsicherung der Verschraubung (4) und/oder als Montagehilfe der Spritzschutzscheibe (8a) nutzbar ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 4, bei der die Verschraubung (4) über die Abkantung (12) der Spritzschutzscheibe (8a) zentriert ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Spritzschutzscheibe (8c) über eine sich zum freien Ende konisch aufweitende Durchprägung (9c) kraftschlüssig an der Innenwandung (11) des Wälzlagers (2) befestigt ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, wobei die Befestigung der Spritzschutzscheibe (8d, 8e) über einen elastischen Ring (23) erfolgt, der zwischen der Durchprägung (9d, 9e) und der Innenwandung (11) des Innenrings (3) eingesetzt ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei der die Spritzschutzscheibe (8a–8e) zur Bildung einer Stufe (22, 24) zumindest einen gekröpften Abschnitt einschließt.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, wobei die Spritzschutzscheibe (8a; 8c–8e) an einem Außenumfang und/oder im Bereich der Durchprägung (9a; 9c–9e) eine rechtwinklige Abkantung oder Bördelung (15) einschließt.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, bei der ein sich im Einbauzustand zwischen der Spritzschutzscheibe (8b) und dem Außenring (5) des Wälzlagers (2) oder der Laufscheibe (6b) einstellender Ringspalt (16) von einem separaten, der Spritzschutzscheibe (8b) zugeordneten Dichtmittel abgedichtet ist.
Umlenkrolle nach Anspruch 10, wobei eine an dem Außenumfang der Spritzschutzscheibe (8b) positionierte Dichtlippe (17) mit dem Außenring (5) des Wälzlagers (2) oder der Laufscheibe (4) zusammenwirkt.
Umlenkrolle nach Anspruch 1, deren Spritzschutzscheibe (8a–8e) spanlos, insbesondere mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt ist.