DE3503311A1

DE3503311A1 - Aus kunststoff geformte riemenscheibe

Info

Publication number: DE3503311A1
Application number: DE19853503311
Authority: DE
Inventors: Edward William Molloy; Raymond Louis Port Clinton Ohio Richard jun.
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1985-09-12
Also published as: US4571226A; JPS60205066A

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe und insbesondere eine aus Kunststoff geformte Mitlauf-Riemenscheibe, in der ein Lager oder eine Zentralnabe aufgenommen sein kann.

Mitlauf-Riemenscheiben werden allgemein aus Metall durch Pressen oder Gießen hergestellt, sie können jedoch auch aus synthetischem Kunststoffmaterial geformt werden. Es ist bekannt, eine Mitlauf-Riemenscheibe aus zwei geformten Kunststoff-Einzelstücken zu bilden, und diese dann auf verschiedene Weise nachher zu verbinden. So wird in der US-PS 4 193 310 eine aus zwei Stücken aufgebaute Kunststoff-Mitlaufriemenscheibe gezeigt, bei der zwei getrennt ausgeformte Hälften durch Nieten zusammengehalten werden. Es ist klar, daß die Festigkeit einer solchen Einheit durch die Festigkeit der getrennten Befestigungsteile begrenzt wird, und eine einstückig geformte Riemenscheibe besäße von Haus aus größere Festigkeit. Wie sich jedoch aus der US-PS 4 177 685, Fig. 1, ergibt, bleibt dann notwendigerweise in der Keilriemennut eine Teillinie zurück, die durch ein bewegliches Formteil entsteht. Zusätzlich muß dann, wenn ein Zentrallager oder ein anderes Nabenteil eingesetzt werden soll, dieses getrennt in die Form eingesetzt und darin gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Kunststoff-Mitlaufriemenscheibe vermeidet die besprochenen Nachteile und Mängel der bekannten Riemenscheiben dadurch, daß eine aus zwei geformten Kunststoffteilen bestehende Riemenscheibe gefertigt wird, bei der die getrennten Hälften durch Rotations-Reibungsschweißen miteinander verbunden werden, so daß sich eine feste Einheit ergibt. Zusätzlich kann eine Metallnabe ohne weiteres vor dem Beginn des Rotationsvorganges in die Mitte der Riemenscheibe eingesetzt werden und die Keilriemennut der Riemenscheibe ist glatt und zeigt keine Teiloder Trennlinien. Darüberhinaus wirken die Verstärkungsrippen an der Außenseite jeder Riemenscheibenhälfte so zusammen, daß die Hälften durch Anlage an einen entsprechenden Drehantrieb leicht reibverschweißt werden können.

Die erfindungsgemäße Mitlauf-Riemenscheibe, die auch als Spannrollenscheibe eingesetzt werden kann, besteht aus ersten und zweiten Hälften, die jeweils eine allgemein zylindrische Nabe besitzen mit einem gestuften Abschnitt an der axial innenliegenden Seite und einen allgemein sich radial nach außen erstreckenden Steg, der einstückig damit ausgebildet ist. Die Oberfläche des Steges und des gestuften Nabenabschnittes jeder Riemenscheibenhälfte bilden eine kontinuierliche Oberfläche, die so geformt ist, daß der am Riemen anliegende Abschnitt der Oberfläche, im Radialschnitt gesehen, nicht gewendet ist oder eine Rückbiegung oder eine Hinterschneidung relativ zur Nabenachse zeigt. Jede Riemenscheibenhälfte enthält auch eine Reihe von radial angeordneten Verstärkungsrippen an ihrer axial außenliegenden Seite, die in Ebenen liegen, welche die Nabenachse enthalten, und diese können ebenso angeformt werden.

Die gestuften Abschnitte jeder Nabe sind zueinander komplementär und passend ausgeführt, so daß es möglich ist, sie in dichtem Paßeingriff aneinanderzusetzen. Die beiden Riemenscheibenhälften können dann durch Rotation oder Reibung miteinander verschweißt werden unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Drehantriebes, der an den radialen Verstärkungsrippen angreift. Dieser Aufbau bildet eine Riemenscheibe, deren Festigkeit mit der einer einstückig geformten Riemenscheibe vergleichbar ist, jedoch ohne Trennlinien an dem am Riemen anliegenden V-Einschnitt der Riemenscheibe. Zusätzlich kann die Nabe mit entsprechenden Flanschen versehen werden, um ein Lager oder ein anderes separates Metallnabenteil zu halten, das vor dem Reibschweißvorgang eingesetzt wird.

Damit ergibt sich als Ziel der Erfindung die Schaffung einer zweistückig geformten Kunstoff-Riemenscheibe, die als Mitlaufoder Spannrolle verwendet werden kann, mit einer einer einstückig geformten Riemenscheibe vergleichbaren Festigkeit. Es ist auch Ziel der Erfindung, eine derartige Riemenscheibe zu schaffen, deren Riemen-Eingriffsnut frei von Trennlinien ist, die sonst einen Verschleiß des Riemens verursachen könnten.

Dazu wird angestrebt, eine derartige Riemenscheibe mit radial gerichteten Verstärkungsrippen zu versehen, die beim Rotations-Reibschweißvorgang nützlich sind. Als weiteres Ziel wird angesehen, eine derartige Riemenscheibe zu schaffen, bei der ein zentrales Lager oder eine zentrale Metallnabe enthalten ist, das bzw. die nicht beim Formvorgang gesondert eingesetzt werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Radialschnitt einer erfindungsgeroäßen Riemenscheibe in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 einer Riemenscheibe, bei der die Einzelteile zusammengesetzt sind, und

Fig. 3 eine Teil-Draufsicht auf die zusammengesetzte Riemenscheibe.

Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen, besitzt eine Mitlauf- oder Spannrollen-Riemenscheibe 10 der erfindungsgemäßen Art eine erste Hälfte 12 und eine zweite Hälfte 14. Die Riemenscheibenhälfte 12 enthält eine zylindrische Zentralnabe 16 mit einem nach innen gezogenen Ringflansch 18 an der axial äußeren Seite und einer Ringschulter 20 an der axial inneren Seite. Ein Steg 22 erstreckt sich allgemein radial nach außen von der Nabe 16 weg und besitzt eine axial nach innen gewendete konische Seitenfläche 24. Die andere Seite des Steges 22 ist mit der Nabe 16 mittels einer Serie von sich radial erstreckenden Verstärkungsrippen 26 verbunden, die wie am besten in Fig. 3 zu sehen, in durch die Achse der Nabe 16 gehenden Ebenen liegen. Da, wie sich aus Fig. 1 ergibt, die Seitenfläche 24, die Oberfläche der Ringschulter 20 und die Innenfläche des Flansches 18 zusammen eine kontinuierliche Fläche bilden, die ihre Neigung nicht wendet

Λ-

oder eine Rückbiegung aufweist, gemessen relativ zur Achse der Nabe 16, kann diese kontinuierliche Oberfläche mittels eines einzigen Formelementes ausgeformt werden, das sich in Axialrichtung der Hälfte 12 bewegt. Das gleiche gilt auch für die axial nach außen gewendete Oberfläche der Hälfte 12, wenn beachtet wird, daß die Rippen 26 in axial angeordneten Ebenen liegen. Damit kann die erste Hälfte 12 der Riemenscheibe 10 durch ein Formelementenpaar ausgeformt werden, das sich voneinander zwischen den beiden Seiten des Steges 22 trennt.

Wie ebenfalls in Fig. 1 zu sehen, besitzt die zweiten Riemenscheibenhälfte 14 verschiedene mit denen der ersten Riemenscheibenhälfte 12 identische Teile, einschließlich einer allgemein zylindrischen Nabe 28 mit einem nach innen gewendeten Ringflansch 30 an der axial äußeren Seite der Nabe 28. Ein integraler Steg 32 erstreckt sich allgemein radial nach außen von der Nabe 28 weg und besitzt eine axial nach innen gewendete Seite 34, während die andere Seite des Steges 32 mit der Nabe 28 durch eine Reihe von sich radial erstreckenden Rippen 36 verbunden ist, die ebenfalls in die Achse der Nabe 28 enthaltenden Ebenen angeordnet sind. Alle die bisher erwähnten Teile sind symmetrisch zu ihren Gegenstücken an der ersten Riemenscheibenhälfte 12. Die Riemenscheibenhälfte 14 unterscheidet sich von der Riemenscheibenhälfte 12 durch die Ausbildung der axial innenliegenden Seite der Nabe 28, und zwar besitzt hier die Nabe 28 einen ringförmig eingeschnittenen Abschnitt 38, der komplementär zur Schulter 20 ausgebildet ist. Wenn die Riemenscheibe 10 zusammengefügt wird, liegt die Schulter 20 an einer kleinen Ringschulter 40 an, deren Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Ringschulter 20 ist. Der so gebildete gestufte Abschnitt 38, 40 bildet auch in Zusammenwirkung mit der Oberfläche der nach innen gewendeten Seite 34 des Steges 32 und der Innenfläche der Nabe 28 eine kontinuierliche Oberfläche, die ebenfalls, im radialen Querschnitt gesehen, ihre Richtung nicht relativ zur Achse der Nabe 28 wendet. Die Hälfte 14 kann deshalb ebenfalls durch nur zwei Formteile geformt werden, die sich längs einer gemeinsamen Achse trennen, wie es bei der Riemenscheibenhälfte 12 der Fall ist. Zu-

sätzlich sind die beiden gestuften Abschnitte der Naben 28 bzw. 16 zueinander komplementär und können in enge Anlage zueinander gebracht werden, so daß sie miteinander durch Reibschweißen verbunden werden, um die in Fig. 2 dargestellte Einheit zu bilden. Die so ausgebildete Einheit besitzt eine V-förmige, durch die Innenflächen der Seitenwände 24 und 34 gebildete Riemennut 42, und es sind keine Trennlinien oder Diskontinuitäten an dieser Riemennut vorhanden, die sonst möglicherweise einen erhöhten Verschleiß des Riemens verursachen könnten.

Zusätzlich kann ein Lager 44 oder ein besonderes Nabenteil zwischen den Flanschen 18 und 30 eingefangen werden, wobei es nicht nötig ist, sie beim Formen in der richtigen Lage zu halten. Weiter ergeben sich durch die Verstärkungsrippen 36 und 26 Einzelteile, die sich zum Anlegen eines entsprechenden Drehantriebes anbieten, wenn die Riemenscheibenhälften 12 und 14 in entgegengesetzter Richtung gedreht und miteinander in Berührung gebracht werden, um so aneinander die Reibungswärme zu erzeugen, die den Schweißvorgang ergibt. Es ist zu sehen, daß die Einzelform der gestuften Abschnitte auch je nach Notwendigkeit geändert werden kann, solange die erforderliche kontinuierliche hinterschnittfreie Oberfläche an beiden Riemenscheibenhälften vorhanden ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Riemenscheibe, aus zwei durch Formen herstellbaren Teilen gebildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe (10) eine erste Hälfte (12) mit einer einen gestuften Abschnitt (20) an ihrem axial inneren Ende enthaltenden Nabe (16) und einem sich allgemein radial nach außen erstreckenden, mit der Nabe (16) integralen Steg (22) enthält, wobei eine axial nach innen gewendete Seite (24) des Steges (22) und die Oberfläche des gestuften Abschnittes (20) zusammen eine kontinuierliche Oberfläche bilden, die in keinem Radialschnitt eine Rückwendung relativ zur Achse der Nabe (16) besitzt, die erste Hälfte (12) weiter mindestens eine allgemein planare, eine axial nach außen gewendete Seite des Steges (22) mit der Nabe verbindende axial angeordnete Rippe (26) enthält, so daß die erste Hälfte (12)

durch ein Paar Formelemente geformt werden kann, die sich zwischen den beiden Seitenflächen des Steges (22) trennen; und eine zweite Hälfte (14) mit einer einen gestuften Abschnitt (38, 40) komplementär zu dem gestuften Abschnitt (20) der ersten Hälfte (12) an ihrem axial inneren Ende aufweisenden Nabe (28) und mit einer ausreichend eng mit der Oberfläche des gestuften Abschnittes (20) der ersten Hälfte (12) in Eingriff bringbaren Oberfläche, um Reibverschweißen der beiden Hälften (12, 14) zuzulassen, wenn diese zueinander entgegengesetzt und in Berührung miteinander gedreht werden, wobei die zweite Hälfte (14) weiter einen allgemein radialen sich nach außen erstreckenden mit der Nabe (28) integralen Steg (32) enthält, wobei eine axial nach innen gewendete Seitenfläche (34) des Steges (32) und die Oberfläche des gestuften Abschnittes (38, 40) zusammen eine kontinuierliche Fläche bilden, von der kein Radialschnitt eine Rückwendung relativ zur Achse der Nabe (28) aufweist, die zweite Hälfte (14) ebenfalls mindestens eine allgemein planare, axial angeordnete und eine axial nach außen gewendete Seite des Steges (32) mit ihrer Nabe (28) verbindende Rippe (36) enthält, so daß die zweite Hälfte (14) ebenfalls durch ein Paar Formelemente geformt werden kann, die sich zwischen den beiden Seiten des Steges (32) trennen, die beiden komplementären gestuften Abschnitte (20; 38, 40) ein Reibverschweißen an dieser Stelle zur Bildung einer Riemenscheibe (10) der beiden getrennt geformten Hälften (12, 14) erlauben mittels eines mit den Rippen (26, 36) der Hälften (12, 14) zum Drehen der Hälften (12, 14) in entgegengesetzter Richtung und in Berührung miteinander in Eingriff bringbaren Drehantriebes, wobei die Naben (16, 28) zusammenwirkend die einzige Nabe der Riemenscheibe (10) bilden und die beiden axial nach innen gewendeten Flächen (24, 34) der Stege (22, 32) zusammenwirkend eine Riemennut bilden.

2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Naben (16, 28) der beiden getrennt geformten Hälften (12, 14) zur Aufnahme eines Lagers (44) zwischen den Flanschen (18, 30) gestaltet sind.