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Dokumentenidentifikation DE60116472T2 31.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001264112
Titel SPANNROLLE
Anmelder The Gates Corp., Denver, Col., US
Erfinder SERKH, Alexander, Troy, MI 48098-4696, US;
HODJAT, Yahya, Oxford, MI 48371-3410, US
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 60116472
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.03.2001
EP-Aktenzeichen 019146950
WO-Anmeldetag 05.03.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/07078
WO-Veröffentlichungsnummer 2001069097
WO-Veröffentlichungsdatum 20.09.2001
EP-Offenlegungsdatum 11.12.2002
EP date of grant 04.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.08.2006
IPC-Hauptklasse F16C 13/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Riemenscheiben und insbesondere Leerlaufrollen, wobei die Riemenscheiben aus Blech gestanzt oder geformt sind und fest an einem Innenring eines Lagers angeordnet sind.

Hintergrund der Erfindung

Die Kraftübertragung durch Riemen kann mittels einer Antriebs-Riemenscheibe und einer oder mehrerer angetriebener Riemenscheiben durchgeführt werden, um die ein Riemen geführt ist. Gelegentlich ist es erforderlich, dass der Riemen beim Betrieb zwischen der antreibenden Riemenscheibe und der angetriebenen Riemenscheibe seine Richtung ändert, um andere Bauteile zu umgehen. In diesem Fall kann der Riemen über Leerlaufrollen geführt werden, die eine Änderung der Riemenrichtung mit nur minimalem Effizienzverlust ermöglichen. Ferner können zum Spannen des Riemens automatische Spannvorrichtungen verwendet werden. In einem derartigen Fall ist die Leerlaufrolle an dem Schwenkarm der Spannvorrichtung angeordnet.

Leerlaufrollen weisen generell eine Basis auf, die an einer nichtdrehenden Fläche befestigt ist. Die Riemenanlagefläche oder Riemenscheibe ist dabei mittels eines Lagers drehbar mit der Basis verbunden. Das Lager kann vom Kugellager-Typ mit einem Innenring und einem Außenring sein. Bei den meisten Anordnungen ist der Innenring des Kugellagers mit der Laufrollen-Basis oder direkt mit der nichtdrehenden Befestigungsfläche verbunden.

Die Laufrolle ist dabei an dem Außenring des Kugellagers befestigt. Der Außenring und die Riemenscheibe drehen sich zusammen.

Ein Beispiel für diesen Stand der Technik ist das U.S.-Patent Nr. 5,725,448 von Kato et al., das einen derartigen Riemenscheibenkörper beschreibt, der an einem Außenring eines Kugellagers befestigt ist.

Es ist auch möglich, die Riemenscheibe an dem Innenring des Kugellagers zu befestigen, wobei der Außenring fest an einer Befestigungsfläche angebracht ist.

Ein Beispiel für diesen Stand der Technik ist das U.S.-Patent Nr. 5,421,788, das sämtliche Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt. Diese Veröffentlichung (4) zeigt eine Riemenscheibenspannvorrichtung mit einer Laufrolle und einer Lagervorrichtung. Die Laufrolle und die Lagervorrichtung weisen einen nichtdrehenden Außenring und eine Riemenscheibenwelle auf, die sich durch einen Innenring erstreckt. Ein axial verlaufender Endteil des Landbereichs der Riemenscheibe bildet eine Riemenscheibenwelle, die gleitend an der Innenwand des Lager-Innenrings angreift. Die Riemenscheibe ist an dem Innenring mittels einer Hülse 58 oder eines Schnapprings 46 befestigt, der den Lager-Innenring mit seiner radial verlaufenden Außenfläche axial gegen den Landbereich der Riemenscheibe drückt.

Zur Lehre des Standes der Technik zählt eine Riemenscheibenwelle, die zur Befestigung einer Riemenscheibe an einem Ring eines Lagers verwendet wird. Dies erhöht den Kostenaufwand für die Laufrolle hinsichtlich der Materialkosten sowie der Kosten für das Bearbeiten und Zusammenfügen.

Die vorliegende Erfindung, die in Anspruch 1 definiert ist, ermöglicht eine Reduzierung der Materialkosten.

Die Riemenscheibe kann aus Blech gestanzt sein und ein zentrales Loch zur Ausrichtung mit der Mittelachse des Lagers aufweisen. Der Außenring des Lagers kann an einer Befestigungsfläche angebracht sein.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1(a) zeigt eine vertikale Schnittansicht der Erfindung.

1(b) zeigt ein Detail einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

2 zeigt eine Laufrolle gemäß dem Stand der Technik.

3 zeigt ebenfalls eine Laufrolle gemäß dem Stand der Technik.

4 zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

1(a) zeigt eine seitliche Schnittansicht der Erfindung 90. Die Laufrolle 90 weist eine Riemenscheibe 15 auf. Die Riemenscheibe 15 weist eine Riemenanlagefläche 1 und eine Verbindungswand 8 auf. Die Riemenscheibe 15 kann eine "Rückseiten"-Riemenscheibe aufweisen, bei der die Riemenanlagefläche 1 eben ist. Die Riemenscheibe 15 kann auch eine Mehrfachkeilriemen-Anlagefläche 1 aufweisen. Die Riemenanlagefläche 1 beschreibt eine Kreisform um eine zentrale Achse. Die Riemenscheibe 15 weist ferner einen Landbereich 9 und eine Lippe 10 auf. Die Lippe 10 steht vertikal oder rechtwinklig von dem Landbereich 9 ab. Der Landbereich 9 kann auch einen Rand 19 aufweisen, der ein Loch bildet. Das Loch ist zentral in der Verbindungswand 8 angeordnet. Der Landbereich 9 hat eine über die Verbindungswand verlaufende Breite und umschließt das zentral angeordnete Loch. Durch das zentrale Loch kann ein Befestigungsteil 3 verlaufen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lippe 10 nur schräg von dem Landbereich 9 absteht, wie es möglicherweise zur Erzielung einer Ausrichtung und eines teilweisen Zusammengreifens mit dem Innenring 11 zwecks Zentrierens der Riemenscheibe 15 an der Mittelachse A und zwecks Verhinderns einer Seitenbewegung der Riemenscheibe 15 von der Riemenlast F weg erforderlich sein kann. Die Riemenscheibe 15 kann aus Blech gestanzt oder mittels auf dem Gebiet bekannter Metallformungsvorgänge gedreht sein. Die Verbindungswand 8 kann zwischen dem Landbereich 9 und der Riemenanlagefläche 1 eine reliefartige Ausgestaltung haben, um zu ermöglichen, dass die Verbindungswand 8 frei von dem Lager oder der Einfassung 5 bleibt und dadurch zu verhindern, dass die Verbindungswand 8 während des Betriebs an dem Außenring reibt.

Das Lager 20 weist einen Außenring 2, einen Innenring 11 und Kugellager 13 auf. Der Innenring 11 weist eine Außenfläche 12 auf und beschreibt einen Innenring-Bohrung 17. Der Landbereich 9 liegt an der Außenfläche 12 an und ist durch den Effekt des Befestigungsteils 3 und der Mutter 4 an die Außenfläche 12 angeklemmt. Der Landbereich 9 ist derart ausgebildet, dass er eine vertikale oder rechtwinklige Beziehung zwischen der Riemenanlagefläche 1 und der Außenfläche 12 herstellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Innenfläche 10 eine Lippe 10 aufweisen, welche die Riemenscheibe 15 innerhalb der Innenring-Bohrung 17 ausrichtet; siehe 1(a). Dadurch wiederum wird die Riemenanlagefläche 1 parallel mit einer zentralen Achse A ausgerichtet.

Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform kann die Innenfläche 10 auch eine Fläche 19 aufweisen, die an dem Befestigungsteil 3 anliegen kann. Die Fläche 19 steht ansonsten nicht in die Innenring-Bohrung 17 vor oder erstreckt sich in diese hinein; siehe 1(b). 1(b) zeigt ein Detail einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß einer wiederum weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fläche 19 nicht an irgendeiner Struktur anliegt. Der Landbereich 9 ist mittels eines Befestigungsteils 3 und einer Mutter 4 an der Außenfläche 12 befestigt und liegt nur an dieser an. Bei dieser alternativen Ausführungsform werden während des Zusammenbaus zunächst die Riemenanlagefläche 1 und die Mittelachse A ausgerichtet, gegebenenfalls durch Verwendung einer Zusammenbau-Hilfsvorrichtung. Das Lager 20 wird in korrekter Beziehung zur Riemenscheibe 15 an diese geklemmt oder an dieser gehalten. Die radiale Position der Riemenanlagefläche 1 relativ zu der zentralen Achse A wird ebenfalls mittels einer Hilfsvorrichtung eingestellt. Dies gewährleitstet eine korrekte koaxiale Anordnung zwischen der Drehachse der Riemenanlagefläche und der Mittelachse. Nachdem die korrekte radiale Position der Riemenanlagefläche 1 und der Mittelachse A erzielt worden ist, werden das Befestigungsteil 3 und die Mutter 4 angebracht, um den Landbereich 9 an der Außenfläche 12 festzuklemmen.

Bei dem Lager 20 kann es sich um ein beliebiges auf dem Gebiet bekanntes Lager handeln, das einen Innenring und einen Außenring aufweist, die sich relativ zueinander drehen. Zu diesen Lagern können, ohne darauf beschränkt zu sein, Kugellager, Nadellager, Rollenlager oder Lager vom Hülsen-Typ zählen. Das Lager 20 kann selbstschmierend sein oder Zusatz- oder Zwangsschmierung erfordern.

Das Befestigungsteil 3, das einen Stift aufweist, und ein Rückhalteteil, das eine Mutter 4 aufweist, sowie ein Flansch 16 sichern die Riemenscheibe 15 an dem Innenring 11. Das Befestigungsteil 3 kann auch einen Stab mit einem Flansch 16 aufweisen, welcher mit einem (nicht gezeigten) Schnappring anstelle einer Mutter zusammenwirkt. Das Befestigungsteil 3 funktioniert nicht notwendigerweise als Vorrichtung zum Ausrichten der Riemenscheibe 15 mit der Mittelachse A. Der Stift 3 und die Mutter 4 sichern einfach den Landbereich 9 an der Außenfläche 12 des Innenrings. Die Ausrichtung der Riemenanlagefläche 1 mit der Innenring-Außenfläche 12 und der Mittelachse A kann in der oben beschriebenen Weise oder durch Zusammengriff der Lippe 10 mit dem Innenring 11 erfolgen. Die Lippe 10 hat eine minimale Länge L, die ausreichend ist, um die Riemenscheibe 15 in der korrekten Position relativ zum Innenring 11 und der Mittelachse A zu halten, wenn eine Riemenlast L auf die Laufrolle aufgebracht wird. Die Riemenscheibe 15 wird ferner durch die Klemmkraft der Befestigungsvorrichtung 3, 4 an dem Landbereich 9 gehalten. Die korrekte Ausrichtung der Riemenanlagefläche 1 und des Innenrings 11 wird durch die rechtwinklige Anordnung der Riemenanlagefläche 1 und des Landbereichs 9 relativ zueinander erzielt, sowie dadurch, dass der Landbereich 9 an der Außenfläche 12 befestigt ist.

4 zeigt eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform. Gemäß der alternativen Ausführungsform bildet die Verbindungswand 8 kein zentrales Loch. Stattdessen steht von dem Landbereich 9 ein Befestigungsstab oder -bolzen 60 rechwinklig oder normal zu der Verbindungswand 8 ab. Das Befestigungsteil 60 verläuft im Wesentlichen koaxial zur Mittelachse A durch die Innenring-Bohrung 17. Dann wird eine Mutter oder ein Rückhalteteil 61 an dem Ende des Befestigungsteils 60 befestigt, um die Riemenscheibe 15 an dem Innenring 11 festzulegen. Die Mutter 61 kann auch einen Flansch 62 aufweisen, um den Zusammenbau mit dem Innenring 11 zu erleichtern.

Der Lager-Außenring 2 ist an einer Befestigungsfläche 6 gesichert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Außenring in die Einfassung 5 gedrückt. Die Einfassung 5 kann an der Befestigungsfläche 6 mittels Befestigungsteilen 7 oder eines beliebigen anderen auf dem Gebiet bekannten Verfahrens befestigt sein. Die Befestigungsteile 7 können Stifte oder Nieten oder irgendeinen anderen geeigneten Typ von Befestigung aufweisen, der auf dem Gebiet bekannt ist, einschließlich des Anschweißens der Einfassung an die Befestigungsfläche. Die Einfassung 5 kann auch ein integraler Teil der Befestigungsfläche sein, z.B. indem sie mit der Befestigungsfläche zusammen gegossen ist. Die Befestigungsfläche 6 kann an einem Schwenkarm für eine Riemenspannvorrichtung oder an den Zusatz-Antriebsflächen eines Motors oder Aggregats, wie z.B. eines Kraftfahrzeugmotors, oder an einer beliebigen anderen Fläche angeordnet sein, die zum Halten einer Laufrolle geeignet ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform dreht die Riemenscheibe 15 mit dem Innenring 11, während der Außenring 2 stationär bleibt. Indem der Außenring 2 stationär gehalten wird, werden die Ring-Geschwindigkeit und somit die Geschwindigkeit der Kugellager beträchtlich reduziert. Dadurch wiederum wird der Verschleiß des Lagers beträchtlich reduziert, und der Bedarf an Schmierung wird verringert.

2 zeigt eine Laufrolle gemäß dem Stand der Technik. Die Laufrolle 56 weist eine Welle 58 auf, die passend in eine ringförmige Öffnung 40 eines Innenrings eingreift und durch diese verläuft. Ein Kugellager weist einen Innenring 38, einen Außenring 36 und Kugellager 54 auf. Der Außenring 36 wird in eine Aufnahmeinfassung 32 gedrückt. Eine Halteeinfassung 52 wird über das Ende einer Welle 58 gedrückt, um die Welle 58 in der ringförmigen Öffnung 40 zu halten. Dann wird ein Rückhalteteil 50 in die Aufnahmeinfassung 32 gedrückt, um den Außenring 36 in der Aufnahmeinfassung 32 zu halten.

3 zeigt eine weitere Laufrolle gemäß dem Stand der Technik. Eine an einem Stift 84 befestigte Mutter 78 hält einen Kugellager-Innenring 72 in Position an einer Befestigungsfläche 80. An einem Außenring 74 ist eine Riemenscheibe 70 angeordnet. Die Riemenscheibe 70 dreht sich mit einem Außenring 74 um den Innenring 72.

Obwohl hier eine einzige Form der Erfindung beschrieben worden ist, wird Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, dass an der Ausgestaltung und der gegenseitigen Beziehung von Teilen Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der hier beschriebenen Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. Leerlaufrolle (90) mit:

    einer Riemenanlagefläche (1), die eine Kreisform beschreibt;

    einer Verbindungswand (8), die mit der Riemenanlagefläche verbunden ist, wobei die Verbindungswand eine normal zu der Riemenanlagefläche verlaufende Ebene aufweist und einen Landbereich (9) aufweist, wobei der Landbereich einen Rand (19) hat, der ein Loch beschreibt, welches von dem Landbereich umschlossen ist, und wobei der Landbereich und das Loch im Wesentlichen zentrisch in der Verbindungswand angeordnet sind;

    einem Lager mit einem Innenring (11) und einem Außenring (2), wobei der Innenring eine normal zu einer zentralen Achse verlaufende Außenfläche (12) und eine Innenring-Bohrung (17) aufweist;

    wobei der Landbereich an der Außenfläche befestigt ist, wodurch die Riemenanlagefläche im Wesentlichen senkrecht zu der Außenfläche verläuft;

    gekennzeichnet durch

    ein Befestigungsteil (3), das durch das Loch verläuft und gegen den Landbereich drückt; und

    ein Rückhalteteil (4), das mit dem Befestigungsteil zusammenwirkt, um den Landbereich an der Außenfläche festzulegen.
  2. Leerlaufrolle nach Anspruch 1, bei der der Randteil ferner aufweist:

    einen Lippenteil (10), der unter einem Winkel relativ zu dem Landbereich verläuft;

    wobei der Lippenteil mit der Bohrung des Innenrings zusammenwirkt, wodurch die Verbindungswand im Wesentlichen parallel zu der Außenfläche verläuft.
  3. Leerlaufrolle nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Außenring an einer Fläche angeordnet ist.
  4. Leerlaufrolle nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Verbindungswand und die Riemenanlagefläche ein einziges Teil bilden, das aus Blech gestanzt ist.
  5. Leerlaufrolle nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Verbindungswand und die Riemenanlagefläche ein einziges Teil bilden, das durch Metallformung drehend hergestellt ist.
  6. Leerlaufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Lager selbstschmierend ist.
  7. Leerlaufrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Riemenanlagefläche ein im Wesentlichen flaches Profil beschreibt.
  8. Leerlaufrolle nach einem der Ansprüche 1–6, bei der die Riemenanlagefläche ein Mehrfachrippenprofil beschreibt.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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