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Dokumentenidentifikation DE202007010473U1 31.10.2007
Titel Befestigungsschraube für eine Umlenkrolle, die zumindest stirnseitig einen Innenring des Wälzlagers radial überdeckt
Anmelder Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
DE-Aktenzeichen 202007010473
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 31.10.2007
Registration date 27.09.2007
Application date from patent application 27.07.2007
IPC-Hauptklasse F16H 7/08(2006.01)A, F, I, 20070727, B, H, DE

Beschreibung[de]
Bezeichnung der Erfindung

Befestigungsschraube für eine Umlenkrolle, die zumindest stirnseitig einen Innenring des Wälzlagers radial überdeckt

Gebiet der Erfindung

Umlenkrollen oder Spannrollen finden Anwendung in Zugmitteltrieben, die in Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Aggregaten, wie beispielsweise Generator, Klimakompressor oder Wasserpumpe vorgesehen sind. Aufgrund der funktionsbedingt versetzten Anordnung einzelner Aggregate an der Brennkraftmaschine schließt der Zugmitteltrieb Umlenkrollen oder Spannrollen ein, um einerseits eine gezielte Führung des Zugmittels zu erreichen und zum anderen einen ausreichenden Umschlingungswinkel des Zugmittels an den einzelnen Riemenscheiben zu erreichen, zur Erzielung eines weitestgehend schlupffreien Antriebs.

Derartige Umlenkrollen oder Spannrollen umfassen ein zylindrisches Ringelement, dessen Mantelfläche mit dem Zugmittel des Zugmitteltriebs zusammenwirkt und das Innenseitig einen Außenring des Wälzlagers umschließt und an diesem Lagefixiert ist. Die Befestigung der Umlenkrolle oder Spannrolle erfolgt über eine Verschraubung, die in einer Aufnahme, die zentrische Bohrung des Wälzlagerinnenrings eingesetzt ist und deren Schraubenkopf sich stirnseitig an dem Innenring des Wälzlagers abstützt.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 43 840 A1 ist eine Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb bekannt, die zur Befestigung eine Verschraubung einschließt, deren radial abgestufter Abschnitt in den Innenring des Wälzlagers eingepasst ist. Der Schraubenkopf der Verschraubung ist unmittelbar an der Stirnseite des Wälzlager-Innenrings abgestützt. Der Umfangsseitig gerundete Bereich des Schraubenkopfs erstreckt sich nicht über die Kontur des Wälzlager-Innenrings.

Gemäß der DE 297 20 776 U1 ist eine Umlenkrolle bekannt, die einen Halteblech einschließt, welches zwischen dem Schraubenkopf der Verschraubung und dem Innenring des Wälzlagers eingefügt ist. Das außenseitig mit dem Ringelement der Spannrolle verbundene Halteelement überdeckt somit ganzflächig kreisringförmig das Wälzlager und greift innenseitig über einen gekröpften Abschnitt in den Wälzlager-Innenring.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umlenkrolle oder Spannrolle zu schaffen, bei der die Verschraubung das Wälzlager großflächig abdeckt und weiterhin exakt in dem Innenring des Wälzlagers zentriert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist danach eine Verschraubung zur Befestigung der Umlenkrolle vorgesehen, deren Schraubenkopf spielbehaftet in der Aufnahme des Wälzlager-Innenrings eingesetzt ist. Abweichend dazu ist der Schraubenschaft der Verschraubung in die als Stufenbohrung ausgeführte Aufnahme des Wälzlager-Innenrings zentriert bzw. eingepasst. Diese Maßnahme ermöglicht einen vorteilhaft geringen axialen Überstand der Verschraubung gegenüber der stirnseitigen Kontur der Umlenkrolle. Der Überstand beschränkt sich vorteilhaft auf die erfindungsgemäße, stirnseitige Bereiche des Wälzlager gezielt abdeckende Scheibe. Eine der Verschraubung oder der Aufnahme zugeordnete erfindungsgemäße Scheibe ist im Einbauzustand axial beabstandet zu dem Innenring des Wälzlagers ausgerichtet ist und erstreckt sich radial über die stirnseitige Kontur des Wälzlager-Innenrings. Dieser erfindungsgemäße Aufbau bewirkt eine optimale verlängerte Führung des Wälzlager-Innenrings auf dem Schaft der Verschraubung. Die scheibenartige Kontur des Schraubenkopfs bewirkt eine vollständige Überdeckung der stirnseitigen Kontur des Wälzlager-Inennrings. Vorteilhaft wird dadurch weder die Fertigungsstruktur noch eine beispielsweise durch Umwelteinflüsse sichtbare korrosive Stirnseite des Innenrings sichtbar, durch die der Eindruck entstehen kann, der für das Wälzlager verwendete Werkstoff sei von geringerer Qualität. Die dem Schraubenkopf oder der Aufnahme des Wälzlager-Innenrings zugeordnete Scheibe bewirkt mit einem geringen Kosten- und Montage-Aufwand eine wirksame verbesserte Bauteiloptik.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-17.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist die Scheibe einstückig mit dem Schraubenkopf verbunden. Diese Maßnahme verringert den Bauteileumfang und vereinfacht die Montage. Zur Darstellung einer solchen speziell gestalteten Verschraubung eignet sich eine Lochscheibe, die stoffschlüssig endseitig an dem Schraubenkopf befestigt ist.

Alternativ dazu bietet es sich an, eine Scheibe einzusetzen, die über einen axial vorstehenden zylindrischen Stutzen form- und/oder kraftschlüssig an dem Schraubenkopf befestigt ist. Weiterhin bietet es sich gemäß der Erfindung an, die Scheibe mit einem axial vorstehenden zylindrischen Stutzen form- und/oder kraftschlüssig in der Aufnahme des Wälzlager-Innenrings einzusetzen. Unabhängig von der Befestigung bietet es sich an, eine Scheibe zu verwenden, die zentrisch einen axial vorstehenden Stutzen, insbesondere Stutzen umfasst welcher der Außenkontur des Schraubenkopfs bzw. der Aufnahme des Wälzlager-Innenrings angepasst ist um eine form- und/oder kraftschlüssige Befestigung zu realisieren.

Die Scheibe ist bevorzugt spanlos aus einem dünnwandigen Blech, insbesondere Edelstahl, hergestellt. Vorteilhaft beeinflusst die insbesondere als ein Tiefziehteil gestaltete Scheibe nicht den Bauraum der Umlenkrolle. Alternativ zu einer Scheibe aus Blech schließt die Erfindung eine aus einem geeigneten Kunststoff hergestellte Scheibe ein.

Ein weiteres vorteilhaftes Konzept der Erfindung sieht ein Ringelement vor, das beidseitig des Wälzlagers einen radial nach innen gerichteten Bord bildet, der zumindest die Außenkontur von dem Außenring des Wälzlagers übergreift. Bedarfsabhängig bietet es sich weiterhin an, den Bord radial soweit zu verlängern, dass eine Innenkontur bis auf einen Ringspalt an den Innenring des Wälzlagers geführt ist. Bei einer derartigen Bordgestaltung des Ringelementes kann sich vorteilhaft eine radiale Überdeckung zwischen der Endzone des Bordes und der einstückig mit dem Schraubenkopf verbundenen Scheibe einstellen.

Diese Anordnung bewirkt eine vollständige stirnseitige Abdeckung beider Lagerringe, einschließlich des sich einstellenden kreisringförmigen für die Wälzkörper bestimmten Zwischenraums. Damit verbunden stellt sich eine verbesserte Abdichtung des Wälzlager-Innraums ein, da die Scheibe des Schraubenkopfs sowie der Bord des Ringelementes gleichzeitig ein Dichtlabyrinth bilden. Die Dichtwirkung verbessernd, bietet es sich an zwischen der dem Schraubenkopf zugeordneten Scheibe und dem Wälzlager-Außenring oder dem Bord des Ringelementes ein Dichtelement vorzusehen. Beispielsweise eignet sich dazu eine an der Scheibe der Verschraubung positionierte Dichtung, deren Dichtlippe an dem Bord des Ringelementes umlaufend abgestützt ist.

Bevorzugt ist die Verschraubung verliergesichert der Umlenkrolle bzw. Spannrolle zugeordnet. Zur Realisierung einer wirksamen Verliersicherung weist die Verschraubung im Bereich eines Schraubenschaftes ein Halteelement auf, das im Einbauzustand in der Aufnahme des Wälzlagerinnenrings elastisch verformt positioniert ist und damit die Verschraubung sichert. Als Halteelement eignet sich ein O-Ring, der in einer Ringnut des Schraubenschaftes eingesetzt, bei der Montage die Verschraubung wirksam lagepositioniert.

Stirnseitig ist in die Verschraubung als Werkzeugaufnahme bevorzugt ein Mehrkantprofil für einen Innensechskant- oder einen Torx-Schraubenschlüssel eingebracht ist.

Das Ringelement, welches das Wälzlager außenseitig umschließt ist bevorzugt aus Kunststoff hergestellt. Zur Schaffung einer dauerfesten lagefixierten Anbindung des Ringelementes an dem Außenring des Wälzlagers bietet es sich an, im Spritzgussverfahren des Ringelementes das Wälzlager als Einlageteil einzufügen, wodurch sich eine dauerfeste, formschlüssige Verbindung zwischen dem Ringelement und dem Wälzlager einstellt.

Alternativ zu einem Ringelement aus Kunststoff bietet es sich an, dieses Bauteil als Tiefziehteil spanlos herzustellen. Der Aufbau umfasst bevorzugt zwei spiegelbildlich zusammengefügte, aus einem Stahlblech geformte Hälften, die gemeinsam das Ringelement bilden. Zur Montage werden die einzelnen Hälften axial auf den Außenring des Wälzlagers geschoben und anschließend die Verbindungsstege des Ringelementes dauerfest, insbesondere mittels einer Punktschweißung verbunden.

Vorteilhaft ist die Verschraubung, insbesondere der Schraubenkopf in Verbindung mit der zugehörigen endseitigen Scheibe korrosionsgeschützt, wozu sich unterschiedliche Verfahren eignen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die nachfolgend detailliert beschrieben werden. Es zeigen:

1 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Spannrolle, bei der die Verschraubung einstückig mit einer Scheibe versehen ist;

2 eine der 1 entsprechende Spannrolle bei der abweichend die Verschraubung eine Alternative Werkzeugaufnahme einschließt;

3 eine Spannrolle, die als Verschraubung eine Standardschraube umfasst, die mit einer separaten Scheibe versehen ist, welche über einen Stutzen an dem zylindrischen Schraubenkopf befestigt ist;

4 eine separate Scheibe, die über einen Stutzen in der Aufnahme des Wälzlager-Innenrings eingesetzt ist.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die 1 zeigt eine auch als Umlenkrolle zu bezeichnede Spannrolle 1 in einer Schnittdarstellung. Der Aufbau der Spannrolle 1 umfasst ein Ringelement 2, welches ein Wälzlager 3 außen umschließt und über eine Mantelfläche 4 an einem Zugmittel 5, insbesondere einem Riemen eines Zugmitteltriebs abgestützt ist. Das Ringelement 2 umfasst zwei spiegelbildlich zusammengefügte, jeweils ein U-förmiges Querschnittsprofil bildende Hälften 6a, 6b, deren Stege 7a, 7b bevorzugt stoffschlüssig zusammengefügt sind. Die Hälften 6a, 6b umschließen einen Außenring 8 des Wälzlagers 3 und bilden weiterhin radial nach innen gerichtete Borde 9a, 9b ein, die stirnseitig des Wälzlagers 3 unter Einhaltung eines Ringspaltes 10 bis an einen Innenring 11 des Wälzlagers 3 geführt sind. Zur Befestigung der Spannrolle 1 ist eine Verschraubung 12 vorgesehen, die mit einem Schraubenschaft 13 in eine Aufnahme 14 des Innenrings 11 eingepasst ist. Ein zylindrisch gestalteter Schraubenkopf 15 der Verschraubung 12 ist mit einer Außenkontur spielbehaftet in einen stirnseitig gestuften Abschnitt 16 des Innenrings 11 eingesetzt. Im Betriebszustand der Spannrolle 1 ist die Verschraubung 12 über eine Auflage 17 kraftschlüssig an einer Stirnfläche 18 des Wälzlagerinnenrings 11 abgestützt. Der Schraubenkopf 15 ist auf der von der Auflage 17 abgewandten Seite einstückig mit einer Scheibe 19 versehen, die axial beabstandet mit einem Einbauspiel „x" zu einer Stirnseite des Innenrings 11 ausgerichtet verläuft. Zur Erzielung einer vollständigen radialen Überdeckung übertrifft die Scheibe 19 die stirnseitige Kontur des Innenrings 11. Als Werkzeugaufnahme 20 umfasst die Verschraubung 12 ein axial vorstehendes Sechskantprofil, über das in Verbindung mit einem separaten Werkzeug, insbesondere einem Schraubenschlüssel, die Verschraubung 12 fest montierbar ist. Zur Schaffung einer Verliersicherung für die Verschraubung 12 ist diese im Bereich des Schraubenschaftes 13 mit einer Ringnut 22 versehen, die zur Aufnahme eines Halteelementes 23 vorgesehen ist. Bevorzugt ist als Halteelement 23 ein elastischer O-Ring in die Ringnut 22 eingesetzt, der beim Einschub der Verschraubung 12 in die Aufnahme 14 des Innenrings 11 sich elastisch verformt und damit eine wirksame Verliersicherung für die Verschraubung 12 bildet, ohne dabei das Einschraubmoment für die Verschraubung 12 nachteilig zu erhöhen.

Die 2 bis 4 zeigen die Spannrolle 1 in Verbindung mit alternativ gestalteten Verschraubungen bzw. alternativ ausgeführten erfindungsgemäßen Scheiben. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher auf die Abweichungen gegenüber 1. Die Bezugsziffern aller übrigen Bauteile gemäß den 2 bis 4 stimmen überein mit der 1.

Die Verschraubung 24 gemäß 2 schließt als Werkzeugaufnahme ein Innen-Mehrkantprofil ein. Bevorzugt eignet sich dazu ein Sechskantprofil, in das formschlüssig ein separater in 2 nicht dargestellter Innen-Sechskantschlüssel einsetzbar ist, mit dem die Verschraubung 24 einschraubbar oder lösbar ist. Als Maßnahme, mit der eine verbesserte Abdichtung des Wälzlagers 3 erreicht werden kann, ist zwischen der einstückig mit dem Schraubenkopf 27 verbundenen Scheibe 26 und dem Bord 9b des Ringelementes 2 eine Abdichtung 28 vorgesehen. Dazu eignet sich insbesondere ein im Bereich der Außenkontur der Scheibe 26 positioniertes Dichtelement 29, welches über eine Dichtlippe stirnseitig an dem Bord 9b abgestützt ist. Damit ist das Wälzlager 3 wirksam gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere staub- und wassergeschützt.

In 3 ist die Spannrolle 1 in Verbindung mit der Verschraubung 30 dargestellt. Die eine Standardschraube umfassende Verschraubung 30 schließt in dem zylindrischen Schraubenkopf ein Innen-Mehrkantprofil ein, vergleichbar der Werkzeugaufnahme 25 gemäß 2. Dem Schraubenkopf 31 ist eine separate Scheibe 32 zugeordnet, die zentrisch einen Stutzen 33 umfasst, der bevorzugt kraftschlüssig den Schraubenkopf 31 umschließt. Die Scheibe 32 erstreckt sich radial bis eine Überdeckungszone zu dem Außenring 8 des Wälzlagers 3, wodurch das Wälzlager 3 stirnseitig vollständig durch die Scheibe 32 abgedeckt ist, sowie Bereiche von dem Bord 9b des Ringelementes 2.

Die 4 zeigt die Spannrolle 1 ebenfalls in Verbindung mit der Verschraubung 30 gemäß 3. In den radial gestuften Abschnitt 16 der Aufnahme 14 des Innenrings 11 ist die separate Scheibe 34 eingebracht, deren zentrischer Stutzen 35 insbesondere kraftschlüssig in den Abschnitt eingepresst ist. Die Scheibe 34 erstreckt sich übereinstimmend mit der in 3 abgebildeten Scheibe 32 radial bis in eine Überdeckungszone mit dem Außenring 8 des Wälzlagers 3.

1
Spannrolle
2
Ringelement
3
Wälzlager
4
Mantelfläche
5
Zugmittel
6a
Hälfte
6b
Hälfte
7a
Steg
7b
Steg
8
Außenring
9a
Bord
9b
Bord
10
Ringspalt
11
Innenring
12
Verschraubung
13
Schraubenschaft
14
Aufnahme
15
Schraubenkopf
16
Abschnitt
17
Auflage
18
Stirnfläche
19
Scheibe
20
Werkzeugaufnahme
21
Verliersicherung
22
Ringnut
23
Halteelement
24
Verschraubung
25
Werkzeugaufnahme
26
Scheibe
27
Schraubenkopf
28
Abdichtung
29
Dichtelement
30
Verschraubung
31
Schraubenkopf
32
Scheibe
33
Stutzen
34
Scheibe
35
Stutzen


Anspruch[de]
Umlenkrolle oder Spannrolle, eingesetzt in einem Zugmitteltrieb, umfassend ein Ringelement (2), an dessen Mantelfläche (4) ein Zugmittel (5), insbesondere ein Riemen geführt ist und das Ringelement (2) ein Wälzlager (3) außenseitig umschließt und an diesem lagefixiert ist wobei zur Befestigung der Umlenkrolle (1) oder Spannrolle eine Verschraubung (12, 24, 30) vorgesehen ist, die in einer Aufnahme (14) eines Innenrings (11) des Wälzlagers (3) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubenkopf (15, 27, 31) spielbehaftet und ein Schraubenschaft (13) zentriert in der Aufnahme (14) des Innenrings (11) eingesetzt ist und eine endseitige, dem Schraubenkopf (15, 27, 31) oder der Aufnahme (14) zugeordnete Scheibe (19, 26, 32) axial beabstandet zu dem Innenring (11) des Wälzlagers (3) ausgerichtet ist und zumindest eine stirnseitige Kontur des Innenrings (11) überdeckt. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (19, 26) einstückig mit dem Schraubenkopf (15, 27) verbunden ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (32) mit einem axial vorstehenden zylindrischen Stutzen (33) form- und/oder kraftschlüssig an dem Schraubenkopf (31) befestigt ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (34) mit einem axial vorstehenden zylindrischen Stutzen (35) form- und/oder kraftschlüssig in der Aufnahme (14) des Innenrings (11) eingesetzt ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (32, 34) aus Edelstahl hergestellt ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (15, 27, 31) in einem eine axiale Stufe bildenden Abschnitt (16) des Innenrings (11) eingreift. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bord (9a, 9b) des Ringelementes (2) einen Außenring (8) des Wälzlagers (3) umgreift. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine radiale Überdeckung zwischen der Scheibe (19, 26, 32, 34) und dem Bord (9b) des Ringelementes (2) einstellt. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Scheibe (26) und dem Außenring (8) des Wälzlagers 3 oder dem Bord (9b) des Ringelementes (2) eine Abdichtung (28) vorgesehen ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (12) verliergesichert in dem Innenring (11) des Wälzlagers (3) eingesetzt ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung einer Verliersicherung (21) die Verschraubung (12) im Bereich eines Schraubenschaftes (13) ein Halteelement (23) einschließt, das im Einbauzustand elastisch verformt, in der Aufnahme (14) des Innenrings (11) eingesetzt ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Halteelement (23) ein in eine Ringnut (22) der Verschraubung (12) eingesetzter O-Ring vorgesehen ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (15, 27, 31) eine Werkzeugaufnahme (20, 25) einschließt. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schraubenkopf (15, 27) eine Werkzeugaufnahme (25) für einen Innensechskantschlüssel oder einem Torx-Schraubenschlüssel eingebracht ist. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Kunststoff hergestelltes Ringelement (2) das Wälzlager (3) außenseitig umschließt. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei spiegelbildlich zusammengefügte, aus einen Stahlblech geformte Hälften das Ringelement (2) bilden. Umlenkrolle oder Spannrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung (12, 24, 30), insbesondere der Schraubenkopf (13, 27, 31) in Verbindung mit der zugehörigen Scheibe (19, 26, 32) einen Korrosionsschutz aufweisen.






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