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Patent Searching and Data


Title:
RUNNER PLATE WITH INTEGRATED ROLLING BODY RACEWAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/082618
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rolling-bearing-mounted runner plate (1), which is configured as a single piece produced by means of a non-cutting process, for a traction mechanism drive. The runner plate (1), which has a C-shaped cross-sectional profile, forms a hub (3) in which a raceway (4) is formed for the guidance of rolling bodies (5) of a rolling bearing (6).

Inventors:
SCHENK, Rainer (Mühltalstrasse 82, Fürth, 90766, DE)
BOGNER, Michael (Forchheimer Strasse 5, Eckental, 90542, DE)
Application Number:
EP2006/069884
Publication Date:
July 26, 2007
Filing Date:
December 19, 2006
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
SCHENK, Rainer (Mühltalstrasse 82, Fürth, 90766, DE)
BOGNER, Michael (Forchheimer Strasse 5, Eckental, 90542, DE)
International Classes:
F16C13/00; F16H55/44
Foreign References:
DE2531699A11977-02-03
DE4404193A11995-08-17
DE2203681A11972-08-24
US3833278A1974-09-03
DE202005011230U12005-09-22
Attorney, Agent or Firm:
SCHAEFFLER KG (Industriestrasse 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Laufscheibe für einen Zugmitteltrieb, ausgeführt als ein einteiliges Spanlosteil, an dessen Mantelfläche (2, 22) ein Zugmittel geführt ist und des- sen Nabe (3, 23) mit einem Wälzlager (6, 26) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3, 23) der C-förmig gestalteten Laufscheibe (1 , 21 ) gleichzeitig einen Wälzlagerring bildet und dazu in die Nabe (3, 23) zumindest eine Laufbahn (4, 24a, 24b) zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern (5, 25) eingeformt ist.

2. Laufscheibe nach Anspruch 1 , wobei die Nabe (3, 23) die Funktion eines Außenrings oder eines Innenrings des Wälzlagers (6, 26) übernimmt.

3. Laufscheibe nach Anspruch 1 , die aus einem Stahlblech, spanlos durch ein Tiefziehverfahren hergestellt ist.

4. Laufscheibe nach Anspruch 1 , zu deren Herstellung ein Fließpressverfahren vorgesehen ist.

5. Laufscheibe nach Anspruch 1 , die ein Rollieren, Kaltwalzen, Schmieden oder Schleifen einschließt, zur Nachbehandlung der Laufbahn (4, 24a, 24b).

6. Laufscheibe nach Anspruch 1 , bei der die Laufbahn (4, 24a, 24b) nach einem partiellen Härten in die Nabe (3, 23) eingeformt wird.

7. Laufscheibe nach Anspruch 1 , wobei in die Nabe (23) zwei axial beabstandete Laufbahnen (24a, 24b) für die Wälzkörper (25) eingeformt sind.

8. Laufscheibe nach Anspruch 1 , deren Wandstärke „Si" im Bereich der Nabe (23) die Wandstärke „S 2 " aller übrigen Laufscheibenbereiche über-

trifft.

9. Laufscheibe nach Anspruch 1 , bei der ein freier zylindrischer Abschnitt (9, 29) der Nabe (3, 23) zur Aufnahme eines Dichtrings (8) bestimmt ist, mit dem das Wälzlager (6, 26) abgedichtet ist.

10. Laufscheibe nach Anspruch 9, wobei der Dichtring (8) mittels einer rechtwinklig abgekanteten Armierung (10) kraftschlüssig an den Abschnitt (9) der Nabe (3) befestigt ist.

1 1. Laufscheibe nach Anspruch 10, bei der die Armierung (10) des Dichtrings (8) über einen beschichteten Schenkel (11 ) an dem Abschnitt (9) der Nabe (3) abgestützt ist.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Laufscheibe mit integrierter Wälzkörperlaufbahn

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Laufscheibe für einen Zugmitteltrieb mit einem C- förmig gestalteten Querschnittsprofil. Die einteilig ausgeführte, als Spanlosteil konzipierte Laufscheibe, ist im Einbauzustand über eine Mantelfläche mit einem Zugmittel verbunden. Die Nabe der Laufscheibe steht mittelbar oder unmittelbar mit einem Wälzlager in Verbindung.

Hintergrund der Erfindung

Bekannte Laufscheiben sind mit herkömmlichen Wälzlagerungen drehbar gelagert, wobei beispielsweise ein Außenring mittels einer Presspassung in die Nabe der tiefgezogenen Laufscheibe eingepresst wird. Diese Bauart erfordert hohe Herstellkosten, eine aufwändige Montage und umfasst eine nachteilig gro- ßen Bauteileumfang, verbunden mit einem relativ hohen Gewicht. Zusätzlich hat der Pressverband zwischen dem Wälzlager und der Laufscheibennabe negativen Einfluss auf das Radialspiel des eingepressten Wälzlagers. Weiterhin besteht die Gefahr, dass bei einem Zusammentreffen von Fertigungstoleranzen ein selbstständiges Abwandern bzw. Lösen der Laufscheibe von dem Wälzla- gerring eintreten kann.

In dem Dokument US 38 33 278 A ist eine spanlos geformte Laufscheibe offenbart, deren Nabe an einem Innenring eines Wälzlagers positioniert ist, wobei der Wälzlager-Außenring in einem ortsfesten Gehäuse lagefixiert ist. Der Nach- teil dieses Konzepts besteht darin, dass zur Lagerung der Laufscheibe ein Wälzlager mit einem Innen- und einem Außenring erforderlich ist. Dadurch wird die Herstellung der Laufscheibe erschwert, da einerseits die Lagerringe zu fertigen und zu montieren sind, wobei aufgrund der aufwändigen Querschnittsform

der Laufscheibennabe eine Fixierung des Innenrings über einen Bord erforderlich ist, was die Herstellkosten der Laufscheibe entsprechend erhöht.

Eine weitere, einen zweiteiligen Aufbau einschließende Laufscheibe ist aus der DE 2 203 681 A1 bekannt. Ein sogenannter Riemenscheibenkranz ist dabei mit einem speichenförmigen Flansch versehen, wobei die Nabe eingeformte Wälzkörper-Laufbahnen einschließt. Zur Bildung eines Wälzlagers sind die Wälzkörper außenseitig an einem ortsfesten Lagerteil geführt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und bauteiloptimierte Laufscheibe zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs umfasst die einteilig, als Spanlosteil gestaltete Laufscheibe ein C-förmig gestaltetes Querschnittsprofil, wobei die Nabe gleichzeitig die Funktion eines Wälzlagerring übernimmt. Dazu ist in die Nabe zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern zumindest eine Laufbahn spanlos eingeformt. Das erfindungsgemäße Konzept vermeidet die zuvor genannten Nachteile, in dem die einteilige Laufscheibe in einem spanlosen Formgebungsverfahren so hergestellt wird, dass dieses Verfahren gleichzeitig das Einformen einer Laufbahn zur Aufnahme und Führung von Wälzkörpern ein- schließt. Diese Maßnahme bewirkt für die einteilige Laufscheibe im Betriebszustand eine sichere Lagepositionierung, da die Wälzkörper sozusagen eine formschlüssige Sicherung der Laufscheibe auf dem Wälzlager bewirken. Gleichzeitig verringert sich der Bauteileumfang und das Gewicht der Laufscheibe. Das Herstellverfahren der Laufscheibe kann vorteilhaft so abgestimmt wer- den, dass sich eine eingeengte Fertigungstoleranz einstellt, wodurch sich eine für die Funktion der Wälzlagerung erforderliche eng eingrenzbare Radialluft einstellt. Dieses Verfahren ist einsetzbar, da nach dem Formgebungsverfahren zur Herstellung der Laufscheibe kein nachfolgender Fügevorgang bzw. Press-

Vorgang die Radialluft des Wälzlagers beeinflusst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2-1 1.

In vorteilhafter Weise kann die Nabe der einteiligen Laufscheibe so ausgelegt werden, dass diese die Funktion eines Außenrings oder eines Innenrings des Wälzlagers einnimmt. Abhängig von der Umgebungskonstruktion kann somit die Wälzkörperlaufbahn in die Mantelfläche der Nabe oder alternativ im Bereich der Innenwandung der Nabe eingeformt werden.

Als bevorzugtes Formgebungsverfahren zur Herstellung der Laufscheibe ist ein Tiefziehverfahren vorgesehen, mit dem die Laufscheibe aus Stahlblech spanlos herstellbar ist. Alternativ dazu bietet sich ein Fließpressverfahren an, um eine kostengünstige Laufscheibe spanlos herstellen zu können. Unabhängig von dem eingesetzten Verfahren wird die Laufbahn für die Wälzkörper direkt in die Nabe der Laufscheibe eingeformt.

Weiterhin schließt die Erfindung bedarfsabhängig eine Nachbehandlung der Laufbahn ein, wozu unterschiedliche Verfahren einsetzbar sind, um die Reibung zu optimieren und / oder die Geräuschentwicklung zu reduzieren. Zur Nachbehandlung kann die Laufbahn rolliert, kaltgewalzt oder geschmiedet werden. Hierdurch wird eine Ausrichtung der Fasern im Werkstoffgefüge und somit eine Kaltverfestigung erreicht. Diese Maßnahme wirkt sich positiv auf die Belastbar- keit, die Tragzahl des Lagers aus, wodurch die Lebensdauer gesteigert werden kann. Als weitere Maßnahme bietet sich an, die Wälzkörperlaufbahn spanlos in die Nabe der Laufscheibe einzubringen, nachdem diese zuvor partiell gehärtet und geschliffen wurde.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, in die Nabe zwei axial beabstandete Laufbahnen für die Wälzkörper einzubringen, zur Darstellung eines zweireihigen Wälzlagers. Damit kann die Tragfähigkeit des Wälzlagers erhöht werden, wodurch sich das erfindungsgemäße Konzept auch für

hochbelastete Laufscheiben einsetzbar ist.

Als weitere Maßnahme zur Optimierung der Tragfähigkeit der Wälzlagerung weist die erfindungsgemäße Laufscheibe im Bereich der Nabe eine Wandstärke auf, die eine Wandstärke der üblichen Laufscheibenbereiche übertrifft. Diese Maßnahme sorgt im Bereich der Wälzlagerung für eine bauteilfeste, steife Gestaltung, was insbesondere für Laufscheiben von Vorteil ist, die für hohe Drehzahlen auszulegen sind.

Durch eine gezielte technologische Abstimmung und durch die Verwendung von spezieller Werkstoffe kann eine weitere Optimierung der Tragfähigkeit der Wälzlagerung erfolgen.

Bevorzugt schließt die erfindungsgemäße Laufscheibe im Bereich der Nabe einen zylindrischen Abschnitt ein, der zur Aufnahme eines Dichtrings bestimmt ist. Der ortsfest an der Nabe befestigte und mit der Nabe umlaufende Dichtring ist vorteilhaft so gestaltet, dass sich eine axiale bzw. stirnseitige Abdeckung des Wälzlagers einstellt. Dazu bietet es sich an, den Dichtring mit einer elastischen Dichtlippe zu versehen, die unter Einhaltung eines geringen Spaltmaßes bis an den zugehörigen weiteren Lagerring des Wälzlagers geführt ist oder mit einer geringen Kraft an diesem Lagerring abgestützt ist. Der eingesetzte Dichtring ist vorteilhaft mit einer rechtwinklig abgekanteten Armierung versehen, die kraftschlüssig in oder an der Aufnahme der Nabe der Laufscheibe mittels einer Presspassung befestigt ist. Dabei bietet es sich an, den mit der Nabe in Verbin- düng stehenden Abschnitt der Armierung zu beschichten oder mit einer Gummierung zu versehen, wodurch ein Schmiermittelaustritt aus dem Wälzlager wirksam unterbunden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen die Figuren, die nachfolgend beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1 in einer hälftigen Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Laufscheibe, die mit einem separaten Lagerring ein einreihiges Wälz- lager bildet;

Figur 2 eine ebenfalls im Halbschnitt abgebildete erfindungsgemäße

Laufscheibe, die über ein zweireihiges Wälzlager drehbar gelagert ist.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die im Schnitt dargestellte Laufscheibe 1 gemäß Figur 1 ist mittels eines spanlosen Formgebungsprozesses, insbesondere einem Tiefziehverfahren herge- stellt. Die Laufscheibe 1 bildet dabei ein C-förmiges, einseitig offenes Querschnittsprofil. Im Einbauzustand ist an einer Mantelfläche 2 der Laufscheibe 1 ein in Figur 1 nicht abgebildetes Zugmittel, insbesondere ein Riemen geführt. Radial beabstandet zur Mantelfläche 2 bildet die Laufscheibe 1 eine Nabe 3 mit einer gegenüber der Mantelfläche 2 reduzierten Längserstreckung. In die Nabe 3 ist spanlos eine Laufbahn 4 eingeformt, die als Aufnahme und Führung von Wälzkörpern 5 eines Wälzlagers 6 bestimmt ist. Die Nabe 3 übernimmt damit die Funktion eines äußeren Lagerrings des Wälzlagers 6, dem innenseitig ein Innenring 7 zugeordnet ist, welcher beispielsweise auf einer in Figur 1 nicht abgebildeten Welle fixiert ist.

Alternativ dazu bietet es sich an, das Wälzlager 6 ohne separate Lagerringe zu gestalten, wobei die Wälzkörper 5 innenseitig in einer Laufbahn einer Welle geführt sind. Erfindungsgemäß bietet es sich an, die Laufbahn 4 unmittelbar im Zusammenhang mit dem spanlosen Formgebungsprozess der Laufscheibe 1 herzustellen. Zur Optimierung der Laufbahnqualität kann diese rolliert, kaltgewalzt geschmiedet oder geschliffen werden, um beispielsweise eine Ausrichtung der Fasern im Werkstoffgefüge herzustellen, wodurch die Belastbarkeit, die Tragzahl des Lagers gesteigert werden kann. Weiterhin schließt die Erfin-

dung im Bereich der Nabe 4 eine partielle Härtung der Laufscheibe 1 ein, oder ausschließlich im Bereich der Laufbahn 4, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Tragfähigkeit des Wälzlagers 6 auswirkt.

Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Laufscheibe 1 schließt außerdem Maßnahmen zur gezielten Abdichtung des Wälzlagers 6 ein. Dazu ist ein Dichtring 8 vorgesehen, der an einem zylindrischen Abschnitt 9 der Nabe 3 befestigt ist. Zur einfache Fixierung des Dichtrings 8 ist dieser mit einer Armierung 10 versehen, deren rechtwinklig ausgerichteter Schenkel 1 1 kraftschlüssig in die Nabe 3 im Bereich des zylindrischen Abschnitts 9 eingepresst wird. Alternativ dazu bietet es sich an, die Armierung 10 so zu gestalten, dass deren Schenkel 1 1 den zylindrischen Abschnitt 9 außenseitig umschließt. Der in Figur 1 vergrößert dargestellte Dichtring 8 ist im eingebauten Zustand unter Einhaltung eines Spaltmaßes bis an eine Mantelfläche des Innenrings 7 geführt. Alternativ dazu bietet es sich an, dass eine Dichtlippe 12 des Dichtrings 8 mit einer geringen Anlagekraft an dem Innenring 7 abgestützt ist. Weiterhin ist der Schenkel 1 1 der Armierung 10 mit einer Gummierung 13 oder alternativ mit einer Beschichtung versehen, die im Einbauzustand des Dichtrings 8 eine wirksame Abdichtung zwischen der Nabe 3 und der Armierung 10 sicherstellt. Zur Erzielung eines beidseitig abgedichteten Wälzlagers 6 kann ein weiterer Dichtring 8 auf der vom zylindrischen Abschnitt 9 abgewandten Seite des Wälzlagers 6 in die Nabe 3 eingepresst werden.

Die Figur 2 zeigt die Laufscheibe 21 , die im Vergleich zu der Laufscheibe 1 ge- maß Figur 1 , eine größere Bauteilbreite aufweist. Das ebenfalls C-förmig gestaltete Querschnittsprofil der Laufscheibe 21 wird radial außenseitig von der Mantelfläche 22 und radial innenseitig von der Nabe 23 begrenzt. Die Nabe 23 ist mit zwei axial versetzt zueinander eingeformten Laufbahnen 24a, 24b für die Wälzkörper 25 des Wälzlagers 26 versehen. Das zur Herstellung der Lauf- Scheibe 21 vorgesehene spanlose Herstellverfahren schließt ebenfalls das Einformen der Laufbahnen 24a, 24b ein. Zur Erzielung einer größeren Steifigkeit der Laufscheibe 21 , die gleichzeitig die Tragfähigkeit des Wälzlagers 26 erhöht, übertrifft die Wandstärke „Si" der Nabe 23 die Wandstärke „S2" in den übrigen

Abschnitten der Laufscheibe 21. Zur Abdichtung des zweireihig aufgebauten Wälzlagers 26 bildet die Nabe 23 einen freien überstehenden zylindrischen Abschnitt 29 der zur Aufnahme bzw. Befestigung beispielsweise eines Dichtrings 8 gemäß Figur 1 genutzt werden kann.

Bezugszahlenliste

1 Laufscheibe

2 Mantelfläche

3 Nabe

4 Laufbahn

5 Wälzkörper

6 Wälzlager

7 Innenring

8 Dichtring

9 Abschnitt

10 Armierung

11 Schenkel

12 Dichtlippe

13 Gummierung

21 Laufscheibe

22 Mantelfläche

23 Nabe

24a Laufbahn

24b Laufbahn

25 Wälzkörper

26 Wälzlager

29 Abschnitt