Bezeichnung der Erfindung

Transportsicherung für eine Umlenkrolleneinheit

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkrolle für einen Zugmitteltrieb, insbesondere Riementrieb einer Brennkraftmaschine. Die Umlenkrolle umfasst ein Wälzlager, dessen von einer Laufscheibe umschlossener Außenring mit dem Zugmittel zusammenwirkt. Der Innenring des Wälzlagers ist mittels einer verliergesicherten Verschraubung an einem Maschinenteil befestigt, dem die Um- lenkrolle zugeordnet ist. Zur Erzielung einer definierten Einbaulage, ist zwischen dem Wälzlager und dem Maschinenteil ein Distanzstück vorgesehen.

Hintergrund der Erfindung

Umlenkrollen in Zugmitteltrieben werden bevorzugt eingesetzt, um einen für die Funktion des Zugmitteltriebs erforderlichen Umschlingungsgrad des Zugmittels beispielsweise an der Abtriebsscheibe des Riementriebs zu gewährleisten, verbunden mit einem schlupfarmen Antrieb. Weiterhin ermöglichen Umlenkrollen die Darstellung eines bestimmten Riemenlayouts, wodurch das Zugmittel beispielsweise gezielt in einem von Konturen der Brennkraftmaschine oder Bauteilen innerhalb des für die Brennkraftmaschine vorgesehenen Einbauraums geführt werden kann. Zur Montagevereinfachung ist die Verschraubung der Umlenkrolle verliergesichert angeordnet, sodass beispielsweise für eine automati- sierte Montage der Umlenkrolle die dazu notwendige Verschraubung stets der Umlenkrolle zugeordnet ist.

Aus der DE 42 42 293 ist eine Umlenkrolle bekannt, die mittels einer Schraube

an einem Schwenkarm eines Spannsystems befestigt ist. Zwischen dem Schraubenkopf und einer Stirnfläche des Wälzlager-Innenrings ist eine als Unterlegscheibe für die Schraube bestimmte Scheibe vorgesehen, die zusätzlich einen Schmutzeintrag in das Wälzlager verhindern soll. Die Anordnung und die Gestaltung der Scheibe bildet keine wirksame verliergesicherte Anordnung der Schraube.

Die DE 198 36 191 B4 zeigt und beschreibt eine Sicherung, mit der die Befestigungsschraube einer Umlenkrolle an dem Innenring des Wälzlagers positioniert werden kann. Dazu ist ein aus Kunststoff hergestellter Haltering unter Vorspannung in die Bohrung des Innenrings eingepresst. In die Bohrung des Halteelementes ist im Einbauzustand die Verschraubung eingesetzt. Zur Erzielung einer Halterung ohne nachteilige Beeinflussung der Verschraubung, weist diese einen sogenannten Freistich auf, einen Abschnitt reduzierten Durchmessers im Ver- gleich zu dem Gewindeschaft. Im Einbauzustand ist der Haltering dem Freistich der Schraube zugeordnet, wodurch der Haltering die Verschraubung nicht be- einflusst.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine wirksame und kostengünstige Verliersicherung für die Verschraubung zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Da- nach schließt die erfindungsgemäße Umlenkrolle ein als Distanzscheibe ausgebildetes Distanzstück ein. Das dem Wälzlager zugeordnete Distanzstück definiert durch dessen Bauteilstärke eine Einbaulage, d.h. einen axialen Abstand des Wälzlagers und damit der Umlenkrolle gegenüber dem Maschinenteil. Die-

ser Abstand der Umlenkrolle kann durch die Bauteilstärke der Distanzscheibe beeinflusst werden, wodurch beispielsweise die Umlenkrolle exakt einstellbar ist, verbunden mit einer optimalen Einbaulage der Laufscheibe, die sich positiv auf die Funktion des Riementriebs auswirkt.

Zur Schaffung einer Transportsicherung und / oder Verliersicherung der Ver- schraubung schließt das Distanzstück bzw. die Distanzscheibe ein elastisches Halteelement ein. Mit dem Halteelement wird die Verschraubung wirksam gehalten, zur Schaffung einer Umlenkrolleneinheit, bestehend aus den Bautei- len Wälzlager, Laufscheibe, Distanzscheibe und Halteelement, die gemeinsam mit der Verschraubung eine vorgefertigte Baueinheit bildet. Beispielsweise kann diese Baueinheit an Fahrzeugkunden oder Herstellern von Brennkraftmaschin- nen geliefert werden kann, zur Erzielung einer kostengünstigen, automatisierten Montage der Umlenkrolle. Vorteilhaft schließt die Erfindung ein, die als Mehr- funktionsteil gestaltete Distanzscheibe mit einem elastischen Halteelement zu bestücken, zur Schaffung einer wirksamen Verliersicherung für die Schraube. Weiterhin bewirkt die Distanzscheibe eine zusätzliche Dichtfunktion für das Wälzlager.

Weitere vorteilhaft Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Distanzscheibe kraftschlüssig und / oder formschlüssig an dem Innenring des Wälzlagers zu befestigen. Dazu bietet sich insbesondere eine Presspassung an, wobei die Distanzscheibe mit einem axial vorstehenden, zylindrisch gestalteten Ansatz in den Wälzlager-Innenring eingepresst wird. Im Einbauzustand stützt sich dabei die Mantelfläche des zylindrisch gestalteten Ansatzes der Distanzscheibe an der Innenwandung des Wälzlager-Innenrings ab. Alternativ ermöglicht die Erfin- düng ein Spielpassung zwischen dem Wälzlager-Innenring und der distanz- scheibe.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Umlenkrolle sieht vor, dass die Verschrau-

bung und die Distanzscheibe im Einbauzustand getrennten Stirnseiten des Wälzlagers so zugeordnet sind, dass diese einander gegenüberliegen und dabei einander zugewandt sind. In Verbindung mit dem Halteelement zur Schaffung einer Verliersicherung wird durch diese, getrennten Stirnseiten des Wälz- lagers zugeordnete Anordnung die Verschraubung im vormontierten Zustand so angeordnet, dass diese der Einbaulage des Betriebszustandes entspricht. Diese Ausrichtung der Verschraubung vereinfacht vorteilhaft eine automatisierte Montage, da die Verschraubung bereits exakt positioniert ist.

Zur gezielten Versteifung der Distanzscheibe, sowie zur Anpassung an vorgegebene Einbauverhältnisse bietet es sich an, die Distanzscheibe mit gekröpften Abschnitten zu versehen. Vorteilhaft ist der zylindrisch gestaltete, im Einbauzustand im Wälzlager-Innenring eingesetzte Ansatz der Distanzscheibe endseitig mit einem radial nach innen gerichteten Bord versehen. Dieser, eine versteifen- de Wirkung auf den zylindrischen Ansatz ausübende Bord kann gleichzeitig als Anlage für das als Verliersicherung für die Verschraubung dienende Halteelement genutzt werden.

Eine sich radial soweit erstreckende Dichtscheibe, die einen sich zwischen den Lagerringen des Wälzlagers einstellenden Ringspalt stirnseitig überdeckt, verbessert die Abdichtung des Wälzlagers. Die Dichtscheibe schafft dabei eine zusätzliche Abdichtung des Wälzlagers. Außerdem bietet es sich an, die Dichtscheibe so zu gestalten, dass die üblicherweise innerhalb des Wälzlagers integrierte Dichtlippe zwischen dem umlaufenden und dem ortsfesten Lagerring ent- fallen kann, wozu der Dichtscheibe beispielsweise eine elastische Dichtung aufweist, deren Dichtlippe an dem äußeren, umlaufenden Lagerring des Wälzlagers abgestützt ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Distanzscheibe zur Erzielung einer zusätzlichen Dichtfunktion sieht vor, dass diese beispielsweise mittels einer gezielten Stufung oder Kröpfung sich einer Kontur des äußeren Lagerrings soweit anpasst, dass sich ein geringes Spaltmaß einstellt und damit ein wirksamer Schutz gegenüber einem Eintrag von groben Schmutzpartikeln in das Wälzlager.

Die Distanzscheibe ist vorteilhaft als ein Blech-Biegeteil gestaltet und wird vorzugsweise durch ein spanloses Tiefziehverfahren hergestellt. Damit kann dieses Bauteil auch für Großserien in hohen Stückzahlen günstig hergestellt wer- den.

Als Halteelement, mit dem die Verschraubung verliergesichert werden kann bietet sich an, ein Bauteil mit einem sich veränderlichen Durchmesser einzusetzen, das in den axial vorstehenden zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanz- scheibe lagefixiert ist. Das vorteilhaft elastische, gegenüber dem Innendurchmesser des zylindrisch gestalteten Ansatzes der Distanzscheibe vergrößert ausgelegte Halteelement ist vorzugsweise mittels einer Presspassung eingesetzt. Alternativ dazu bietet es sich an, ein geschlitztes Halteelement zu verwenden, dass ebenfalls aufgrund eines entsprechenden übermaßes mit einer radialen Vorspannung in den zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanzscheibe eingepresst ist. Als zusätzliche unterstützende Maßnahme bietet es sich an das Halteelement mittels einer Klebung zu fixieren.

Alternativ zu einem in die Distanzscheibe eingesetzten Halteelementes schließt die Erfindung weiterhin ein Halteelement ein, dass auf dem Schaft der Verschraubung vorgespannt positioniert ist. In der Vormontage, bei der die Verschraubung der Umlenkrolle zugeordnet ist stützt sich das dem Schaft der Verschraubung zugeordnete Halteelement mit einer Stirnseite an dem Bord der Distanzscheibe ab, der sich an den zylindrisch gestalteten Ansatz der Distanz- scheibe anschließt.

Das Halteelement ist bevorzugt aus einem polymeren Werkstoff, vorzugsweise aus Polyamid hergestellt. Dieser thermoplastische Kunststoff zeichnet sich durch Eigenschaften aus, wie eine gute Formbeständigkeit gegenüber hohen Umgebungstemperaturen aufweisen und weiterhin gegenüber Schmierstoffen resistent sind. Ein aus Polyamid hergestelltes Halteelement ist folglich geeignet, zur Schaffung einer wirksamen Verliersicherung für die Verschraubung.

Ein weiteres vorteilhaftes Gestaltungsmerkmal der Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung der Verschraubung. Zur Schaffung eines Freistichs weist die Verschraubung zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Schraubenkopf einen Abschnitt auf, mit einem gegenüber dem Gewindeabschnitt verringerten Durchmesser. Die Länge des Freistichs ist so gewählt, dass bei eingesetzter Verschraubung in das Wälzlager das Halteelement im Bereich des Freistichs die Schraube umschließt. Die Auslegung des Halteelementes erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Fertigungs- und Einbautoleranzen, damit einerseits die Verschraubung durch das Halteelement ausreichend fixiert werden kann, je- doch andererseits beim Festschrauben die Verschraubung ohne ein nachteiliges, von dem Halteelement verursachtes Reibmoment eingeschraubt werden kann.

Die als Mehrfunktionsteil gestaltete Distanzscheibe gemäß der Erfindung kann zudem umfangsseitig mit einem separaten Dichtmittel versehen werden, um das Spaltmaß zwischen der Distanzscheibe und dem äußeren Lagerring des Wälzlager wirksam abzudichten. Dazu bietet es sich beispielsweise an, die Dichtscheibe mit einer Aufnahme beispielsweise in Form einer Ringnut zu versehen, in der ein mit Fett oder öl getränkter Filzring eingesetzt ist, der schlei- fend oder unter Einhaltung eines geringsten Dichtspaltes mit dem äußeren Lagerring zusammenwirkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, die nachfolgend beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 in einer Schnittdarstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen

Umlenkrolleneinheit, mit Distanzscheibe und integriertem Halte- element, als Verliersicherung für die Verschraubung;

Figur 2 die Umlenkrolleneinheit gemäß Figur 1 mit einer alternativ gestalteten Distanzscheibe;

Figur 3 eine Umlenkrolleneinheit, bei der das Halteelement unmittelbar der Verschraubung zugeordnet ist und mit einer Distanzscheibe zusammenwirkt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die in Figur 1 abgebildete Umlenkrolle 1 umfasst ein Wälzlager 2, dessen Au- ßenring 3 von einer Laufscheibe 4 aus Kunststoff umschlossen ist. Im Einbauzustand ist die Umlenkrolle 1 mittels einer Verschraubung 5 an einem in Figur 1 nicht abgebildeten Maschinenteil befestigt. Als Verschraubung 5 dient eine handelsübliche Maschinenschraube, deren Schraubenkopf 6 stirnseitig an dem Innenring 7 des Wälzlagers 2 abgestützt ist und mittels eines Zentrieransatzes 8 formschlüssig in die Bohrung 9 des Innenrings 7 zentriert ist.

Gegenüberliegend des Schraubenkopfs 6 stützt sich stirnseitig an dem Innenring 7 des Wälzlagers 2 eine Distanzscheibe 10a ab, wodurch die Bauteile, der Schraubenkopf 6 der Verschraubung 5 und die Distanzscheibe 10a einander gegenüberliegend zugewandt sind. Die mehrfach gekröpfte, mittels eines Tiefziehverfahrens spanlos hergestellte Distanzscheibe 10a ist rotationssymmetrisch gestaltet. Zentrisch bildet die Distanzscheibe 10a einen axial vorstehenden, zylindrischen Ansatz 1 1 a, der formschlüssig und bevorzugt kraftschlüssig in die Bohrung 9 des Innenrings 7 eingepresst ist. Alternativ kann eine Spiel- passung zwischen der Distanzscheibe 10a und dem Innenring 7 des Wälzlagers 2 vorgesehen werden. Auch mit einer Spielpassung wird ein Zusammenhalt, eine Verliersicherung geschaffen, da sich zwischen einem der Distanzscheibe 10a zugeordneten Halteelement 13a und einem Freistich 15 der Verschraubung im Einbauzustand eine radiale überdeckung einstellt. Endseitig schließt sich an den zylindrischen Ansatz 11 a ein radial nach innen gerichteter Bord 12 an. Der zylindrische Ansatz 1 1 a bildet eine Aufnahme für ein elastisches Halteelement 13a, das an dem Bord 12 abgestützt ist. Das aus einem polymeren Werkstoff hergestellte Halteelement 13a bildet für die Verschrau-

bung 5 eine Verliersicherung 14a. Im Einbauzustand ist das Halteelement 13a einem Freistich 15 der Verschraubung 5 zugeordnet, der im Vergleich zu einem Durchmesser des Gewindeabschnitts 16 der Verschraubung 5 einen reduzierten Durchmesser aufweist. Dadurch bildet sich eine maßliche überlappung zwi- sehen der Innenkontur des Halteelementes 13a und dem Gewindeabschnitt 16, wodurch die Verschraubung 5 zur Schaffung einer Transportsicherung, wirksam verliergesichert gehalten ist.

Dadurch werden die Bauteile, Laufscheibe 4, Wälzlager 2, Distanzscheibe 10a einschließlich Verliersicherung 14a einerseits und Verschraubung 5 andererseits, zu einer alle Bauteile umfassenden Umlenkrolleneinheit 17 zusammenge- fasst. Die als Mehrfunktionsteil gestaltete Distanzscheibe 10a, deren Bauteilstärke einen axialen Abstand zwischen dem Maschinenteil und der Laufscheibe 4 beeinflusst und eine Trägerfunktion für das Halteelement 13 bildet, übernimmt zusätzlich eine Dichtfunktion für das Wälzlager 2. Dazu ist die Dichtscheibe 10a radial bis auf ein Spaltmaß 18 an den Außenring 3 des Wälzlagers 2 geführt, wodurch ein Ringspalt 19 zwischen den Lagerringen des Wälzlagers 2 weitest- gehend überdeckt wird. Die Distanzscheibe 10a verhindert damit den Eintritt von Verunreinigungen, beispielsweise groben Staubpartikeln in das Wälzlager 2.

Die Figur 2 zeigt die Umlenkrolleneinheit 17 gemäß Figur 1 mit einer alternativ gestalteten Distanzscheibe 10b. Die Beschreibung der Figur 2 beschränkt sich daher ausschließlich auf die unterschiedlich gestalteten Bauteile gegenüber der Figur 1. Der Ansatz 1 1 b in Verbindung mit dem Bord 12 der Distanzscheibe 10b dient zur Aufnahme des Halteelementes 13b, das radial geschlitzt ausgeführt ist. Die geschlitzte Gestaltung vereinfacht die Montage des Halteelementes 13b in eine Ringnut 20 des Ansatzes 1 1 b, in der das Halteelement 13b formschlüssig eingesetzt und fixiert ist. Das geschlitzte Halteelement 13b in Verbindung mit der Distanzscheibe 10b bilden die Verliersicherung 14b für die Verschraubung 5. Die Distanzscheibe 10b ist weiterhin an dem Außenumfang mit einer Aufnahme 21 versehen, in die ein Dichtmittel 22 eingesetzt ist. Als Dichtmittel 22 eignet sich beispielsweise ein hochviskoses Fluid oder ein mit Fett oder öl

getränkter Filzring der mit einer geringen Anlagekraft oder einem engen Einbauspiel einer zylindrischen Innenkontur 23 der Laufscheibe 4 zugeordnet ist, wodurch die Distanzscheibe 10b das Wälzlager 2 seitlich vollständig abdichtet. Das Dichtmittel 22 erübrigt eine innerhalb des Wälzlagers 2 eingesetzte Dich- tung zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 7 des Wälzlagers 2.

Die Figur 3 zeigt die Umlenkrolleneinheit 17 in Verbindung mit der Distanzscheibe 10a gemäß Figur 1. Zur Bildung der Verliersicherung 14c ist unmittelbar auf einem Schraubenschaft 24 der Verschraubung 5 das Halteelement 13c angeordnet. Das buchsenartig gestaltete Halteelement 13c ist dabei kraftschlüssig auf den Schraubenschaft 24 aufgeschrumpft. In der Montageposition ist das Halteelement 13c mit einer Stirnseite unmittelbar an dem Bord 12 des zylindrischen Ansatzes 1 1 a der Distanzscheibe 10a abgestützt. Die Breite des Halteelementes 10c unterschreitet dabei die axiale Länge des Ansatzes 10b, wodurch das Halteelement 13c keinen nachteiligen Einfluß auf die Verschraubung 5 nimmt.

Bezugszahlenliste

1 Umlenkrolle

2 Wälzlager

3 Außenring

4 Laufscheibe

5 Verschraubung

6 Schraubenkopf

7 Innenring

8 Zentrieransatz

9 Bohrung

10a Distanzscheibe

10b Distanzscheibe

1 1 a Ansatz

1 1 b Ansatz

12 Bord

13a Halteelement

13b Halteelement

13c Halteelement

14a Verliersicherung

14b Verliersicherung

14c Verliersicherung

15 Freistich

16 Gewindeabschnitt

17 Umlenkrolleneinheit

18 Spaltmaß

19 Ringspalt

20 Ringnut

21 Aufnahme

22 Dichtmittel

23 Innenkontur

24 Schraubenschaft