DE102008059566A1

DE102008059566A1 - Wälzlageranordnung einer Spann-, Andruck- oder Umlenkrolleneinrichtung eines Zugmitteltriebes

Info

Publication number: DE102008059566A1
Application number: DE102008059566A
Authority: DE
Inventors: Michael Bogner; Rainer Schenk
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung einer Spann-, Andruck- oder Umlenkrolleneinrichtung eines Zugmitteltriebes, umfassend wenigstens ein Wälzlager (2) zur drehbaren Abstützung einer mit einem Zugmittel in Wirkkontakt bringbaren Zugmittelscheibe (1) sowie eine Lüftungsvorrichtung (3) mit Schaufeln (4), wobei die Lüftungsvorrichtung (3) konzentrisch zur Rotationsachse (r) der Zugmittelscheibe (1) angeordnet ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaufeln (4) der Lüftungsvorrichtung (3) in einer senkrecht zur Rotationsachse (r) stehenden Ebene eine gekrümmte Form aufweisen. Durch diesen Aufbau wird eine Optimierung der Schmierbedingungen im Wälzlager (2) erreicht. Es wird gewährleistet, dass immer eine ausreichende Menge an Schmierstoff bzw. Ölnebel in das Wälzlager (2) eingebracht werden kann.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung einer Spann-, Andruck- oder Umlenkrolleneinrichtung eines Zugmitteltriebes, umfassend wenigstens ein Wälzlager zur drehbaren Abstützung einer mit einem Zugmittel in Wirkkontakt bringbaren Zugmittelscheibe sowie eine Lüftungsvorrichtung mit Schaufeln, wobei die Lüftungsvorrichtung konzentrisch zur Rotationsachse der Zugmittelscheibe angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Wälzlageranordnungen werden beispielsweise in Zusammenhang mit Zugmitteltrieben von Verbrennungsmotoren eines Kraftfahrzeugs verwendet. Im Fahrzeug- bzw. Motorenbau werden zunehmend Zugmitteltriebe eingesetzt, die im Ölbad laufen. Derartige Zugmitteltrieb-Konfigurationen finden vorzugsweise im Steuerbetrieb eines Verbrennungsmotors Anwendung, wobei der Steuertrieb eine Kurbelwelle mit mindestens eine Nockenwelle antriebswirksam miteinander verbindet. Üblicherweise werden in diesem Zusammenhang Wälzlager in ungedichteter Ausführung eingesetzt. Man geht hierbei davon aus, dass der im Bereich des Wälzlagers vorhandene Ölnebel ausreicht, um eine zuverlässige Schmierung des Wälzlagers zu gewährleisten.
Des Weiteren sind bei einer solchen Wälzlageranordnung die Spann- bzw. Umlenkrollen im Allgemeinen am Motorblock befestigt, wodurch Wärme auf die Spannrolle und auch auf das Wälzlager übertragen wird. Durch eine zu große Erwärmung kann jedoch ebenfalls die einwandfreie Funktion des Wälzlagers beeinträchtigt werden.
Aus der DE 10 2008 016 303 A1 sind gattungsgemäße Wälzlageranordnungen bekannt. Die dort gezeigten Lüftungsvorrichtungen sind mit Schaufeln versehen, die in einer senkrecht zur Rotationsachse stehenden Ebene eine geradlinige Form aufweisen. Insgesamt soll mit den dort gezeigten Wälzlageranordnungen eine deutliche Verringerung der Temperatur des Wälzlagers möglich sein.
In der DE 102 20 690 A1 ist ebenfalls eine gattungsgemäße Wälzlageranordnung mit einer Zugmittelscheibe beschrieben, bei der Radialstreben mit Öffnungen für einen Luftstrom ausgebildet ist. Die Zugmittelscheibe ist mit einem mit Schaufeln ausgebildeten Deckel versehen, der zur Ansaugung von Luft dient und ein Entweichen von Luft aus der Zugmittelscheibe erlaubt. Der Deckel ist an der Zugmittelscheibe rastend befestigt. Die Schaufeln des Deckels weisen in einer senkrecht zur Rotationsachse stehenden Ebene ebenfalls geradlinige Form auf.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Wälzlageranordnung bereitzustellen, welche die Schmierbedingungen im Wälzlager optimiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die geometrische Ausgestaltung der Schaufeln die Betriebs- bzw. Schmierbedingungen im Wälzlager entscheidend beeinflusst werden können.
Die Erfindung geht daher aus von einer Wälzlageranordnung einer Spann-, Andruck- oder Umlenkrolleneinrichtung eines Zugmitteltriebes, umfassend wenigstens ein Wälzlager zur drehbaren Abstützung einer mit einem Zugmittel in Wirkkontakt bringbaren Zugmittelscheibe sowie eine Lüftungsvorrichtung mit Schaufeln, wobei die Lüftungsvorrichtung konzentrisch zur Rotationsachse der Zugmittelscheibe angeordnet ist. Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaufeln der Lüftungsvorrichtung in einer senkrecht zur Rotationsachse stehenden Ebene eine gekrümmte Form aufweisen.
Durch diesen Aufbau wird ein im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen sehr viel stärkerer Strom von mit Öltröpfchen versetzter Luft in unmittelbarer Nähe des Wälzlagers erzeugt und dadurch eine Optimierung der Schmierbedingungen im Wälzlager erreicht. Dadurch wird gewährleistet, dass immer eine ausreichende Menge an Schmierstoff bzw. Ölnebel in das Wälzlager eingebracht werden kann.
Gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Krümmungen aller Schaufeln identisch sind, also in die gleiche Richtung weisen. Hierdurch lassen sich günstige Strömungsbedingungen des Fluids innerhalb der Wälzlageranordnung realisieren.
Gemäß einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Schaufeln ein Abstand gebildet ist, der in radialer Richtung veränderlich ist. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung der Strömungsbedingungen des Fluids innerhalb der Wälzlageranordnung an die konkret vorliegenden Anforderungen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgedankens kann der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Schaufeln in radialer Richtung nach außen zunehmen.
Wenn die Schaufeln in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung einstückig mit der Zugmittelscheibe verbunden sind, lässt sich die Herstellung der Wälzlageranordnung vereinfachen und die Teilevielfalt verringern. So können die Schaufeln beispielsweise einfach an die Zugmittelscheibe angespritzt sein. Zudem führt dies zu einer zusätzlichen Versteifung der Zugmittelscheibe.
Alternativ und höchst vorteilhaft können die Schaufeln jedoch auch einstückig mit einem Deckel verbunden sein, der an der Zugmittelscheibe befestigbar, vorzugsweise verrastbar ist. Dies ermöglicht, den Deckel mitsamt der Schaufeln nachträglich als eine Art Nachrüstlösung an der Zugmittelscheibe zu befestigen. Der Deckel ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigt
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung,
2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung gemäß dem Schnittverlauf II-II in 1,
3 einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Wälzlageranordnung gemäß Schnittverlauf III-III in 1.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Zunächst wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Darin ist eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung mit einer Zugmittelscheibe 1 ersichtlich, welche über ein Wälzlager 2 drehbar um eine Rotationsachse r gehalten ist. Das Wälzlager 2 weist einen Innenring 21 und einen Außenring 22 auf, zwischen denen kugelförmige Wälzkörper 23 in Laufbahnen rollend geführt sind. Die Zugmittelscheibe 1 ist im Ausführungsbeispiel als Zahnriemenscheibe mit einer Verzahnung 10 (vergleiche 3) ausgebildet, da sie im Steuerbetrieb eines Verbrennungsmotors zum Umlenken und/oder Spannen eines Zahnriemens (nicht gezeigt) dient.
In 1 ist an der linken Seite eine Lüftungsvorrichtung 3 angebracht. Die Lüftungsvorrichtung 3 weist einen Deckel 5 und acht in Rotationsrichtung R gleichmäßig verteilte und mit einem Abstand A beabstandete Schaufeln 4 auf. Die Schaufeln 4 können einstückig mit der Zugmittelscheibe 1 verbunden, insbesondere an diese angespritzt sein und bilden zusammen mit dem Deckel 5 Strömungskanäle 6 aus, die radial innen in etwa am Außendurchmesser des Innenringes 21 beginnen und sich in etwa bis zum Außenumfang der Zugmittelscheibe 1 erstrecken. Der Deckel 5 kann als separates Bauteil aufgeschnappt, aufgeklebt, reibverschweißt oder durch andere geeignete Verbindungsmaßnahmen befestigt werden. Alternativ ist es auch möglich, die Schaufeln 4 einstückig mit dem Deckel 5 zu verbinden, insbesondere an diesen anzuspritzen. Das bietet den Vorteil, dass der Deckel 5 mitsamt Schaufeln 4 auf die Zugmittelscheibe 1 aufgeschnappt bzw. aufgerastet werden und als Nachrüstlösung für bestehende Wälzlageranordnungen dienen kann.
In 2 ist die genaue geometrische Form der Schaufeln 4 ersichtlich. Man kann sehen, dass alle Schaufeln 4 in einer senkrecht zur Rotationsachse r stehenden Ebene eine gekrümmte Form aufweisen, insbesondere die Krümmung aller Schaufeln 4 in die gleiche Richtung, nämlich die der Rotationsrichtung R weist. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Schaufeln 4 jeweils einen Abstand A zueinander aufweisen, welcher in einer radialen Richtung rad nach außen hin zunimmt.
Je nachdem, wie die Geometrie der Schaufeln 4 ausgebildet ist, wird entweder ein Unter- oder ein Überdruck im Wälzlager 2 erzeugt. Ferner wird abhängig von der Geometrie der Schaufeln 4 und der Rotationsrichtung R entweder das zur Schmierung verwendete Fluid seitlich in das Wälzlager 2 eingesaugt und radial wieder ausgeblasen oder es wird radial eingesaugt und seitlich durch das Wälzlager 2 wieder ausgeblasen (Pfeile in 3.) Welche konkrete technische Lösung am besten geeignet ist, hängt wesentlich vom jeweiligen Anwendungsfall und von den vorhandenen Strömungsbedingungen ab.
In 3 ist die Wälzlageranordnung im Längsschnitt und stark vergrößert dargestellt. Hierbei ist die Verzahnung 10 der Zugmittelscheibe 1 schematisch durch eine gestrichelte Line angedeutet. Es ist erkennbar, dass der Außenring 22 des Wälzlagers 2 mit der Zugmittelscheibe 1 umspritzt ist, wobei Rippen 11 zur Versteifung vorgesehen sind. Ferner sind die Schaufeln 4 ersichtlich, deren Form anhand von 2 bereits beschrieben worden ist und die zusammen mit dem Deckel 5 die Strömungskanäle 6 ausbilden. Es ist gut zu erkennen, dass der Deckel 5 und die Schaufeln 4 sich in etwa beginnend vom Innenring 21 radial nach außen bis in etwa zum Außenumfang der Zugmittelscheibe 1 erstrecken. Anhand der Pfeile (gestrichelt bzw. durchgezogen) ist dargestellt, wie sich die Strömung der Öltröpfchen aufweisenden Luft in Abhängigkeit von der Form der Schaufeln 4, der Rotationsrichtung R und der Rotationsgeschwindigkeit innerhalb der Wälzlageranordnung ausbilden kann.

1: Zugmittelscheibe
2: Wälzlager
3: Lüftungsvorrichtung
4: Schaufeln
5: Deckel
6: Strömungskanäle
10: Verzahnung
11: Rippen
21: Innenring
22: Außenring
23: Wälzkörper
A: Abstand zwischen zwei Schaufeln
R: Rotationsrichtung
r: Rotationsachse
rad: radiale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102008016303 A1 [0004]
- DE 10220690 A1 [0005]

Claims

Wälzlageranordnung einer Spann-, Andruck- oder Umlenkrolleneinrichtung eines Zugmitteltriebes, umfassend wenigstens ein Wälzlager (2) zur drehbaren Abstützung einer mit einem Zugmittel in Wirkkontakt bringbaren Zugmittelscheibe (1) sowie eine Lüftungsvorrichtung (3) mit Schaufeln (4), wobei die Lüftungsvorrichtung (3) konzentrisch zur Rotationsachse (r) der Zugmittelscheibe (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (4) der Lüftungsvorrichtung (3) in einer senkrecht zur Rotationsachse (r) stehenden Ebene eine gekrümmte Form aufweisen.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungen aller Schaufeln (4) in die gleiche Richtung (R) weisen.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Schaufeln (4) ein Abstand (A) gebildet ist, der in radialer Richtung (rad) veränderlich ist.
Wälzlageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) in radialer Richtung (rad) nach außen zunimmt.
Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (4) einstückig mit der Zugmittelscheibe (1) verbunden sind.
Wälzlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (4) einstückig mit einem Deckel (5) verbunden sind, der an der Zugmittelscheibe (1) befestigbar ist.