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CN105041400A - 张紧辊或卷筒装置 - Google Patents

张紧辊或卷筒装置 Download PDF

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CN105041400A
CN105041400A CN201510175037.2A CN201510175037A CN105041400A CN 105041400 A CN105041400 A CN 105041400A CN 201510175037 A CN201510175037 A CN 201510175037A CN 105041400 A CN105041400 A CN 105041400A
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CN
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screw
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head
axial length
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CN201510175037.2A
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D.阿尔布雷克特
F.利格
N.特朗夸
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Original Assignee
SKF AB
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Abstract

用于扭矩传输元件的张紧辊或卷筒装置包括至少一个滚子轴承，还包括设置在外环上的带轮和固定螺钉，固定螺钉包括主体和螺钉头部，主体插入内环的中心孔中。接合部设置在螺钉的主体的外周边上，第一接合部和第二接合部设置在内环的孔上。螺钉的头部和接合部之间的轴向长度等于内环的径向侧边和内环的孔中第一接合部之间的轴向长度(L2)，螺钉的头部与内环的径向侧边抵靠接触。螺钉的头部和接合部之间的轴向长度(L4)总是大于内环的与螺钉的头部相对的径向侧边和内环的孔中的第二接合部之间的轴向长度(L0)。在螺钉的主体在希望的方向上插入内环的孔中时螺钉的接合部与第一接合部接触，但是在螺钉的主体在不希望的方向上插入时与第二接合部接触。

Description

张紧辊或卷筒装置
技术领域
本发明涉及张紧辊或卷筒的领域，其设计为与诸如链条或带的扭矩传输元件相互作用，例如，机动车辆的热内燃机的正时皮带。
背景技术
这样的张紧辊或卷筒通常用于保持扭矩传输元件上的张力总是在额定范围内，或者局部地修改后者适合的通道。在这样的辊中，带轮通过滚子轴承可旋转地安装在轴上，辊随后直接或间接固定到发动机组或张紧辊的元件，例如，铰链壁或偏心轮。
通常已经知晓，为了提供具有中心孔的滚子轴承，其中插入螺纹螺钉，所述螺钉旨在拧入发动机组的壁上提供的锥形开口中，这样保证了辊到发动机组的连接。
包括带轮和滚子轴承的张紧辊可在作为结构模块提供到汽车发动机组装现场前在制造商现场预装，其中螺钉随后插入用于辊到其支撑的最终连接。
然而，如果辊是不对称的，也就是说如果它具有两个不同的径向侧边，螺钉通过不是为了此目的提供的轴向侧边插入可能导致装配错误。例如，辊的一个侧边可提供有开口，以便容纳螺钉头部的全部或部分。如果螺钉通过另一侧边插入，螺钉呈现在另一侧上的螺纹部分具有很大的长度减小。因此，该螺钉不能仅由几个螺纹与支撑辊的螺纹孔配合，导致不适合冲击或振动的连接。
发明内容
本发明通过提供一种新颖的张紧辊或卷筒而特别解决了上述这些问题，其生产和组装简单，元件数少，因此保证螺钉的方便安装。
为此目的，本发明涉及用于扭矩传输元件的张紧辊或卷筒装置，包括至少一个滚子轴承，其具有内环、外环以及在内环和外环之间的至少一排滚动元件，还包括设置在外环上的带轮和固定螺钉，该固定螺钉设置有主体和螺钉头部，该固定螺钉的主体用于插入内环的中心孔中。
根据本发明，一接合部设置在螺钉主体的外周边上，并且第一接合部和第二接合部设置在内环的孔中。螺钉的头部和接合部之间的轴向长度等于内环的径向侧边和内环的孔中第一接合部之间的轴向长度，螺钉的头部旨在与内环的径向侧边抵靠接触。螺钉的头部和接合部之间的轴向长度总是大于内环的与螺钉的头部相对的径向侧边和内环的孔中的第二接合部之间的轴向长度。螺钉的接合部在螺钉的主体在希望的方向上插入内环的孔中时与内环的第一接合部接触，但是在螺钉的主体在不希望的方向上插入时与内环的第二接合部接触。
由于本发明，当螺钉在希望的方向上插入内环的中心孔中时，其完全集成在该孔中，直至螺钉头部的接合部抵靠内环的径向侧边，并且直到螺钉的接合部接触抵靠内环的第一接合部。另一方面，当螺钉没有在所希望的方向上插入内环的中心孔中时，它没有完全集成在孔中，因为螺钉的接合部与内环的第二接合部接触，而不是螺钉头部接触抵靠内环的径向侧边。
在此情况下，承载头部的螺钉的端部于是从孔全部或部分地突出，而没有穿过的可能性，因此给操作者提供了螺钉不正确插入的指示。
这些装置的组合形成螺钉插入张紧辊装置中的键合系统(keyingsystem)。
根据本发明有利的而非必须的方面，这样的张紧辊或卷筒装置可考虑任何技术可能的组合而结合下面的一个或多个特征：
-滚子轴承的滚动元件是球。
-滚动元件是滚筒或滚针。
-滚子轴承的滚动元件由保持架以更大或更小的圆周间隔保持。
-滚子轴承的外环形成辊装置的带轮，这样，外环的外圆柱表面与扭矩传输元件相互作用。
-内环包括在径向侧边上的开口，其直径和深度适合于容纳螺钉头部的全部或部分，从而所述螺钉头部的端部没有轴向延伸超过滚子轴承和/或带轮。
-内环的中心孔中形成的第一接合部和第二接合部包括分别形成在轴承的轴向端部上的第一肩部和第二肩部，其内径小于孔的内径。
-固定螺钉的主体上形成的接合部包括在轴承的一个轴向端部处所形成的肩部，其外径大于螺钉主体的外径。
-内环的内孔中轴承的内径基本上等于螺钉的主体的对应轴承的外径。
-轴承的每一接合部在内环的孔中的位置由所述接合部的位置和内环的位于螺钉的头部的另一侧上的径向侧边之间的轴向距离限定。在该接合部位置上的该轴向距离和该内孔在内环位于该螺钉的该头部另一侧上的径向侧边和该螺钉的该头部所抵靠接触的该内环的径向侧边之间的轴向长度之间的位置关系在0和0.5之间的范围上。
-轴承的第一接合部在内环的孔中的位置设置成优选等于0.35的位置关系。
-轴承的第二接合部在内环的孔中的位置设置成优选等于0的位置关系。
-第二接合部是肩部，形成在孔中的轴承和内环的位于螺钉的头部的另一侧的径向侧边之间的交汇处。
-螺钉的主体包括位于螺钉的头部附近的光滑部分和位于螺钉的头部的另一侧上的螺纹部分。
-光滑部分和螺纹部分位于螺钉的接合部的两侧。
-螺纹部分的第一螺纹在螺钉的接合部附近开始。
-螺钉的螺纹部分的轴向长度小于或等于内环的内孔的总轴向长度。
-螺钉的螺纹部分的轴向长度小于或等于内环的内孔的总轴向长度与一轴向距离之间的差异，该轴向距离在第二接合部的位置和内环的位于螺钉头部的另一侧上的径向侧边之间。
本发明还涉及内燃机，其包括根据上述实施例之一的用于扭矩传输元件的至少一个张紧辊或卷筒装置。
附图说明
通过下面两个独立实施例的描述，本发明将得到更好的理解，并且其其它优点将更加清楚，两个独立实施例显示出张紧辊或卷筒装置与其原理的一致性，这仅以示例的方式并且参考附图给出，附图中：
图1示出了根据第一实施例的附有螺钉的辊的截面图；
图2示出了张紧辊的截面图，以不同的几何参数示出；
图3示出了根据第一实施例的螺钉，以不同的几何参数示出；
图4示出了根据第二实施例的螺钉；以及
图5示出了根据第三实施例的螺钉。
具体实施方式
张紧辊或卷筒总体上用附图标记1表示，并且其具有中心轴线X1。张紧辊1包括带轮2、滚子轴承3和固定螺钉4，这些元件在常规操作模式下与轴线X1同轴。
螺钉4包括杆形式的主体41和在主体41的自由端之一处的头部42。主体41包括在头部42附近的光滑部分41a，其外圆柱表面是光滑的。主体41还包括在所述头部42的相对侧上的螺纹部分41b。
带轮2包括呈现为外圆柱表面的外部21，其用于与诸如皮带或链条的扭矩传输元件(未示出)相互作用。带轮2还包括内轴向部分22和径向环形中间部分23，该径向环形中间部分23连接所述内部22和外部21。内部22和外部21与轴线X1同轴。内部22包括孔22a，其中安装滚子轴承3。
滚子轴承3包括内环31、外环32、两排滚动元件33和34、以及两个密封件37和38，在此情况下，两排滚动元件33和34是球，设置在分别由保持架35和36保持的平行平面中。
外环31包括外圆柱表面31a，其形状与带轮2的孔22a一致。带轮2优选地模制在外环31上。外环31还包括孔31b和凹槽，孔31b中设置用于滚动元件33和34的滚子轴承的滚道，凹槽中压入密封件37和38，所述密封件与旋转的外环31形成静态密封。
内环32包括外圆柱表面32a和凹槽，外圆柱表面32a中设置用于滚动元件33和34的滚子轴承的滚道，凹槽用于与密封件37和38建立接触，所述密封件用于与非旋转内环32形成动态密封。
外环31由前部的两个径向侧边31c和31d轴向界定，并且内环由前部的两个径向侧边32c和32d轴向界定，这样，所述两个侧边分别轴向对齐。
内环32还包括贯通的圆柱孔32b，其中插入固定螺钉4的主体41。孔32b是轴向通过内环32整体的中心开口，并且在径向侧边32c和32d区域中的其每一个端部处终止。主体41的螺纹部分41b相对于内环32的径向侧边32d轴向突出，并且旨在插入在用来支撑所述辊1的部件中所设置的螺纹孔中，具体而言机动车辆的发动机机体的壁中。
在轴向的相对侧上，内环包括在径向侧边32c上的开口32e，其直径和深度适合于容纳螺钉4的头部42的全部或部分，这样，所述螺钉的头部42的端部没有轴向延伸超过带轮2。还可提供这样的开口32e，其尺寸为使得头部42没有轴向延伸超过径向侧边32c。
开口32e限定了径向侧边32f，其旨在一旦螺钉4已经完全插入孔32b中时与头部42接触。侧边32c和32f之间的轴向长度表示为L3。
由于这样的设置，能减小辊1安装在其支撑件上的轴向尺寸以及整个组件的重量。
根据本发明，内环32的孔32b包括第一接合部5a和第二接合部5b。这两个接合部5a、5b包括第一肩部和第二肩部，第一肩部和第二肩部分别形成在轴承5c的轴向端部，其内径D5小于孔32b的内径D32。
轴承5c的两个接合部5a、5b在内环32的孔32b中的位置分别由所述接合部5a、5b的位置和内环32的位于与螺钉4的头部42相对侧上的径向侧边32d之间的轴向距离L1和L0限定。
内孔32b中容纳螺钉4的主体41的轴向长度L限定在内环32的位于与螺钉4的头部42相对侧上的径向侧边32d和内环32的径向侧边32f之间，螺钉4的头部42旨在与径向侧边32f抵靠接触。
在图1和2所示的示例中，第一接合部5a在孔32b中的位置使得接合部5a的轴向距离L1和轴向长度L的关系等于0.35。
轴向长度L2限定为孔32b中的第一接合部5a和内环32的径向侧边32f之间的距离，螺钉4的头部42旨在与径向侧边32f抵靠接触。因此，内孔32b中容纳螺钉4的主体41的轴向长度L等于轴向长度L1和L2的总和。孔的总轴向长度等于轴向长度L和L3的总和。
第二接合部5b是肩部，其形成在孔32b中轴承5c和内环32的位于与螺钉4的头部42相对侧上的径向侧边32d之间的交汇处，轴向长度L0为零。
根据本发明，螺钉4的主体41的外周边包括接合部6a。接合部6a包括肩部，其形成在轴承6c的轴向端部，其外径D6大于螺钉4的主体41的外径D41。
光滑部分41a和螺纹部分41b位于螺钉4的接合部6a的两侧。在图1和3所示的示例中，光滑部分41a由轴承6b承载。螺纹部分41b的第一螺纹从螺钉4的接合部6a附近开始。
轴承5c在内环32的内孔32b中的内径D5基本上等于螺钉4的主体41的对应轴承6b的外径D6。内环32的内孔32b的内径D32基本上等于螺钉4的主体41的外径D41。
螺钉4的头部42和接合部6a之间的轴向长度L4等于内环32的径向侧边32f和内环32的孔32b中的第一接合部5a之间的轴向长度L2，螺钉4的头部42与内环32的径向侧边32f抵靠接触。结果，当螺钉4在所希望的方向上插入孔32b中时，它完全集成在孔32b中，直至螺钉4的头部42的接合部抵靠内环32的径向侧边32f，并且直至螺钉4的接合部6a的接触抵靠内环32的第一接合部5a。
螺钉4的头部42和接合部6a之间的轴向长度L4总是大于内环32的与螺钉4的头部42相对的径向侧边32d和内环32的孔32b中的第二接合部6b之间的轴向长度L0。因此，当螺钉4在所希望的方向上没有插入孔32b中时，它没有完全集成在孔32b中，因为螺钉的接合部6a与内环32的第二接合部5b接触，其中内环32的第二接合部5b所处的距离小于能够完全插入被包括在头部42和接合部6a之间的一部分螺钉4所需的长度。在此情况下，螺钉4的头部42从孔32b突出，并且不能在该点上插入到较大的深度，因此形成键装置。
在图1和2所示的示例中，其中第二接合部5b包括肩部，该肩部形成在孔32b中的轴承5c和内环32的位于螺钉4的头部42相反侧上的径向侧边32d之间的交汇处，螺钉4的接合部6a于是设置成接触抵靠内环32的侧边32d上的所述肩部5b。
螺钉4的螺纹部分41b具有轴向长度L5，从而它总是大于第一接合部5a和径向侧边32d之间的轴向长度L1，这样其相对于内环32的径向侧边32d轴向地突出。
螺纹部分41的该轴向长度L5还小于或等于内环的内孔的总轴向长度，其等于轴向长度L1、L2和L3的总和。结果，当螺钉4在不希望的方向上插入孔32b时，螺纹部分41b不过是相对于内环的径向侧边32c部分地轴向突出。在图1和2所示的示例中，其中第二接合部5b包括肩部，该肩部形成在孔32b中的轴承5c和内环32的位于螺钉4的头部42相对侧上的径向侧边32d之间的交汇处，在此情况下，螺纹部分41b没有轴向地延伸超过径向侧边32c。在螺钉错误插入的情况下，它于是变得无法插入在螺纹孔中，该螺纹孔例如设置在机动车辆的发动机机体的壁的一部分中，并且因此不能固定该张紧辊1。
根据图4所示的第二实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，螺钉4与前述实施例的区别在于，轴承6b具有第一肩部6a和第二肩部6c，第一肩部6a形成接合部，用于将所述螺钉4插入内环32的孔32b中。
根据图5所示的第三实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，辊1与前述实施例的区别在于，第二接合部5b是轴承5c的肩部，位于孔32b内，具有非零的轴向长度L0。
在优选的方式中，螺钉4的螺纹部分41b的轴向长度L5小于或等于孔32b(L1+L2+L3)的总轴向长度和第二接合部5b所处位置的轴向距离L0之间的差异，第二接合部5b所处位置对应于内环32的孔32b中轴承5c的第二接合部5b和内环32的径向侧边32c之间的轴向距离。因此，与第二接合部5b在孔32b中的位置无关，在错误插入螺钉的情况下，螺纹部分41b没有轴向延伸超过径向侧边32c。
上述实施例和变化方案的技术特征可彼此结合。

Claims (10)

1.一种用于扭矩传输元件的张紧辊或卷筒装置(1)，包括：
-至少一个滚子轴承(3)，其具有内环(32)、外环(31)、以及在该内环(32)和外环(31)之间的至少一排滚动元件(33；34)，
-带轮(2)，设置在该外环(31)上，
-以及固定螺钉(4)，包括主体(41)和螺钉头部(42)，该主体(41)用于插入该内环(32)的中心孔(32b)中，
其特征在于，接合部(6a)设置在该螺钉(4)的该主体(41)的外周边上，并且第一接合部(5a)和第二接合部(5b)以如下的方式设置在该内环(32)的该孔(32b)中：
该螺钉(4)的该头部(42)和该接合部(6a)之间的轴向长度(L4)等于该内环(32)的径向侧边(32f)和该内环(32)的该孔(32b)中第一接合部(5a)之间的轴向长度(L2)，该螺钉(4)的该头部(42)旨在与该内环(32)的径向侧边(32f)抵靠接触，并且
该螺钉(4)的该头部(42)和该接合部(6a)之间的轴向长度(L4)总是大于内环(32)的与螺钉(4)的该头部(42)相对的径向侧边(32d)和该内环(32)的该孔(32b)中该第二接合部(5b)之间的轴向长度(L0)，
在该螺钉(4)的该主体(41)在所希望的方向上插入该内环(32)的该孔(32b)中时，该螺钉(4)的该接合部(6a)与该内环(32)的该第一接合部(5a)接触，但是在该螺钉(4)的该主体(41)在不希望的方向上插入时其与该内环(32)的该第二接合部(5b)接触。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该内环(32)包括在径向侧边(32c)上的开口(32e)，其直径和深度(L3)适合于容纳该螺钉(4)的头部(42)的全部或部分，这样所述头部(42)的端部没有轴向地延伸超过该滚子轴承(3)和/或该带轮(2)。
3.根据前述权利要求1至2任何一项所述的装置，其特征在于，该内环(32)的该中心孔(32b)中形成的该第一接合部(5a)和该第二接合部(5b)包括分别形成在轴承(5c)的轴向端部上的第一肩部和第二肩部，其内径(D5)小于该孔(32b)的内径(D32)。
4.根据前述权利要求1至3任何一项所述的装置，其特征在于，该螺钉(4)的该主体(41)上形成的该接合部(6a)包括在轴承(6b)的一个轴向端部形成的肩部，其外径(D6)大于该螺钉(4)的该主体(41)的外径(D41)。
5.根据前述权利要求1至4任何一项所述的装置，其特征在于，该轴承的每个接合部(5a；5b)在该内环的孔中的位置由所述接合部(5a；5b)的位置和该内环(32)的位于该螺钉(4)的该头部(42)的另一侧的径向侧边(32d)之间的轴向距离(L1；L0)限定，这样，在该接合部(5a；5b)位置上的该轴向距离(L1；L0)和该内孔(32b)在内环(32)位于该螺钉(4)的该头部(42)另一侧上的径向侧边(32d)和该内环(32)的该径向侧边(32f)之间的轴向长度(L1+L2)之间的位置关系在0和0.5之间的范围上，该螺钉(4)的该头部(42)与该内环(32)的该径向侧边(32f)抵靠接触。
6.根据前述权利要求1至5任何一项所述的装置，其特征在于，该第二接合部(5b)是肩部，其形成在该孔(32b)中的该轴承(5c)和该内环(32)的位于该螺钉(4)的该头部(42)的另一侧上的该径向侧边(32d)之间的交汇处。
7.根据前述权利要求1至6任何一项所述的装置，其特征在于，该螺纹部分(41b)的第一螺纹在该螺钉(4)的该接合部(6a)附近开始。
8.根据前述权利要求1至7任何一项所述的装置，其特征在于，该螺钉(4)的该螺纹部分(41b)的轴向长度(L5)小于或等于该内环(32)的该内孔(32b)的总轴向长度(L1+L2+L3)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该螺钉(4)的该螺纹部分(41b)的该轴向长度(L5)小于或等于该内环(32)的该内孔(32b)的总轴向长度(L1+L2+L3)与该第二接合部(5b)的位置和该内环(32)的位于该螺钉(4)的该头部(42)的另一侧上的径向侧边(32d)之间的轴向距离(L0)之间的差异。
10.一种内燃机，包括根据前述权利要求1至9任何一项所述的用于扭矩传输元件的至少一个张紧辊或卷筒装置(1)。
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