用于张紧辊或卷绕辊的带轮装置的制作方法

本发明涉及用于张紧辊或卷绕辊的带轮装置的领域，该张紧辊或卷绕辊用于与传动元件配合，例如与机动车辆内燃发动机的正时带或正时链或者传动带或传动链配合。

背景技术：

这种辊通常用于将传动元件中的张力永久地保持在给定范围或者用于局部地改变传动元件由此所采取的路径。因此，该辊分别被称为张紧辊和卷绕辊。在卷绕辊中，带轮经由轴承可旋转地安装在带螺纹的螺纹体上，然后辊被直接地或间接地固定到发动机缸体或固定到张紧辊装置的元件，例如铰接臂或偏心轮。

轴承通常包括具有使螺丝穿过的孔的固定的内圈、由带轮跨过(/其上安装带轮)(surmounted)的旋转的外圈以及介于内圈与外圈之间的至少一列滚动元件。

这种装置往往配备有额外的保护法兰，其有助于保护装置免受来自外部环境的污染物或飞溅物的影响。法兰还用作用于螺丝的头部的止推垫圈。

然而，颗粒物或其他污染元素可能到达法兰与带轮装置的轴承之间。轴承通常设置有固有的附加密封部件，例如密封件，其将容纳有滚动元件的轴承腔封闭，并且能够阻止这种污染。

然而，这种污染会随着时间的推移而在紧邻轴承的密封部件的位置积聚。由于密封部件可能会磨损，因此污染物进入轴承腔的风险随着带轮装置的使用持续时间而增大。这种内部污染可能会导致轴承的内部组件的加速劣化，特别地可能会导致滚动元件与圈之间的接触表面的加速劣化。这可能会导致由带轮装置提供的旋转机械连接的质量下降，并且导致轴承的内部组件的使用寿命缩短。特别是在运行模式下，破损的风险也较高。

因此，期望通过改进法兰的形状来最大限度地限制污染物的侵入。

技术实现要素：

本发明旨在弥补这些缺点。

更特别地，本发明旨在提供这样一种带轮装置，其抵抗高水平的污染，特别经济，并且安装容易且安全，形成不能够被拆卸(dismantled)且需要较小的轴向和径向空间的子组件。

本发明涉及一种用于传动元件的张紧辊或卷绕辊的带轮装置，所述带轮装置包括固定的内元件、旋转的外元件以及保护法兰。

所述固定的内元件包括用于所述装置的安装孔，所述安装孔用于接纳螺丝。

所述旋转的外元件安装成绕着所述固定的内元件同轴地旋转，并包括用于与所述传动元件配合的外表面。

所述保护法兰是环形的，并且包括支承抵靠所述固定的内元件的正表面的大体上径向部分，所述大体上径向部分具有形成所述法兰的孔的内边缘。

根据本发明，所述法兰包括环形折叠部分，所述环形折叠部分从所述法兰的外边缘大体上在轴向上延伸并在径向上进入到所述旋转的外元件的轴向突出的环形部分的紧邻区域，以形成窄的通道。

折叠部分在此应理解为意为：具有凸缘部分的整体形状，该凸缘部分由所述法兰的所述大体上径向部分的外边缘的至少一个折叠形成并且在大体上轴向方向上延伸。

根据本发明的进一步有利但非必要的特征单独或组合使用：

-所述带轮装置包括轴承，所述轴承具有作为所述旋转的外元件的一部分的旋转的外圈、作为所述固定的内元件的一部分的固定的内圈、密封部件以及至少一列滚动元件，所述内圈和所述外圈是同轴的并且在彼此之间形成径向空间，所述密封部件在每个轴向侧上封闭所述径向空间，所述至少一列滚动元件布置在所述径向空间中。

-所述轴承的所述内圈包括形成所述装置的所述安装孔的孔，所述内圈的孔用于接纳螺丝，所述固定的内元件由所述轴承的所述固定的内圈构成。

-所述轴承包括安装在所述轴承的所述内圈的孔中的环形间隔件，所述间隔件设置有形成所述装置的安装孔的孔，所述间隔件的孔用于接纳螺丝，所述固定的内元件由所述轴承的固定的内圈和所述间隔件构成。

-所述带轮装置包括安装在所述轴承的旋转的外圈上的带轮，所述带轮设置有用于与传动元件直接配合的外表面，所述旋转的外元件由所述带轮和所述轴承的所述外圈构成。

-所述轴承的所述旋转的外圈包括用于与传动元件直接配合的外表面，所述旋转的外元件由所述轴承的外圈构成。

-所述滚动元件是球。

-保持架保持所述滚动元件的周向间隔。

-所述法兰包括：小直径的第一径向部分，设置有外边缘以及形成所述法兰的孔的内边缘，所述第一径向部分支承抵靠所述固定的内元件的正表面；大直径的第二径向部分，设置有内边缘和外边缘；大体上轴向的中间部分，连接所述第一径向部分的所述外边缘和所述第二径向部分的所述内边缘。

所述法兰包括轴向部分，所述轴向部分在轴向上从所述大体上径向部分的孔延伸并且容纳在所述装置的安装孔中。

-所述轴向部分牢固地安装在所述装置的安装孔中。

-所述轴向部分紧密地安装在所述装置的安装孔中。

-所述轴向部分包括与所述装置的中央安装孔配合的保持部件。

-所述法兰包括用于与所述螺丝配合的保持部件。

-所述法兰的环形折叠部分包括从所述法兰的外边缘大体上在轴向上延伸的套环(collar)。

-所述套环是圆柱形的。

-所述套环是截头圆锥形的。

-所述套环指向所述带轮装置的外部。

-所述套环指向所述带轮装置的内部。

-所述环形折叠部分包括：内径向环形部分，面向所述法兰的大体上径向部分并折叠成与所述部分接触；外径向环形部分，在轴向上面对内径向环形部分；中间部分，大体上在轴向上延伸并连接所述内环形部分和所述外环形部分，以形成周向凹槽，所述周向槽在径向上朝向所述旋转的外元件的轴向突出的环形部分敞开。

-所述折叠部分的中间部分是圆柱形的。

-所述折叠部分的外径向环形部分在径向上由所述旋转的外元件的轴向突出的环形部分围绕。

-所述折叠部分的外径向环形部分在轴向上覆盖所述旋转的外元件的轴向突出环形部分的至少一部分。

-所述带轮由金属制成，例如，由钢制成。

-所述带轮由塑料材料制成，例如，由聚酰胺制成。

-所述带轮通过在所述轴承的外圈上包覆成型塑料材料而形成。

-所述法兰由金属制成，例如，由钢制成。

-所述法兰由塑料材料制成，例如，由聚酰胺制成。

附图的简要说明

通过阅读作为完全以非限制性示例的方式给出并在附图中示出的若干实施方式的详细描述，将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据第一实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图2是根据第二实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图3是根据第三实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图4是根据第四实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图5是根据第五实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图6是根据第六实施方式的带轮装置的轴向截面图；

-图7是根据第七实施方式的带轮装置的轴向截面图；以及

-图8是根据第八实施方式的带轮装置的轴向截面图。

具体实施方式

如在图1中可以看出的，用于带的张紧辊或卷绕辊的带轮装置(具有整体标号1)具有几何轴线x1并且包括被设计为与诸如带或链的传动元件(未示出)配合的带轮2、轴承3、保护法兰(/凸缘)(flange)4和螺丝5。

轴承3包括固定的内圈6、旋转的外圈7，所述外圈6和所述内圈7关于轴线x1同轴并且在彼此之间形成径向空间8。轴承3还包括两列滚动元件9和10以及保持架11和12，两列滚动元件9和10(这里采用球的形式)设置在外圈与内圈之间，保持架11和12分别保持滚动元件9和10的周向间隔。

内圈6和外圈7是同轴的。在示出的示例性实施方式中，圈是实心的，也就是说，圈是通过从金属管、棒、锻造部件或轧制坯料中去除材料的机加工或磨削而获得的。

内圈6包括孔13、外圆柱表面14以及两个正表面15、16，外圆柱表面14设置有滚道，该滚道的轴向截面具有适合于滚动元件9、10的凹形内轮廓。

外圈7包括圆柱形孔17、外圆柱表面18以及两个正表面19、20，圆柱形孔17设置有滚道，该滚道的轴向截面具有适合于滚动元件9、10的凹形内轮廓，带轮2安装在外圆柱表面18上。

作为一种选择，轴承可以包括配置于外圈与内圈之间的不同列数的滚动元件，例如单列滚动元件。

作为一种选择，轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如圆锥滚子或滚针。作为一种选择，轴承可以是滑动轴承(plainbearing)。

有利地，轴承3在径向空间8的每个轴向侧包括环形的密封件21、22，用于封闭内圈6与外圈7之间的径向空间，其中，滚动元件9、10被容纳在该径向空间内部。

有利地，密封件21、22均包括第一端和第二端，密封件21、22的第一端均固定在设置于外圈7的孔17中的周向槽中，密封件21、22的第二端均由与内圈6的外圆柱表面14滑动接触的唇部形成。因此，径向空间8以密封的方式在轴向上被封闭在两个密封件21、22之间。

在图1中示出的实施方式中，轴承3还包括间隔件23。间隔件23是环形的并且设置有装配在内圈6的孔13中的外表面24、孔25以及两个正表面26、27。

在本实施方式中，间隔件的孔25与内圈6的孔13同轴。作为一种选择，孔25的轴线可以相对于孔13的轴线偏移，因此间隔件23形成偏心件(eccentric)。

间隔件23在轴向方向上朝向其上用于安装带轮装置1的支撑件从轴承3延伸出来(/在轴向上延伸超出外圈7)。有利地，间隔件23包括径向缘部(rim)28，轴承3的内圈6的正表面15支承抵靠径向缘部28。在与内圈6支承接合的轴向相反侧，径向缘部28包括用于支承抵靠(bearingagainst)装置1的支撑件的表面。这种间隔件23使得可根据应用改变带轮装置1与其支撑件之间的间隔。

轴承3的固定的内圈6和间隔件23形成用于带轮装置1的固定的内元件。间隔件23的孔25形成用于该装置的安装孔。

作为一种选择，轴承3不包括间隔件。在此情况下，仅内圈6形成用于带轮装置1的固定的内元件，内圈6的孔13形成用于该装置的安装孔。

在本实施方式中，带轮装置1包括带轮2。带轮2包括外圆柱表面29和固定到外圈7的内表面30。带轮具有大体上管状的形状并且以中心轴线x1为中心。

有利地，带轮2可以由塑料材料制成，并且优选地由聚酰胺(例如pa6或pa66)制成。有利地，带轮2可以通过在轴承3的外圈7上包覆成型塑料材料而被形成。这在这些部件之间产生优异的内聚力。作为一种选择，带轮2可以由金属材料制成，例如由钢制成，并且被紧密地安装在外圈7的外圆柱表面18上。带轮2也可以具有根据应用的需要而优化的其他形状。

轴承3的旋转的外圈7和带轮2形成用于带轮装置1的旋转的外元件。带轮2的外表面29形成旋转的外元件的能够与诸如带或链的传动元件配合的外表面。

螺丝5包括主体31和位于所述主体31的一端处的头部32。主体31被容纳在轴承3的安装孔(在这种情况下为间隔件23的孔25)中。

保护法兰4包括大体上径向部分33。在本实施方式中，大体上径向部分33包括小直径的第一径向部分34、大直径的第二径向部分35和中间部分36，第一径向部分34设置有形成法兰4的孔的内边缘并设置有外边缘，第二径向部分35设置有内边缘和外边缘，中间部分36大体上在轴向上延伸并且连接第一径向部分34的所述外边缘和第二径向部分35的所述内边缘。

中间部分36是圆柱形的。作为一种选择，中间部分36可以是截头圆锥形的并且指向带轮装置1的内部或外部。

第一径向部分34支承抵靠内圈6的正表面16并抵靠间隔件23的与缘部28相反定位的正表面27，并如此抵靠其上用于安装装置1的支撑件。

螺丝5的头部32具有相对平坦的表面，该表面支承抵靠法兰4的第一径向部分34，第一径向部分34在轴向上卡在螺丝5的头部32与轴承3的内圈6之间。根据未示出的变型，垫圈可以介于螺丝头部与法兰的大体上径向部分之间。

有利地，法兰4还包括从第一径向部分34的内边缘在轴向上延伸的轴向部分37。轴向部分37被容纳并固定在装置1的安装孔25中。轴向部分37使得法兰4能够相对于轴承3(一方面)和带轮2(另一方面)对中。

在图1中示出的实施方式中，间隔件23的孔25设置有周向槽38，轴向部分37在径向上变形以被部分地容纳在所述周向槽38中。法兰4经由其与设置在间隔件23中的周向槽38的壁配合的轴向部分37而与轴承3在轴向上和径向上保持在一起。作为一种选择，如果轴承不具有间隔件，则可以在轴承的内圈的孔中设置周向槽。

在未示出的可替代方案中，法兰的轴向部分可以紧密地安装在轴承的孔中。在其他变型中，轴向部分通过任意其他适当的方式而被牢固地安装在轴承的安装孔中，例如通过粘接接合而被牢固地安装在轴承的安装孔中。

根据本发明，法兰4包括环形折叠部分39，环形折叠部分39从大直径的第二径向部分35的外边缘大体上在轴向上延伸。

在图1所示的第一实施方式中，环形折叠部分39是圆柱形的环形套环(轴环)(collar)，其在轴向上从法兰4的外边缘朝向带轮装置1的外侧延伸。

套环39在径向上进入到带轮2的轴向突出的环形部分40的紧邻区域(紧邻位置)中，以形成窄的通道。

在本实施方式中，轴承3的轴向延伸部分被限定在沿着外圈7的正表面19、20的两个径向平面之间，内圈6的正表面15、16分别在轴向上相对于所述正表面19、20后缩(setback)。环形部分40在轴向上延伸超过沿着轴承3的正表面20的径向平面。

套环39在径向上由带轮2的轴向突出的环形部分40围绕。部分40的内侧表面和套环39两者在轴向上和径向上均彼此面对地延伸，在部分40的内侧表面与套环39之间限定环形空间。因此，套环39和带轮2的突出部分40限定窄的通道，该窄的通道沿着轴向延伸一定长度。以这种方式，改善法兰4与带轮2之间的密封。

特别有利地，套环39和部分40的内侧表面具有匹配的形状。

图2中示出本发明的第二实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与前面的实施方式的不同之处在于：法兰4的外边缘处设置有环形折叠部分41，其包括截头圆锥形套环。

环形折叠部分41是截头圆锥形的环形套环，其在轴向上从法兰4的外边缘朝向带轮装置1的内部延伸。

套环41在径向上进入到带轮2的轴向突出的环形部分40的紧邻区域(紧邻位置)中，以形成窄的通道。

图3中示出本发明的第三实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与前面的实施方式的不同之处在于：带轮装置1包括c形带轮42。

带轮42包括外环形部分43，外环形部分43具有能够与传动部件配合的外圆柱表面44和内圆柱部分。带轮42还包括内环形部分45，内环形部分45具有紧密地安装在轴承3的旋转的外圈7的外圆柱表面18上的圆柱形孔46和外圆柱表面。外环形部分43是管状的并且具有比同样是管状的内环形部分45大的直径，外环形部分43在径向上围绕所述内环形部分45。外环形部分43同样具有大于内环形部分45的轴向尺寸，所述外环形部分43在两个轴向侧相对于内环形部分45在轴向上突出。

最后，带轮42包括连接内环形部分43和外环形部分45的中间部分47。中间部分设置在装置1的一个轴向侧，并且有利的是，设置在朝向螺丝5的头部32的外侧(设置在螺丝5的头部32的方向外侧)。由于内环形部分43与外环形部分45之间的轴向长度不同，因此中间部分47具有指向装置1的内部的截头圆锥形状。中间部分47在轴向上相对于轴承3突出。

带轮42的轴向截面具有限定环形开口的c的整体形状，该环形开口在装置的一个轴向侧朝向其上用于安装装置1的支撑件开口。有利地，带轮42是一体的。有利地，带轮42通过切割和冲压金属板(例如由钢制成的金属板)而形成。

在图3中所示的第三实施方式中，法兰4的环形折叠部分是截头圆锥形的环形套环48，环形套环48从法兰4的外边缘朝向带轮装置1的外侧延伸。

套环48在径向上由带轮2的轴向突出的中间部分47围绕。部分47的内侧表面和套环48大体上在轴向上和径向上均彼此面对地延伸，在部分47的内侧表面与套环48之间限定环形空间。因此，套环48和带轮2的突出部分47限定窄的通道，该窄的通道沿着轴向延伸一定长度。特别有利地，套环48和部分47的内侧表面具有匹配的形状。

图4中示出了第四实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与前面的实施方式的不同之处在于：法兰4包括套环49，套环49在径向上进入到旋转的外圈7的轴向突出的环形部分50的紧邻区域(immediatevicinity)中，以形成窄的通道。

本发明的第四实施方式中的带轮装置1的法兰4包括单个径向部分33。与前面的实施方式不同，法兰4由于其较小的径向尺寸而不需要中间部分来增强其刚性。径向部分33分别支承抵靠轴承3的固定内圈6的正表面16和间隔件23的正表面27。

法兰的环形折叠部分是圆柱形的环形套环49，环形套环49在轴向上从法兰4的径向部分33的外边缘朝向带轮装置1的外侧延伸。

套环49在径向上进入到轴承3的旋转的外圈7的轴向突出的环形部分50的紧邻区域中，以形成窄的通道。内圈6的正表面16在轴向上相对于设置在外圈7的突出部分50上的正表面20后缩。

套环49在径向上由外圈7的轴向突出的环形部分50围绕。部分50的内侧表面和套环49在轴向上和径向上均彼此面对地延伸，在部分50的内侧表面与套环49之间限定环形空间。因此，套环49和突出部分50限定窄的通道，该窄的通道沿着轴向延伸一定长度。

图5示出第五实施方式，其与前面的实施方式的不同之处在于：轴承3的旋转的外圈7的外圆柱表面18能够直接与诸如带或链的传动元件配合。

具体来说，与前面的实施方式相对地，带轮装置1不包括与轴承3分开的带轮。仅由外圈7确保对传动元件的旋转支撑以及路径引导的功能。仅由轴承3的旋转的外圈7形成带轮装置的旋转的外元件。

与前面的实施方式类似，法兰4设置有圆柱形的环形套环49，该圆柱形的环形套环49与外圈7的轴向突出的环形部分50形成径向的窄的通道。

图6中示出第六实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与图1中的第一实施方式的不同之处在于：法兰4包括形成周向凹槽52的环形折叠部分51。

环形折叠部分51设置在法兰4的大直径的第二径向部分35的外边缘处。环形折叠部分51包括面对所述第二径向部分35并折叠成与所述部分35接触的内径向环形部分53。内径向环形部分53在径向上指向装置1的内部。

环形折叠部分51还包括面对内径向环形部分53的外径向环形部分54。

最后，环形折叠部分51包括中间部分55，该中间部分55大体上在轴向上延伸并连接内环形部分53和外环形部分54，以形成周向凹槽52，周向凹槽52在径向上朝向带轮2的轴向突出的环形部分40敞开。

在所示的实施方式中，中间部分55是圆柱形的。作为一种选择，中间部分55可以是截头圆锥形形状、圆形形状或任何其他形状，其能够大体上在轴向方向上延伸，以连接内径向部分53和外径向部分54。

环形折叠部分51在径向上整体上由带轮2的轴向突出的部分40围绕。特别地，外径向环形部分54的外边缘被轴向突出的部分40围绕，因此周向凹槽52完全被轴向突出的部分40围绕。

穿过法兰4的外径向环形部分54的外部污染物可以被内径向环形部分53阻挡并且收集在距轴承3的边缘一定距离处的凹槽52中，更特别地，收集在距密封件22一定距离处的凹槽52中。

图7中示出了第七实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与图6中的前面的实施方式的不同之处在于：法兰4包括部分地在轴向上覆盖带轮2的折叠部分56。

环形折叠部分56设置在法兰4的大直径的第二径向部分35的外边缘处。环形折叠部分56包括面对所述第二径向部分35并折叠成与所述部分35接触的内径向环形部58。内径向环形部分58在径向上指向装置1的内部。

环形折叠部分56还包括面对内径向环形部分58的外径向环形部分59。

最后，环形折叠部分56包括圆柱形中间部分60，圆柱形中间部分60大体上在轴向上延伸并连接内环形部分58和外环形部分59，以形成圆周凹槽57，圆周凹槽57在径向上朝向带轮2的轴向突出的环形部分40敞开。

具有内径向环形部分58的大直径的第二径向部分35的外边缘在径向上由带轮2的轴向突出的部分40围绕。因此，大直径的第二径向部分35的外边缘在径向上进入到带轮2的轴向突出的部分40的紧邻区域中，以形成第一窄的通道。

根据本实施方式，中间部分60相对于带轮2的突出的轴向部分40的前表面在轴向上突出。外径向环形部分59在径向上从所述中间部分60的突出端在装置1的向外方向上延伸。外径向环形部分59部分地覆盖带轮2的轴向突出的部分40的正表面，以形成第二窄的通道。

穿过法兰4的外径向环形部分59的外部污染物可以被带轮2的轴向突出的部分40的正表面阻挡，并且收集在距轴承3的边缘一定距离处的凹槽57中，更特别地，收集在距密封件22一定距离处的凹槽57中。此外，环形折叠部分56在周向凹槽的每一侧形成外部窄通道和内部窄通道，以形成针对污染的一系列屏障。

图8中示出第八实施方式，其中，相同的元件具有相同的附图标号，并且与前面的图7中的实施方式的不同之处在于：法兰4包括环形折叠部分61，环形折叠部分61在径向上进入到旋转的外圈7的轴向突出的环形部分50的紧邻区域中。

本发明的第八实施方式中的带轮装置1的法兰4包括单个径向部分33。

环形折叠部分61设置在法兰4的径向部分33的外边缘处。环形折叠部分61包括面对所述径向部分33并折叠成与所述部分33接触的内径向环形部分63。内径向环形部分63在径向上指向装置1的内部。

环形折叠部分61还包括面对内径向环形部分63的外径向环形部分64。

最后，环形折叠部分61包括圆柱形中间部分65，圆柱形中间部分65大体上在轴向上延伸并连接内环形部分63和外环形部分64，以形成周向凹槽62，周向凹槽62在径向上朝向轴承3的外圈7的轴向突出的环形部分50敞开。

径向部分33的外边缘与内径向环形部分63一起在径向上被外圈7的轴向突出的部分50围绕。因此，径向部分33的外边缘在径向上进入到外圈7的轴向突出的部分50的紧邻区域中，以形成第一窄通道。

根据本实施方式，中间部分65在轴向上相对于外圈7的突出轴向部分50的正表面20突出。外径向环形部分64在径向上从所述中间部分65的突出端在装置1的向外方向上延伸。外径向环形部分64部分地覆盖外圈7的轴向突出部分50的正表面20，以形成第二窄通道。

外径向环形部分64的外边缘在径向上由带轮2的轴向突出部分40围绕。根据未示出的有利实施方式，外径向环形部分的外边缘可以在径向上进入到带轮2的轴向突出部分40的紧邻区域中，以形成第三窄通道。

根据未示出的替代该第八实施方式的实施方式，轴承3的旋转的外圈7的外圆柱表面18可以直接与诸如带或链的传动元件配合，带轮装置1不包括与轴承3分开的带轮。因此，可以仅由轴承3的旋转的外圈7形成带轮装置的旋转的外元件。

此外，各种实施方式的所有或仅一些技术特征可以彼此组合。因此，带轮装置可以根据成本、性能和易用性而进行调整。