DE102010027613A1

DE102010027613A1 - Optimiertes Gleitlagerdesign für eine Hebellagerung

Info

Publication number: DE102010027613A1
Application number: DE201010027613
Authority: DE
Inventors: Rainer Pflug
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebellagerung (2) einer Spannvorrichtung (1), mit der ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs vorgespannt wird, wobei der schwenkbare Hebel (8) mittenversetzt einer Nabe (3) zugeordnet ist, die auf einer ortsfest positionierten Achse (5) drehbar ist. In einem von einer Aufnahmebohrung (12) der Nabe (3) und einer Mantelfläche (13) der Achse (5) radial begrenzten Ringspalt (14) ist eine zwei Gleitlager (10, 11) umfassende Gleitlagerung (4) eingesetzt. Die Gleitlager (10, 11) weisen voneinander abweichende Wandstärken S1, S2 und/oder voneinander abweichende Längen L1, L2 auf, die in eine entsprechend ausgelegte Aufnahmebohrung (12) der Nabe (3) eingesetzt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Hebellagerung einer Spannvorrichtung, mit der ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs vorgespannt wird. Dabei ist ein schwenkbarer Hebel mittenversetzt an einer Nabe befestigt, die auf einer ortsfest positionierten Welle oder Achse drehbar angeordnet ist. In einem von einer Aufnahmebohrung der Nabe und einer Mantelfläche der Welle radial begrenzten Ringspalt ist als Radiallager eine Gleitlagerung eingesetzt.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 195 23 647 A1 ist eine gattungsgemäße Hebellagerung bekannt. Die Lagerung bezieht sich auf einen Schwenkhebel eines Spannsystems, der endseitig eine drehbare Spannrolle umfasst, die kraftschlüssig an einem Zugmittel eines Zugmitteltriebs abgestützt ist. Die Kraftbeaufschlagung erfolgt dabei über ein Federelement, welches zwischen einem ortsfesten Bauteil und dem Schwenkhebel abgestützt ist. Die Hebellagerung wird gebildet durch eine einstückig mit dem Schwenkhebel verbundene Nabe, in deren Aufnahmebohrung zwei axial beabstandete Gleitlager eingesetzt sind, über die der Schwenkhebel drehbar auf einer ortsfest positionierten Achse gelagert ist. Aufgrund einer außermittigen Krafteinleitung von dem Zugmittel über die Spannrolle in die Hebellagerung kommt es zu einer Verkippung des Hebels und zu einem Kantentrag der Lagerung.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hebellagerung zu schaffen, deren Gleitlagerung an die jeweilige Kraftbeaufschlagung abgestimmt ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst die Lagerung des schwenkbaren Hebels zwei Gleitlager mit voneinander abweichenden Wandstärken und/oder voneinander abweichenden Längen, die in eine entsprechend angepasste Aufnahmebohrung der Hebelnabe eingesetzt sind. Wenn z. B. das Gehäuse bzw. die Nabe eine vergrößerte Wandstärke aufweist und relativ steif ist, ergibt sich eine hohe Pressung im Fügespalt zwischen dem Gleitlager und der Nabe. Das Gleitlager wird dabei stärker komprimiert, wodurch sich ein kleinerer Innendurchmesser und damit kleineres Gleitlagerrspiel einstellt. Ein dünnwandiges und damit relativ elastisches Gehäuse bzw. Nabe bewirkt eine geringere Komprimierung des Innendurchmessers, wodurch sich ein größeres Gleitlagerspiel einstellt. Die erfindungsgemäße Maßnahme berücksichtigt die jeweilige Kraftbeaufschlagung und die daraus resultierenden ungleichen Elastizitäten über die Länge der Hebelnabe. Die paarweise beabstandet angeordneten Gleitlager der Gleitlagerung sind dabei auf die außermittige Kraftbeaufschlagung bzw. Krafteinleitung abgestimmt. Vorteilhaft kann damit jedes Gleitlager individuell auf die sich einstellende Elastizität des jeweiligen Stützbereichs ausgelegt werden.
In vorteilhafter Weise ermöglicht die Erfindung durch den Einsatz von Gleitlagerbuchsen, die auf das elastische Verzugsverhalten der Nabe des Hebels, abgestimmt sind, eine gleichmäßige Belastung der Gleitlager. Gleichzeitig stellt sich vorteilhaft weder ein nachteiliger Kantentrag noch Kantenlasten ein. Weiterhin können trotz abweichender Gehäuseelastizitäten aufgrund unterschiedlicher Krafteinleitung gleiche Lagerspiele der Gleitlager eingehalten werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit den abgestimmten Gleitlagern eine deutlich erhöhte Lebensdauer der Gleitlagerung realisiert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Hebellagerung ist vorgesehen, dass die Wandstärke des hebelseitigen Gleitlagers die Wandstärke des zugehörigen weiteren Gleitlagers der Hebellagerung übertrifft. Bedarfsabhängig kann gemäß der Erfindung die Gleitlagerung auch Gleitlager bzw. Gleitlagerbuchsen mit entgegengesetzt ausgelegten Wandstärken einschließen.
Eine bevorzugte weitere Auslegung sieht vor, dass ein Unterschied zwischen den Wandstärken der einzelnen Gleitlager von ≥ 0,002 bis ≤ 0,10 mm vorgesehen ist. Zur Erzielung einer optimalen Abstimmung auf die Elastizität des Gehäuses schließt die Erfindung auch davon abweichende Wandstärken ein.
Als weitere Möglichkeit zur Realisierung einer verbesserten Abstimmung der Hebellagerung auf die Gehäuseelastizität schließt die Erfindung unterschiedliche Längen für die Gleitlager ein. Dazu bietet es sich bspw. an, dass das Gleitlager mit der größten Kraftbeaufschlagung eine Länge aufweist, die das zugehörige weitere Gleitlager um den Faktor ≥ 1,2 übertrifft.
Zur Vermeidung einer Fehlmontage der Gleitlager bietet es sich an, die Gleitlager mit unterschiedlichen Ziffern zu bezeichnen, wobei die jeweilige Ziffer gleichzeitig auf die Stirnseite der Nabe übertragen ist. Alternativ oder ergänzend zu Ziffern können die Gleitlager durch unterschiedliche Farbkennung gekennzeichnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Gleitlager eine von einer Zylinderform abweichende Außenkontur auf, die in entsprechend gestaltete Aufnahmen der Nabe eingesetzt sind. Durch eine bspw. ovale Formgebung, deren größte Wandstärke z. B. zur Hauptbelastungszone ausgerichtet ist, kann unmittelbar das Pressungsverhalten und/oder das Lagerspiel beeinflusst werden.
Die erfindungsgemäße Hebellagerung kann weiterhin mit einer Abdichtung kombiniert werden. Bevorzugt wird dazu in einer gestuften, der Gleitlagerung vorgelagerten Übergangszone zwischen der Aufnahmebohrung und einer Stirnseite der Nabe zumindest ein Dichtelement eingesetzt, dass nabenfern an einer separaten Scheibe oder Anlaufkontur eines Maschinenteils dichtend abgestützt ist. Als Dichtelement ist dazu bspw. ein Rundgummiring oder O-Ring vorgesehen. Alternativ dazu bietet es sich an, ein Dichtelement vorzusehen, bei dem der Dichtrücken auf der Mantelfläche des Befestigungsmittels oder der Übergangszone der Nabe positioniert ist und deren radial ausgerichtete, gespreizte Dichtlippen an einer Stützscheibe bzw. einer Wandung der Lageraugen-Ausnehmung abgestützt sind.
Beschreibung der Zeichnung
In der einzigen Figur ist in einer Schnittdarstellung eine mechanische Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb mit einer erfindungsgemäßen Gleitlagerung dargestellt. Die Spannvorrichtung 1 umfasst einen schwenkbaren Hebel 8, dessen Nabe 3 über eine Hebellagerung 2 auf einer Achse 5 drehbar angeordnet ist. Die Hebellagerung 2 umfasst eine Achse 5, die in Verbindung mit einer Befestigungsschraube 6 an einem ortsfesten Maschinenteil 7, insbesondere an einem Gehäuse einer in 1 nicht abgebildeten Brennkraftmaschine befestigt ist. Der Achse 5 ist beidseitig jeweils eine Scheibe 9 zugeordnet, die an dem Maschinenteil 7 bzw. an einem Schraubenkopf der Befestigungsschraube 6 abgestützt ist. Die Gleitlagerung 4 schließt zwei axial beabstandet angeordnete Gleitlager 10, 11 ein, die in einem von einer Aufnahmebohrung 12 der Nabe 3 und einer Mantelfläche 13 der Achse 5 begrenzten Ringspalt 14 eingesetzt sind.
Zur Anpassung an die jeweilige Gehäusekonfiguration der Nabe 3 und/oder des Hebels 8 sind die auch als Gleitlagerbuchsen zu bezeichnenden Gleitlager 10, 11 unterschiedlich dimensioniert. Dazu bietet es sich an, die Wandstärken S₁, S₂ und/oder die Längen L₁, L₂ der Gleitlager 10, 11 abweichend voneinander auszulegen. Zur Abdichtung des Ringspaltes 14 ist beidseitig der Nabe 3 in einem gestuften Bereich, einer Übergangszone 17, 18 ein Dichtelement 15, 16 eingesetzt, das stirnseitig jeweils an einer Scheibe 9 dichtend anliegt. An dem mittenversetzt zur Gleitlagerung 4 positionierten Hebel 8 ist endseitig eine Spannrolle 19 drehbar angeordnet, die im Einbauzustand der Spannvorrichtung 1 kraftschlüssig an einem nicht abgebildeten Zugmittel abgestützt ist. Zur Kraftbeaufschlagung ist ein Federelement 20 vorgesehen, das mit einem Federende an dem Maschinenteil 7 und mit dem weiteren Federende am Hebel 2 abgestützt ist. Der auf die Spannrolle 19 gerichtete Pfeil verdeutlicht eine Krafteinleitung der Spannvorrichtung 1. Diese erfolgt von einem nicht abgebildeten Zugmittel des Zugmitteltriebs über die Spannrolle 19, den Hebel 8 in die Hebellagerung 2 und damit in die Gleitlagerung 4.
Bezugszeichenliste

1: Spannvorrichtung
2: Hebellagerung
3: Nabe
4: Gleitlagerung
5: Achse
6: Befestigungsschraube
7: Maschinenteil
8: Hebel
9: Scheibe
10: Gleitlager
11: Gleitlager
12: Aufnahmebohrung
13: Mantelfläche
14: Ringspalt
15: Dichtelement
16: Dichtelement
17: Übergangszone
18: Übergangszone
19: Spannrolle
20: Federelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19523647 A1 [0002]

Claims

Hebellagerung (2) einer Spannvorrichtung (1), mit der ein Zugmittel eines Zugmitteltriebs vorgespannt wird, wobei ein schwenkbarer Hebel (8) mittenversetzt einer Nabe (3) zugeordnet ist, die auf einer ortsfest positionierten Achse (5) oder Welle drehbar ist und in einem von einer Aufnahmebohrung (12) der Nabe (3) und einer Mantelfläche (13) der Achse (5) radial begrenzten Ringspalt (14) eine Gleitlagerung (4) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung (4) zwei Gleitlager (10, 11) mit voneinander abweichenden Wandstärken S₁, S₂ und/oder voneinander abweichenden Längen L₁, L₂ umfasst, die in eine entsprechend angepasste Aufnahmebohrung (12) der Nabe (3) eingesetzt sind, wobei jedes Gleitlager (10, 11) auf die jeweilige Krafteinleitung in die Nabe (3) und deren Elastizität abgestimmt ist.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hebelseitige Gleitlager (10) eine Wandstärke S₁ aufweist, die eine Wandstärke S₂ des zugehörigen weiteren Gleitlagers (11) übertrifft.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandstärkenunterschied zwischen den Gleitlagern (10, 11) von ≥ 0,002 bis ≤ 0,10 mm vorgesehen ist.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der größten Kraftbeaufschlagung ausgesetzte Gleitlager (10, 11) eine Länge L₁ aufweist, die eine Länge L₂ des zugehörigen weiteren Gleitlagers (10, 11) um den Faktor ≥ 1,2 übertrifft.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Gleitlager (10, 11) abweichend voneinander gekennzeichnet sind.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine unterschiedliche Farbkennung für die abweichend ausgeführten Gleitlager (10, 11) vorgesehen ist.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlager (10, 11) eine von einer Zylinderform abweichende Außenkontur aufweisen, die in eine entsprechend angepasste Aufnahmebohrung (12) der Nabe (3) eingesetzt sind.
Hebellagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer gestuften Übergangszone (17, 18) zwischen der Aufnahmebohrung (12) und einer Stirnseite der Nabe (3) zumindest einseitig ein Dichtelement (15, 16) eingesetzt ist, das axial jeweils an einer Scheibe (9) abgestützt ist.