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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenklager für Hebel mit kleinem
Schwenkbereich, insbesondere für Bremshebel von Außenbackenbremsen mit kleinem Lüftungsspalt.
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Im allgemeinen werden derartige Hebel in Bolzengelenken gelagert,
die ein mehr oder weniger großes Drehspiel aufweisen, das sich im Laufe der Betriebszeit
durch Verschleiß vergrößert. Um diesen durch Reibung verursachten Verschleiß in
engen Grenzen zu halten, werden die Bolzengelenke geschmiert. Sie sind also nicht
reibungsfrei und müssen gewartet werden. Bereits verhältnismäßig geringer Verschleiß
an den Lagerstellen verursacht eine nachteilige Änderung der Bremswirkung.
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An Stelle dieser Gelenklager sind auch Schwenklager bekannt, die gummielastische
Werkstoffe verwenden. Diese Gelenke haben nun den Nachteil, daß sie in allen Richtungen
zu flexibel sind.
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Gummielastische Bauteile sind überdies hitzeempfindlich und gegenüber
chemischen Einflüssen nicht genügend widerstandsfähig.
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Wenn statt dessen korosionsfeste elastische Werkstoffe, wie beispielsweise
Thermoplaste, verwendet werden, sind die Nachteile der allseitigen Elastizität und
der unzureichenden Hitzebeständigkeit immer noch vorhanden. Alle vorgenannten Nachteile
werden aber bei den Schwenklagem für Bremshebel von Außenbackenbremsen in Kauf genommen.
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Nach dem Grundgedanken der Erfindung soll ein Schwenklager geschaffen
werden, das im Gegensatz zu den bisher üblichen Bolzen- bzw. Gummifederlagerungen
nur in Lüftrichtung elastisch nachgiebig, sonst aber unelastisch ist; dies im Hinblick
auf die ira Bereich des Schwenklagers für Bremshebel an Außenbackenbremsen wirksamen
axialen, Seiten-und Querkräfte.
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Als geeignetes Bauteil für ein solches Schwenklager bietet sich ein
Torsionsfedergelenk an. Die Verwendung eines solchen Bauteils allein erfüllt jedoch
nicht die an ein derartiges Schwenklager gestellten Bedingungen; denn die bekannten
Feder- bzw. Federkreuzgelenke sind ihrer Funktion nach nur Winkelbewegungen zulassende
und drehmomentilbertragende Gelenke, die nicht in der Lage sind, zusätzlich auch
noch Seitenkräfte aufzunehmen.
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Es ist bekannt, die Gelenkfedern lamelliert auszuführen, wodurch die
Steifigkeit gegenüber Verdrehung verringert wird, ohne daß die Steifigkeit gegen
Biegung nennenswert beeinträchtigt wird.
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Es ist ferner bekannt, die Gelenkfedern im Innen-und Außengelenkteil
je an drei Basisstellen einzuspannnen. Bevorzugt sind dabei das Innen- und
das Außengelenkteil durch kreuzweise angeordnete Federelemente verbunden. Hierbei
kann zusätzlich eine Schwinge vorgesehen sein, die das Gelenk in sich gegen unerwünschte
axiale Verschiebebewegungen sichert. Seitenkräfte, die von außen auf das Gelenk
ausgeübt werden, können durch diese Maßnahme nicht aufgenommen werden.
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Dies ist auch dann nicht möglich, wenn das bekannte Federgelenk Gelenkarme
aufweist, an denen jeweils eine Lagerbüchse befestigt ist. Der Charakter des Federgelenkes
wird dadurch nicht geändert.
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Ziel der Erfindung ist es, ein wartungsloses, gering winkelbewegliches
Schwenklager zu schaffen und zu diesem Zweck das bekannte Federgelenk so umzubilden,
ohne auf seine Eigenschaften zu verzichten, daß es zum Seitenkraft aufnehmenden
Schwenklager wird.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß das Schwenklager
aus einem an sich bekannten Torsionsfedergelenk besteht, dessen federnde Platten
an ihren axialen Enden fest eingespannt sind und der Bremshebel zwischen den Einspannstellen
drehfest mit den Federelementen verbunden ist.
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Es kann jedoch auch der Bremshebel drehfest mit zwei gleichachsig
angeordneten Torsionsfedergelenken verbunden sein, deren Federelemente dann nur
an dem dem Bremshebel abgekehrten Ende fest eingespannt sind.
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Durch diese Lösung erhält man ein spielfreies und damit verschleiß-
und wartungsfreies Schwenklager, das imstande ist, geringe Winkelbewegungen des
Bremshebel zuzulassen, und das Seitenkräfte aufnimmt, die beim Bremsvorgang von
den Bremsbacken über den Bremshebel in das Lager eingeleitet werden. Hierbei werden
die Federelemente des Lagers zum Teil auch in ihrer Radialrichtung auf Biegung beansprucht.
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Der Bremshebel ist nach der neuen Lösung somit bei wachsendem Widerstand
in seinen beiden Drehrichtungen um einen verhältnismäßig kleinen Zentrierwinkel
einer einzigen Achse spielfrei gelagert, während er nach allen anderen Richtungen
hin starr ist. Eine solche Lagerung ist spielfrei und verschleißlos, weil keine
aufeinander gleitenden Teile vorhanden sind und somit keine Reibung entsteht; sie
bedarf deshalb keiner Wartung.
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Die im Verhältnis zu ihrer Breite dünnen Platten werden durch die
Verdrehbewegung des gelagerten Maschinenteils gering verwunden und damit vermöge
ihrer Verdrehelastizität gespannt. Der Bereich des Verdrehwinkels ist gering. Er
muß durch entsprechende Anschläge begrenzt werden, damit die in den Platten auftretenden
Torsionsspannungen einen zu-
lässigen Höchstwert nicht überschreiten. Entsprechende
Anschläge sind bei Backenbremsen einerseits durch die Auflage der Bremsbacken auf
der Bremstrommel und andererseits durch einstellbare Arretierungen für die Begrenzung
des Bremslüftweges gegeben. Die Größe des zulässigen Drehwinkels ist außer vom Elastizitätsmodul
abhängig von der Länge, der Breite und Dicke der verwendeten Platten. Je größer
der Schwenkbereich sein muß, um so länger müssen die Bleche relativ zu ihrer Breite
und Dicke gewählt werden.
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Ein weiterer Vorteil des neuen Schwenklagers liegt in der mit geringem
Kostenaufwand erreichbaren spielfreien Steifigkeit in jeder von der Drehrichtung
abweichenden Richtung.
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Die Federelemente des neuen Schwenklagers können als gewinkelte Platten
ausgebildet sein, deren Scheitelkante auf bzw. nahe der Drehachse liegt.
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Die Platten können strahlenartig zur Drehachse angeordnet sein und
zwischen den Festlagern können sie Aussparungen aufweisen.
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Ferner ist es möglich, den Platten parallel zur Drehachse Verstärkungsrippen
zuzuordnen und/ oder die Platten schaufelartig gekrümmt auszubilden.
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Die Platten sind unter Zuhilfenahme von Segmentscheiben lösbar mit
den Festlagerbauteilen bzw. mit dem schwenkbaren Lagerteil verbunden. Bervorzugt
können dabei die Segmentscheiben mittels eines konischen Spannringes verkeilt sein.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i 1 den Querschnitt
durch ein Schwenklager, bei dem mit Hilfe von Spannungssegmenten auf verwindbar
eingespannten, axial durchgehenden Platten ein Bremshebel festgeklemmt gehalten
ist, F i g. 2 die Vorderansicht einer abgewandelten Ausführung eines zwischen
zwei Lagerböcken schwenkbar angeordneten Hebels mit zwei gleichachsigen Torsionsfedergelenken,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 14 in F i g. 1,
F i
g. 4, 5 und 6 abgewandelte Anordnungen verwindbar eingespannter
Platten für das Gelenkbauteil des Schwenklagers.
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Das Schwenklager besteht nach F i g. 1 aus axial angeordneten
durchlaufenden Platten 3, die an ihren Enden mit Hilfe der Spannsegmente
8 durch je einen konischen Ring mit den Lagerböcken 4 und
5 fest verbunden sind. Zwischen den Lagerböcken ist der Bremshebel
6 angeordnet, er ist drehfest mit den Platten 3 durch einen weiteren
konischen Ring 9
unter Zuhilfenahme der Spannsegmente 8 verbunden.
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Nach den F i g. 2 und 3 ist der Hebel 6 zwischen
den zwei festen Lagern 4 und 5 angeordnet. Dieser Hebel ist ein Brernshebel,
der an eine (nicht dargestellte) Bremsbacke angeschlossen ist. Der Hebel ist in
den beiden Drehrichtungen (vgl. Pfeilrichtungen) um geringe Winkelbeträge bis zu
den Anschlägen 7 hin schwenkbar.
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Am Hebel 6 und an den beiden Festlagem 4 und 5
sind kreuzförmig
nach Art von Winkelblechen gebogene Platten 3 als gleichachsige Torsionsfedergelenke
3 a und 3 b mit Hilfe von Segmentscheiben 8
fest eingespannt,
die einerseits wiederum mit dem Hebel 6 bzw. andererseits mit den Festlagem
4, 5
fest verschraubt sind. Auf diese einfache Art und Weise ist der
Hebel 6 verschleißlos und damit wartungsfrei sicher gelagert. Das Torsionsfedergelenk
3 bzw. 3a, 3b weist als Bauteil des Schwenklagers in Verbindung
mit seiner festen Einspannung durch seine Spielfreiheit gegenüber allen z. B. beim
Bremsen in Richtung P und in Richtung R wirkenden Kräften eine ideale Steifigkeit
auf, während es nur in Drehrichtung gering elastisch ist.
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Die Platten 3 können nach F i g. 4 und 5 auch
beispielsweise sternförmig angeordnet werden. Um ihre Steifigkeit zu erhöhen, können
die Platten ferner, wie F i g. 6 zeigt, längsgerichtete Sicken erhalten oder
sie sind schaufelartig gekrümmt. Um einen größeren Verdrehwinkel zu erhalten, können
die Platten 3 gegebenenfalls zwischen Hebel und jeweiligem Lagerbock mit
Aussparungen der verschiedensten Art versehen sein.