DE3704573C2 - Vorrichtung zum Dämpfen von Drehbewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Drehbewegungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits durch die DE 26 08 277 A1 bekannt. Dabei ist ein Schwenkarm drehbeweglich auf einem feststehenden Bolzen gelagert. Beiderseits des Schwenkarmes ist je eine Scheibe aus einem Material mit Reibeigenschaften angeordnet, die einerseits mit den Seitenflächen des Schwenkarmes und andererseits mit benachbarten Radialflächen in Reibkontakt stehen. Diese Anordnung wird durch eine Druckfeder axial vorgespannt, so daß bei Drehbewegung des Schwenkarmes gegenüber dem Bolzen eine energieverzehrende Dämpfung auftritt. Auf diese Weise können sowohl die reine Drehbewegung als auch Vibrationen der Anordnung, die sich als oszillierende Schwenkbewegungen ergeben, wirkungsvoll gedämpft werden. Für verschiedene Anwendungsfälle ist es wünschenswert, eine dreh- bzw. schwenkrichtungsabhängige Dämpfung vorzusehen, wenn beispielsweise in einer Richtung starke Impulsbelastungen auftreten, in der anderen Richtung nur mit geringen Winkelbewegungen ausgehend von leichten Einflüssen zu rechnen ist. Die bekannte Anordnung weist ausgehend von der beschriebenen Reibeinspannung eine in beiden Richtungen gleichmäßige Dämpfung auf.

Bei einer Ausführung gemäß der FR 13 28 493 fehlen weiterhin Hinweise zur geeigneten Dämpfung von Drehbewegungen hinsichtlich der oben genannten Mängel.

Aufgabe der Erfindung ist es mit einfachen Mitteln eine preisgünstige und kompakte Vorrichtung zu schaffen, die eine von der Drehrichtung abhängige unterschiedliche Dämpfung ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche 1 oder 2 gelöst.

Als Blechmaterial wird vorzugsweise Federstahlblech verwendet, aus dem in geringen Abständen durch einen Stanzvorgang federnde Zungen ausgeklinkt werden, die an einer Seite mit dem Blech noch verbunden, an dieser Stelle aus der Blechebene herausgebogen sind und im wesentlichen ihre ebene Gestalt beibehalten. Der Winkel zur Blechebene beträgt 50 bis 85 Grad, wobei vorzugsweise eine steile Neigung um ca. 80 Grad zu guten Ergebnissen führt. Dies hängt jedoch wesentlich von der Steifigkeit der Abstützung der Feder bzw. der Maschinenteile insgesamt ab und muß den gegebenen Voraussetzungen angepaßt werden.

Die federnden Zungen liegen beispielsweise gemäß Anspruch 1 an der Rückseite eines Reibelementes an, das durch die Federkraft unter Vorspannung an die Reibfläche eines der Maschinenelemente angepreßt wird. Die Feder ist beispielsweise über Formschlußelemente mit dem anderen Maschinenteil verbunden. Beim gegenseitigen Drehen der Maschinenteile wird das Reibelement von der Feder mitgenommen, wodurch ein Teil der Energie ausgehend vom Drehmoment an den Reibflächen zwischen Reibelement und Maschinenteil vernichtet wird. Dadurch entsteht eine Dämpfung der Drehbewegung.

In der einen Drehrichtung richten sich die federnden Zungen, hervorgerufen durch eine vom Drehmoment ausgehende Kraftkomponente in Drehrichtung im Sinne einer größeren Neigung bzw. in Richtung eines noch größeren Winkels zur Blechebene auf und erhöhen den Druck auf das Reibelement und gegen die Reibfläche des betreffenden Maschinenteiles. Dadurch erhöht sich die Dämpfkraft. In der anderen Drehrichtung bewirkt das Drehmoment ein Einfedern der Zungen im Sinne einer geringeren Neigung bzw. eines geringeren Winkels zur Blechebene. Dadurch wird der Druck auf das Reibelement reduziert, wodurch eine kleinere Dämpfkraft erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt wenig Raum und kann vorteilhafterweise sehr preiswert hergestellt werden. Die Vorrichtung ist universell für verschiedene Dreh- bzw. Schwenkbewegungen von Hebeln, Schwenkarmen, Rädern und Rollen ebenso wie für automatische richtungsabhängige Bremseinrichtungen einsetzbar. Insbesondere kann sie jedoch vorteilhaft bei federvorgespannten Spannvorrichtungen für Treibriemen oder dgl. verwendet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Rückseite des Reibelementes den Zungen angepaßte, im wesentlichen V-förmige Ausnehmungen auf, wobei die Schenkel der V-förmigen Ausnehmung die Neigung der federnden Zungen begrenzend angeordnet sein kann und dabei die Tiefe der Ausnehmung mindestens der halben Länge der Zunge entspricht. Bei dieser Ausführung können die Extremwerte der Reibkräfte für beide Drehrichtungen begrenzt werden. Dazu werden die Neigungswinkel der Schenkel der V- förmigen Nut festgelegt. Die Neigung der federnden Zungen wird auf diese Weise einfach begrenzt, wodurch sich gleichbleibende Extremwerte fuhr die Dämpfung ergeben. Die relativ große Tiefe der Nut wird vorgesehen, um eine zuverlässige großflächige Anlage der federnden Zungen zu erzielen und damit deren weiteres Neigen über den Extremwert hinaus zu vermeiden.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung gemäß Anspruch 2 weist die Feder beiderseits ausgeklinkte, in entgegengesetzte Richtungen geneigte, federnde Zungen auf und es sind beiderseits Reibelemente vorgesehen. Bei dieser Ausführung ist eine verdrehgesicherte Verbindung der Feder mit einem der Maschinenteile nicht erforderlich. Statt dessen sind beide gegeneinander drehbaren Maschinenteile mit Reibflächen versehen, an denen je ein Reibelement anliegt, zwischen denen die gesamte Feder mit beiderseits angeordneten, federnden Zungen eingesetzt ist. Diese sind so aus der Blechebene herausgebogen, daß sowohl die Zungen der einen als auch der anderen Seite bei gleicher relativer Drehrichtung der Maschinenteile die gleiche Tendenz der Reibkraft bewirken. Eine detaillierte Erläuterung dieser Verhältnisse geht aus einem entsprechenden Beispiel in Verbindung mit der Zeichnung hervor.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung sind das Reibelement und die Feder scheibenförmig ausgebildet und die Zungen in radiale Richtung verlaufend angeordnet oder das Reibelement und die Feder sind hülsenförmig ausgebildet und die Zungen in axiale Richtung verlaufend angeordnet, wobei das Reibelement und die Feder als ebenes, nachträglich gerolltes Band ausgeführt sein kann.

Eine kompakte Einheit entsteht, wenn wie nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal zwischen Feder und Reibelement ein diese verbindendes Elastomer hoher Nachgiebigkeit vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an den in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschreiben:
Es zeigen:

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt entlang der Linie A-A nach Fig. 2 einer scheibenförmigen Vorrichtung für drehrichtungsabhängige Dämpfung,

Fig. 2 die teilweise Seitenansicht der scheibenförmigen Feder nach Fig. 1,

Fig. 3 den teilweisen Längsschnitt einer scheibenförmigen Vorrichtung mit beiderseits angeordneten, federnden Zungen und

Fig. 4 den teilweisen Querschnitt einer hülsenförmigen Vorrichtung für die drehrichtungsabhängige Dämpfung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Dämpfen von Drehbewegungen besteht im wesentlichen aus zwei gegeneinander verdrehbaren Maschinenteilen, einem scheibenförmigen Reibelement 1 und einer scheibenförmigen Feder 2. Die Maschinenteile sind beispielsweise als feststehender Bolzen 3 und als Schwenkarm 4 mit einer entsprechend ringförmigen Reibfläche 5 ausgebildet. Gegen diese Reibfläche 5 ist das beispielsweise aus Kunststoff hergestellte Reibelement 1 durch die Feder 2 unter Vorspannung angestellt, die sich an dem Ringflansch 3 abstützt und mit diesem, wie nicht näher dargestellt ist, in bekannter Weise verdrehgesichert verbunden ist. Aus dem Blechmaterial der Feder 2 sind radial verlaufende Zungen 6 ausgeklinkt und unter einem Winkel von ca. 80 Grad zur Blechebene 11 axial herausgebogen. Mehrere dieser Zungen 6 sind, wie besser aus Fig. 2 hervorgeht, am Umfang der scheibenförmigen Feder 2 verteilt, wobei sich fensterförmige Öffnungen 7 ergeben, die radial innen und außen durch nicht unterbrochene Ringabschnitte begrenzt sind. Alle Zungen 6 sind in die gleiche axiale Richtung abgebogen und reichen in V-förmige Ausnehmungen 9 des Reibelementes 1. Die Schenkel 10 der V-förmigen Ausnehmungen 9 sind der Neigung der Zungen 6 in ihren Extremstellungen angepaßt und bilden für diese eine Begrenzung bei deren Neigung im elastischen Bereich. Diese Neigung der Zungen 6 entsteht bei Drehung des Schwenkarmes 4 gegenüber dem Ringflansch 3 durch die Reibung an der Reibfläche 5. Bei Drehung in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung wird die Neigung der Zungen 6 verringert und durch den in Fig. 1 oben dargestellten Schenkel 10 der V-förmigen Ausnehmung begrenzt. Die Reibung in dieser Drehrichtung bewirkt eine durch die Vorspannung vorbestimmte, energievernichtende Dämpfung für die Drehbewegung. Bei umgekehrter Drehrichtung wird die Neigung der Zungen 6 gegenüber der Blechebene 11 der Feder 2 vergrößert. Es entsteht ein Spreizeffekt, durch den das Reibelement 1 verstärkt gegen die Reibfläche 5 des Schwenkarmes 4 gepreßt wird. Dadurch entsteht eine erhöhte Dämpfung der Drehbewegung, wobei der Extremwert durch die Anlage der Zungen 6 an dem in Fig. 1 unten dargestellten Schenkel 10 der V-förmigen Ausnehmung 9 begrenzt wird. Damit eine sichere Begrenzung in beide genannte Richtungen erfolgen kann, sind die Ausnehmungen 9 entsprechend tief ausgeführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind beiderseits einer speziell ausgebildeten, scheibenförmigen Feder 2 Reibelemente 1 vorgesehen, die an entsprechenden Reibflächen von zwei gegenseitig drehbaren Maschinenteilen 3, 4 anliegen. Die Feder 2 weist am Umfang verteilte, wechselseitig ausgeklinkte Zungen 6 auf, die in umgekehrte, jedoch gegenüber der Achslinie der gesamten Vorrichtung gleich geneigte Richtungen herausgebogen sind. Bei diesem Beispiel erübrigt sich die verdrehgesicherte Verbindung der Feder 2 mit einem der Maschinenteile 3, 4. Bei Drehbewegung werden beide dargestellten Zungen 6 mit gleicher Tendenz beispielsweise größerer Neigung zur Blechebene 11 und damit verstärktem Druck über die Reibelemente 1 gegen die Reibflächen 5 elastisch verbogen. Zwischen den Reibelementen 1 ist ein stark poröses Elastomermaterial 12 eingespritzt, das die Feder 2 einbettet und diese mit den Reibelementen 1 zu einer kompakten Einheit verbindet.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Feder 2 und das Reibelement 1 hülsenförmig ausgeführt und in einem Ringraum zwischen zwei gegeneinander drehbaren Maschinenteilen 3, 4 angeordnet. Sowohl die Feder 2 als auch das Reibelement 1 sind aus ebenem Blechmaterial gefertigt und nachträglich gerollt. Die Zungen 6 bzw. die V-förmigen Ausnehmungen 9 sind in das noch ebene Bandmaterial eingearbeitet. Die in Umfangsrichtung weisenden Enden 13 der Feder 2 sind radial nach innen umgebogen, reichen in eine entsprechende axiale Nut des inneren Maschinenteils 4 und bilden demgegenüber eine Verdrehsicherung. Die entsprechenden Enden 15 des Reibelementes 1 sind aneinandergefügt oder bilden im Rahmen von Fertigungstoleranzen einen Schlitz.

Die dargestellten Ausführungen sind nur Beispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Selbstverständlich kann die Anzahl der Zungen, deren Länge, die Belchstärke usw. den individuellen Erfordernissen angepaßt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Dämpfen von Drehbewegungen, bestehend aus zwei relativ zueinander drehbaren, axial angeordneten Maschinenteilen und mindestens einer zwischen diesen angeordneten Kombination aus einem Reibelement und einer dieses gegen eine mit dem betreffenden Maschinenteil verbundenen Reibfläche andrückenden Feder, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) aus Blechmaterial besteht, mit einem der Maschinenteile (3) verdrehgesichert verbunden ist und aus der Blechebene (11) unter einem Winkel zwischen 50 und 85° zur einen Seite herausgeklinkte, gegenüber dieser federnde Zungen (6) aufweist, die an der Reibfläche (5) abgewandten Rückseite des Reibelementes (1) unter Vorspannung anliegend angeordnet sind.

2. Vorrichtung zum Dämpfen von Drehbewegungen, bestehend aus zwei relativ zueinander drehbaren, axial angeordneten Maschinenteilen und mindestens einer zwischen diesen angeordneten Kombination aus einem Reibelement und einer dieses gegen eine mit dem betreffenden Maschinenteil verbundenen Reibfläche andrückenden Feder, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus Blechmaterial besteht und aus der Blechebene (11) unter einem Winkel zwischen 50 und 85° beiderseits herausgeklinkte, in entgegengesetzte Richtungen geneigte, gegenüber der Blechebene (11) federnde Zungen (6) aufweist, die an der Reibfläche (5) abgewandten Rückseite von beiderseits angeordneten Reibelementen (1) unter Vorspannung anliegend angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Reibelementes (1) den Zungen (6) angepaßte, im wesentlichen V-förmige Ausnehmungen (9) zur Aufnahme der Zungen (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (10) der V-förmigen Ausnehmung (9) die Neigung der federnden Zungen (6) begrenzend angeordnet sind und die Tiefe der Ausnehmung (9) mindestens der halben Länge der Zungen (6) entspricht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (1) und die Feder (2) scheibenförmig ausgebildet sind und die Zungen (6) in radiale Richtung verlaufend angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (1) und die Feder (2) hülsenförmig ausgebildet sind und die Zungen (6) in axiale Richtung verlaufend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (1) und die Feder (2) als ebenes, nachträglich gerolltes Band ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Feder (2) und Reibelement (1) ein diese verbindendes Elastomer (12) hoher Nachgiebigkeit vorgesehen ist.