DE3711383A1 - Anordnung zur daempfung von schwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Torsionsfeder ist beispielsweise in der durch die DE-OS 32 00 610 bekannten Spannvorrichtung für Treibriemen verwendet. Die an einem Schwenkhebel befestigte Spannrolle ist um ein Schwenklager beweglich angeordnet und wird durch die Torsionsfeder gegen den Treibriemen federnd angestellt. Sowohl der Treibriemen als auch andere Motorschwingungen regen die Torsionsfeder zu Eigenschwingungen an, die sich rückwirkend wieder auf den Treibriemen übertragen. Dadurch entstehen stärkere Geräusche und erhöhte Abnützung des Treibriemens. Bei verschiedenen Spannvorrichtungen sind deshalb bereits Dämpfelemente vorgesehen, die die Schwenkbewegung hydraulisch oder durch Reibungsdämpfung beruhigen und dadurch Vibrationen und Impulsstöße des Treibriemens entgegenwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen der eingangs genannen Art zu schaffen, deren Schwingneigung infolge äußerer Einflüsse stark reduziert ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein mindestens an Teilabschnitten der Oberfläche der Torsionsfeder anliegendes, bei Drehbewegung darauf gleitendes Dämpfungselement vorgesehen ist.

Wenn die Torsionsfeder aus ihrer Betriebslage heraus ge- oder entspannt wird, tritt an jeder Windung eine wenn auch geringe Umfangsbewegung auf. Dadurch ergibt sich eine Relativbewegung gegenüber dem feststehenden Dämpfungselement und damit Gleitreibung. Jede einzelne Windung wird dadurch gegebenenfalls am gesamten Umfang gedämpft. Eigenschwingungen werden dabei wirkungsvoll unterdrückt und übertragen sich nicht mehr auf die Spannrolle. Ein erheblich beruhigter Lauf des Treibriemens wird dadurch erreicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Dämpfungselement unter Federvorspannung anliegend angeordnet. Das Dämpfungselement hat dadurch die Möglichkeit, sich ständig der jeweiligen Betriebsposition der Torsionsfeder anzupassen und unabhängig von Fertigungstoleranzen aller beteiligten Bauteile eine gleichbleibende Dämpfung auszuüben. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei großen Schwenkbewegungen aus, da sich in diesem Fall die Veränderung des Durchmessers der Torsionsfeder bereits stärker bemerkbar macht.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Dämpfungselement aus einer Hülse mit zylindrischer Bohrung. Dabei steht lediglich die Manteloberfläche der Torsionsfeder mit der Bohrungsfläche der Hülse in Berührung und bildet durch Reibung eine Dämpfung. Die Berührungsfläche ist abhängig vom Querschnitt des Federmaterials und kann bei beispielsweise Rechteckprofil relativ groß sein. Aber auch bereits bei einer Linienberührung, wie sie bei Rundprofil des Federmaterials gegeben ist, wird eine wirksame Dämpfung erreicht.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Dämpfungselement eine der Oberflächenkontur der Torsionsfeder angepaßte Bohrungsfläche mit einem schraubenlinienfömrig verlaufenden, zwischen benachbarte Windungen der Torsionsfeder hineinreichenden, radialen Vorsprung auf. Das Dämpfungselement ist beispielsweise aus Kunststoff in Spritztechnik hergestellt und hülsenförmig ausgeführt. In der Bohrungsfläche ist eine der Torsionsfeder sowohl im schraubenlinienrförmigen Verlauf als auch im Querschnitt des Federmaterials angepaßte Rille eingeformt. Dabei ergibt sich ein ebenso schraubenlinienförmig verlaufender Vorsprung, der zwischen die Windungen der Torsionsfeder eingreift und an den Seitenflächen des Federmaterials anliegt. Dadurch wird eine besonders große Reibfläche und damit hohe Dämpfung erreicht. Durch Variation der Stärke des Vorsprunges in Richtung Windungsabstand der Torsionsfeder kann die Dämpfung verändert werden. Dies hat jedoch Einfluß auf die gesamte Bauhöhe.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal weist das Dämpfungselement einen durchgehenden axialen Schlitz auf. Diese Ausführung ist bei Verwendung von geeignetem Material radial selbstfedernd wirksam und liegt deshalb mit nahezu gleichbleibender Last an der Torsionsfeder an. Bei Materialien ohne Federwirkung kann auch eine auf dem Dämpfungselement angeordnete, separate Feder die Vorspannung erzeugen.

Die Erfindung wird im folgenden an den in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt einer Spannvorrichtung mit Torsionsfeder und Dämpfungselement,

Fig. 2 den vergrößerten teilweisen Längsschnitt der in Fig. 1 dargestellten Torsionsfeder mit Dämpfungselement und Federhülse,

Fig. 3 den teilweisen Längsschnitt eines Dämpfungselementes mit Hülse und Federvorspannung und

Fig. 4 den teilweisen Längsschnitt einer Torsionsfeder mit Federhülse.

Die in Fig. 1 dargestellte Spannvorrichtung besteht aus einem Schwenkarm 1 mit an einem Ende angeordneter Spannrolle 2 für einen nicht dargestellten Treibriemen. Das andere Ende ist mit einem topfförmigen Körper 3 versehen, in den ein Wälzlager 4 eingesetzt und mit einem Ring 5 gesichert ist. Dies ist mittels einer Schraube 6 an einer Tragplatte 7 mit einem Gewindestutzen 8 befestigt. In einen ringförmigen Raum des topfförmigen Körpers 3 ist eine Torsionsfeder 9 eingesetzt, deren freie Enden 10 einerseits durch einen Schlitz 11 im Boden 16 des topfförmigen Körpers 3 hindurch mit der Tragplatte 7 und andererseits mit dem Mantel 13 des topfförmigen Körpers 3 verbunden sind. Durch diese Anordnung wird die Spannrolle 2 federnd gegen den Treibriemen angestellt. Die Torsionsfeder 9 ist mit einem Dämpfungselement 14 aus elastischem Kunststoffmaterial ummantelt, in dessen Bohrungsfläche eine der Torsionsfeder 9 angepaßte Rille 15 eingeformt ist. Dabei ergibt sich ein schraubenlinienförmig verlaufender Vorsprung 16, der radial gerichtet auch die Seitenflächen der einzelnen Windungen 17 weitgehend umgreift. Die Mantelfläche des Dämpfungselementes 14 liegt an der Bohrungsfläche des Mantels 13 an und ist mit diesem, wie nicht im einzelnen dargestellt ist, in irgendeiner bekannten Weise verdrehgesichert verbunden. Der topfförmige Körper 3 ist durch einen selbsthaltenden Deckel 26 verschlossen.

Bei Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 bzw. der Spannrolle 2 spannt oder entspannt sich die Torsionsfeder 9, wobei zwischen den einzelnen Windungen 17 und dem Dämpfungselement 14 eine Relativbewegung in Umfangsrichtung erfolgt. Dabei wird Bewegungsenergie durch Reibung vernichtet, wobei Schwingungen der Torsionsfeder 9 und darüber hinaus auch der Spannrolle 2 gedämpft werden. Die beim Spannen oder Entspannen der Torsionsfeder 9 entstehende Durchmesseränderung wird durch die radiale Kompressibilität des Dämpfungselementes 14 aufgefangen.

In Fig. 2 ist ein in der Form ähnlich ausgeführtes Dämpfungselement 14 dargestellt das jedoch aus festerem, in sich stark begrenzt nachgiebigen Kunststoffmaterial hergestellt ist. Das Dämpfungselement 14 ist deshalb, was im einzelnen nicht erkennbar ist, axial geschlitzt und sitzt mit seiner Mantelfläche 18 verdrehgesichert in einer ebenfalls axial geschlitzten Federhülse 19, die z. B. gegenüber dem topfförmigen Körper 3 nach Fig. 1 verdrehgesichert angeordnet ist. Die Federhülse 19 bewirkt die Vorspannung des Dämpfungselementes 14 gegen die Oberfläche 24 der Torsionsfeder 9 und gleicht deren Durchmesseränderung während der Torsionsbewegung aus.

Bei dem Beispiel nach Fig. 3 sitzt das Dämpfungselement 14 in einer dünneren, axial geschlitzten Hülse 20, die durch eine Schraubenfeder 21 radial nach innen vorgespannt wird. Der Vorsprung 16 des Dämpfungselementes 14 weist an der radial inneren Fläche eine Nut 22 auf, wodurch sich Schnappelemente 23 ergeben mit individueller Anpassung an die Oberfläche 24 der Torsionsfeder 9.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Torsionsfeder 9 aus im Querschnitt rechteckigem Draht vorgesehen. Dadurch ergibt sich eine große zylindrische Oberfläche 24 auf der eine axial geschlitzte Federhülse 19 als Dämpfungselement aufliegt, die auch aus Metall bestehen kann. Die Reibungsdämpfung entsteht zwischen Oberfläche 24 der Torsionsfeder 9 und Bohrungsfläche 25 der Federhülse 19, die dabei verdrehgesichert angeordnet sein muß.

Die dargestellten Ausführungen sind nur Beispiele. Selbstverständlich können auch andere Kombinationen aus Dämpfungselement und dieses vorspannender Feder gegen die Oberfläche der Torsionsfeder angestellt werden. Die Anwendung der Erfindung bei einer Spannvorrichtung ist nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.

Claims (5)

1. Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen bei insbesondere in Spannvorrichtungen eingesetzten Torsionsfedern aus Drahtmaterial mit im wesentlichen schraubenförmig gewickelten Windungen (17) und für gegenseitige Verdrehung entsprechend geformten freien Enden (10), dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens an Teilabschnitten der Oberfläche (24) der Torsionsfeder (9) anliegendes, bei Drehbewegung darauf gleitendes Dämpfungselement (14, 19) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (14, 19) unter Federvorspannung an der Torsionsfeder (9) anliegend angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (19, 20) aus einer Hülse mit zylindrischer Bohrung besteht, die die Torsionsfeder (9) aufnimmt.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (14) eine der Oberflächenkontur der Torsionsfeder (9) angepaßte Bohrungsfläche mit einem schraubenlinienförmig verlaufenden, zwischen benachbarten Windungen (17) der Torsionsfeder (9) hineinreichenden, radialen Vorsprung (16) aufweist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (14, 19) einen durchgehenden axialen Schlitz aufweist.