DE3712396A1 - Anordnung zur daempfung von schwenkbewegungen - Google Patents

Description

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

Eine Anordnung dieser Art ist bereits durch die US-PS 42 83 181 bekannt. Dabei ist zwischen dem feststehenden Tragelement und einem darauf beweglich angeordneten Schwenkarm eine Kunststoffhülse eingesetzt. Diese ist über eine Rändelung formschlüssig verdrehgesichert auf dem Tragelement befestigt. Mit ihrer zylindrischen Mantelfläche steht sie im Reibkontakt mit der Bohrungsfläche eines mit dem Schwenkarm fest verbundenen Ringkörpers. Bei Schwenkbewegungen in Winkelschritten und insbesondere bei oszillierenden Schwenkbewegungen entsteht durch die aufeinanderreibenden Flächen eine Dämpfung der Drehbewegungen im Sinne einer Energievernichtung. Bei der bekannten Ausführung wird die Reibkraft durch die innere Materialelastizität der Kunststoffhülse erzielt. Bereits bei geringen thermischen Einflüssen auf die aus Metall bestehenden Maschinenteile muß mit einer erheblichen Veränderung der Dämpfungskräfte gerechnet werden. Die gleichen nachteiligen Auswirkungen ergeben sich durch toleranzbedingte Fertigungsfehler, wobei unter den Einzelexemplaren einer Serie mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften gerechnet werden muß.

Die bekannte Spannvorrichtung wird durch die Vorspannkraft und die vom Treibriemen ausgehende Reaktionskraft bevorzugt in einer einzigen radialen Richtung belastet. Dabei ergibt sich zusammen mit der Kunststoffhülse eine stark beanspruchte, weitgehend ortsgebundene Belastungszone, während der restliche Umfang der Kunststoffhülse nicht belastet ist. Dadurch werden die Dämpfungseigenschaften bei der bekannten Spannvorrichtung bereits nach kurzer Betriebszeit verändert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Dämpfen von Schwenkbewegungen zu schaffen, bei der weder thermische Einwirkungen noch toleranzbedingte Abweichungen durch Fertigung und Zusammenbau, noch eine längere Betriebszeit die Dämpfungseigenschaften beeinflussen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß außerhalb der Belastungszone mindestens an einem begrenzten Umfangsabschnitt des Ringkörpers ein unter radialer Vorspannung gegen das Tragelement als Reibungsdämpfer wirkender Flächenabschnitt vorgesehen ist.

Dadurch ist die Funktion des Schwenklagers lokal eindeutig von der des Reibungsdämpfers getrennt. Mit anderen Worten:

Die betriebsbedingte Abnutzung des Schwenklagers beeinflußt nicht die Dämpfung und die Dämpfung hat keine Auswirkungen auf das Schwenklager. Zum Erreichen der gewünschten Dämpfung wird beispielsweise ein im Abstand zur Belastungszone liegender Flächenabschnitt des Ringkörpers unter radiale Vorspannung gesetzt und gegen eine entsprechende Reib- bzw. Gleitfläche des Tragelementes gedrückt. Dies kann beispielsweise durch einen federnden Vorsprung oder eine aus dem Ringkörper ausgeklinkte Zunge erfolgen. Die günstigste Position des entsprechenden Flächenabschnittes gegenüber der Belastungszone kann rechnerisch oder experimentell ermittelt werden und sollte an einer Umfangsstelle vorgesehen werden, die relativ frei von Belastungen und radialen Bewegungen ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich eine von äußeren Einflüssen weitgehend unabhängige und gleichbleibende Dämpfung. Das Schwenklager kann beispielsweise axial von dem Flächenabschnitt getrennt sein und in bekannter Weise beiderseits des Flächenabschnittes irgendeine radiale Lagerung vorgesehen werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwischen dem Trageelement und dem Ringkörper als Schwenklager wirkende Gleitflächen vorgesehen. Bei dieser einfachen Ausführung ist eine sich über die gesamte axiale Länge der Gleitflächen erstreckende Belastungszone vorgesehen. An einer von Betriebskräften freien Stelle ist im Abstand zur Belastungszone ein Flächenabschnitt radial vorgespannt und bildet den Reibungsdämpfer für die Schwenkbewegung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Schwenklager eine Lagerhülse auf. Hier kann beispielsweise eine Lagerhülse aus Verbundmaterial eingesetzt werden, die die entsprechenden Gleiteigenschaften und die erforderliche Stabilität aufweist. Weiterhin können auch Materialien mit entsprechenden Reibeigenschaften und geringer Elastizität vorgesehen werden.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen Beispiel ist zur Erzeugung der Vorspannung mindestens eine radial gegen den Flächenabschnitt wirkende Spannschraube angeordnet. Die Spannschraube gestattet ein individuelles Einstellen der erforderlichen radialen Vorspannung und damit der Dämpfkraft.

Alternativ können nach weiteren Merkmalen auch zwei diametral gegenüberliegende, um 90 Grad zur Belastungszone versetzte Flächenabschnitte vorgesehen werden. Dabei wird extrem genau und von der Betriebszeit völlig unabhängig eine gleichbleibende Position des Tragelementes gegenüber dem Ringkörper im Sinne einer gleichbleibenden Lagergeometrie erzielt.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist der Ringkörper einen diametral gegenüber der Belastungszone angeordneten, axial durchgehenden Schlitz und beiderseits der Belastungszone entsprechend geschwächte Soll-Biegestellen auf, wobei die freien Umfangsenden des Ringkörpers im Bereich des Schlitzes Laschen für in Tangentialrichtung wirkende Spannschrauben aufweisen können.

Die außerhalb der Belastungszone angeordneten Soll-Biegestellen sorgen dafür, daß durch das radiale Anstellen der Flächenabschnitte keinerlei Rückwirkung auf die Form der Belastzungszone erfolgt, d. h. jeder Einfluß darauf unterbleibt. Die sich anschließenden Umfangsabschnitte mit den entsprechenden Flächenabschnitten können dann ungehindert radial an das Tragelement angelegt und vorgespannt werden, wobei der Schlitz eine relativ freie Beweglichkeit ermöglicht. Vorteilhaft sind an dieser Stelle Laschen, die sich ausgehend von den Umfangsenden radial erstrecken und Bohrungen für tangential gerichtete Spannschrauben aufweisen. Die radiale Vorspannung wird dabei wie bei Rohrschellen üblich, erzeugt.

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

Fig. 1 den teilweisen Querschnitt einer Spannvorrichtung entlang der Linie A-A nach Fig. 2 für Treibriemen mit einem durch aus dem Ringkörper ausgeklinkte Zungen wirkenden Reibungsdämpfer,

Fig. 2 die teilweise Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Spannvorrichtung,

Fig. 3 den teilweisen Querschnitt eines Gleitlagers mit geschlitztem, radial spannbaren Ringkörper und

Fig. 4 den teilweisen Querschnitt eines Gleitlagers mit einem durch eine Stellschraube einstellbaren Reibungsdämpfer.

Bei den in den Figuren dargestellten Spannvorrichtungen sind nur die erfindungswesentlichen Merkmale im einzelnen dargestellt. Andere Bauteile sind nur angedeutet.

Die Spannvorrichtung nach Fig. 1 und 2 besteht im wesentlichen aus einem Schwenkarm 1 mit an einem Ende befestigter Spannrolle 2 und gegen das andere Ende wirkender, nicht dargestellter Spannfeder. Zwischen den Enden ist ein Schwenklager 3 vorgesehen, dessen Tragelement 4 mit einer Schraube 5 an einem Maschinenblock 6 befestigt ist. Am Schwenkarm 1 ist nach der Seite vorspringend ein Ringkörper 7 vorgesehen, der über eine Lagerhülse 8 mit dem Tragelement 4 das Schwenklager 3 bildet, über das der Schwenkarm 1 gegenüber dem festliegenden Tragelement 4 im Betrieb in geringen Winkelschritten beweglich ist. Durch die Spannkraft F _F der nicht dargestellten Spannfeder und die Reaktionskraft F _T des an der Spannrolle anliegenden, jedoch nicht dargestellten Treibriemens ergibt sich eine mehr oder weniger ortsgebundene Belastungszone 9. Im Abstand zu dieser Belastungszone 9 sind beiderseits und im wesentlichen diametral gegenüberliegend radial elastische Zungen 10 aus der Wandung des Ringkörpers 7 herausgeklinkt und geringfügig radial nach innen abgebogen. Auf diese Weise ergeben sich radial gegen die Lagerhülse 8 und damit gegen die Mantelfläche des Tragelementes 4 vorgespannte Flächenabschnitte 11, die eine erhöhte Reibung an den Gleitflächen 12 erzeugen und dadurch als Reibungsdämpfer für die Schwenkbewegung wirken. Im Sinne einer unbehinderten elastischen Bewegung ist um die Zungen 10, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein U-förmiger Freistich 13 vorgesehen. Die Zungen 10 sind an ihrer vierten Seite 14 mit dem Ringkörper 7 verbunden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung ist der Ringkörper 7 und die Lagerhülse 8 mit einem axialen Schlitz 15 versehen. An dieser Stelle sind an den Umfangsenden radiale Laschen 16 vorgesehen, durch die tangential eine Spannschraube 17 führt.

Beiderseits der Belastungszone 9 sind an der Mantelfläche des Ringkörpers 7 axial verlaufende Nuten 18 vorgesehen, die als Soll-Biegestellen wirken. Beim Spannen der Spannschraube 17 ziehen sich die Flächenabschnitte 11 zwischen den Nuten 18 und dem Schlitz 15 radial ein und bewirken eine Reibungsdämpfung über die Lagerhülse 8. Im Bereich der Belastungszone 9 tritt dabei keine Verformung auf.

Beim Beispiel nach Fig. 4 weist der geschlossene Ringkörper 7 an der Bohrungsfläche eine Ausnehmung auf, in die eine vorgeformte Schale 19 eingelegt ist, die durch eine Spann­ schraube 17 radial beweglich gegen die Lagerhülse 8 angestellt werden kann. Der sich hierbei ergebende Flächenabschnitt 11 wirkt als Reibungsdämpfer und liegt ebenfalls außerhalb der Gleitflächen 21 der Belastungszone 9. Die Spannschraube 17 ist über ein Gewinde in einem radialen Vorsprung 20 des Ringkörpers 7 eingesetzt. Bei größerer axialer Länge der Gleitflächen 21 können auch zwei axial versetzte Spannschrauben 17 vorgesehen werden. Bei Bedarf kann die Anstellung des Flächenabschnittes 11 auch über eine entsprechende Feder radial elastisch ausgeführt werden.

Die dargestellten Ausführungen sind nur Beispiele. Selbstverständlich können weitere Varianten von radial angestellten Flächenabschnitten außerhalb der Belastungszone vorgesehen werden.

Claims (7)

1. Anordnung zur Dämpfung von Schwenkbewegungen, bestehend aus einem Tragelement (4), einem darauf in Winkelschritten schwenkbar gelagerten, vorzugsweise in einer begrenzten, weitgehend ortsgebundenen Belastungszone (9) radial beanspruchten Ringkörper (7), dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Belastungszone (9) mindestens an einem begrenzten Umfangsabschnitt des Ringkörpers (7) ein unter radialer Vorspannung gegen das Tragelement (4) als Reibungsdämpfer wirkender Flächenabschnitt (11) vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragelement (4) und dem Ringkörper (7) als Schwenklager (3) wirkende Gleitflächen (21) vorgesehen sind.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (3) eine Lagerhülse (8) aufweist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vorspannung mindestens eine radial gegen den Flächenabschnitt (11) wirkende Spannschraube (17) angeordnet ist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende, um 90 Grad zur Belastungszone (9) versetzte Flächenabschnitte (11) vorgesehen sind.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (7) einen diametral gegenüber der Belastungszone (9) angeordneten, axial durchgehenden Schlitz (15) und beiderseits der Belastungszone (9) entsprechend geschwächte Sollbiegestellen (18) aufweist.

7. Anordnung nach den Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Umfangsenden des Ringkörpers (7) im Bereich des Schlitzes (15) Laschen (16) für in tangential wirkende Spannschrauben (17) aufweisen.