DE3725644C2 - Gedämpftes Schwenklager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein gedämpftes Schwenklager nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch die US-PS 4 270 906 ist es bereits bekannt, die axial wirkende Kraft von Tellerfedern über geneigte Rampenflächen in eine Rotationskraft umzuwandeln. Dabei hat eines der betreffenden Maschinenteile eine plane Anlagefläche für ein Tellerfederpaket. Auf diesem liegt axial verschiebbar ein Scheibenelement mit drei oder vier am Umfang verteilten, die Rampenflächen tragenden Vorsprüngen auf. Die entsprechenden Gegenflächen sind auf einem anderen, drehbeweglich angeordneten Maschinenteil angeordnet, das den Schwenkarm mit einer Spannrolle für Treibriemen trägt. Bei Drehbewegung gegenüber dem anderen Maschinenteil bewirken die Rampenflächen eine axiale Verschiebung des Scheibenelementes gegen die Kraft des Tellerfederpaketes. Bei dieser Bewegung entsteht an den Rampenflächen eine starke Reibungsdämpfung, die u. a. Schwingungen des Treibriemens entgegenwirkt. Die bekannte Ausführung besteht aus vielen Einzelteilen und weist u. a. deshalb eine große Bauhöhe auf. Weiterhin entsteht ein hoher Herstellaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gedämpftes Schwenklager der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringer Bauhöhe mit vermindertem Aufwand hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine mit einem der Lagerelemente oder dem Maschinenteil in Umfangsrichtung formschlüssig verbundene, mindestens einen Halbwellenzug aufweisende Wellfeder mit einer mindestens abschnittweise gleitfähigen, an dem anderen Lagerelement anliegenden Seitenfläche und durch mindestens in Teilabschnitten der Neigung der Wellfeder angepaßte Rampenflächen des anderen Lagerelementes.

Dabei liegen die durch die Wellenform gebildeten, in axiale Richtung geneigten Seitenflächen der Wellfeder an entsprechenden Rampenflächen an, die beispielsweise an dem drehbeweglich angeordneten Lagerelement vorgesehen sind. Die Wellfeder ist dann an dem feststehenden Lagerelement gegen Verdrehen gesichert. Im eingebauten Zustand ist die Wellfeder axial geringfügig vorgespannt, so daß sich bei Drehbewegung Während des Betriebes in Spannrichtung sowohl eine federnde Rückstellkraft als auch eine Dämpfung der Drehbewegung durch Reibung an den Rampenflächen bzw. Seitenflächen der Wellfeder ergibt. Die gesamte erfindungsgemäße Anordnung kann mit sehr geringer Bauhöhe ausgeführt werden, weil ein Minimum an Bauteilen ausreicht. Durch geeignete Materialwahl ist es möglich, die Reibeigenschaften und damit die Dämpfung dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Weiterhin kann durch eine Wellfeder mit progressiver Kennlinie eine schwenkpositionsabhängige Dämpfungskraft vorgesehen werden. Bei Bedarf kann die Reibung auch durch eine Beschichtung der Reibflächen z. B. mit Kunststoff optimiert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Wellfeder im Diametralschnitt ein gewölbtes Profil auf und die daran anliegende Rampenfläche des anderen Lagerelementes ist entsprechend geformt. Eine solche Wellfeder ist auch als gewölbte Scheibenfeder bekannt. Die Wellfeder kann dabei aus relativ dickem Federblech hergestellt und mit geringer Steigung versehen werden. Dadurch ergibt sich ein einfaches und leicht herstellbares Stirnprofil für das betreffende Lagerelement, mit dem die Wellfeder im Reibkontakt ist. Dabei wird ein nutzbarer Drehwinkel von 80° erreicht. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Wellfeder mehrere Wellenzüge auf und die Rampenfläche des anderen Lagerelementes ist gegenüber dem Radius axial geneigt. Für die Wellfeder ist dabei ein im Längsschnitt radial kegelförmig profilierter Raum zwischen den Lagerelementen vorgesehen. Dieser wird durch die Radialfläche des einen und durch die ebene, aber axial geneigte Stirnfläche des anderen Lagerelementes gebildet. Beide Flächen sind einfach herstellbar. Die ringförmige Wellfeder ist über den Umfang gesehen mehrfach in axiale Richtung gewellt. Sie kann bei starker Neigung der als Rampenfläche bzw. Gleitfläche ausgebildeten Stirnfläche des betreffenden Lagerelementes eine über den Durchmesser gesehen angepaßte, axiale Bauhöhe aufweisen. Bei dieser Ausführung wird ein aktiv nutzbarer Verdrehwinkel bis zu 170° erzielt.

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal ist die den Rampenflächen abgewandte Seitenfläche des Lagerelementes (4) als Reibfläche ausgebildet. Da die Wellfeder zwischen den Lagerelementen eine axiale Kraft ausübt, können weitere aufeinander gleitende Führungsflächen als Reibflächen ausgebildet werden.

Die Erfindung wird im folgenden am den in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt eines Schwenklagers mit einer gewölbten Wellfeder und

Fig. 2 den Längsschnitt eines Schwenklagers mit einer mehrfach gewellten Wellfeder.

Die in den Figuren dargestellten Schwenklager sind jeweils an einem Ende des Schwenkarmes einer nicht weiter dargestellten Spannvorrichtung für Treibriemen befestigt. Sie bewirken ein automatisches Spannen des Treibriemens unter Federvorspannung über eine nicht dargestellte, am anderen Ende des Schwenkarmes angebrachte Spannrolle. Durch eingebaute Wellfedern 2 wird sowohl eine Dämpfung der Schwenkbewegung als auch das Schwenkmoment erzeugt, das jedoch durch zusätzliche, nicht dargestellte Federelemente vergrößert werden kann.

Das in Fig. 1 dargestellte Schwenklager besteht aus einem Gleitlagerbolzen 3, einem darauf schwenkbar gelagerten, mit dem Schwenkarm 1 verbundenen Lagerring 4 und der Wellfeder 2. Der Gleitbolzen 2 ist mittels einer Schraube 5 an einem Maschinenblock 6 oder dgl. befestigt und weist einen scheibenförmigen Abschnitt 7 auf, gegen den sich der Lagerring 4 über eine Reibschicht 8 abstützt. Die andere in Fig. 1 links dargestellte Seitenfläche des Lagerringes 4 weist das Profil der Wellfeder 2 auf, so daß diese im Ruhezustand über die gesamte Seitenfläche 9 anliegt. Die beiden in Fig. 1 oben und unten dargestellten Randabschnitte 10 der Wellfeder 2 stützen sich am Maschinenblock 6 ab, wobei ein axial gebogener Vorsprung 11 zur Verdrehsicherung in eine geeignete Ausnehmung 12 des Maschinenblockes 6 reicht. Durch die Wölbung der Wellfeder 2 und die entsprechende Ausführung des daran anliegenden Lagerringes 4 ergeben sich Rampenflächen 13, über die die Wellfeder 2 bei Schwenkbewegung des Schwenkarmes bzw. des Lagerringes 4 flach gedrückt wird. Durch die Gleitreibung an den Rampenflächen 13 wird eine Reibungsdämpfung erzielt. Weiterhin bewirkt die axiale Vorspannung der Wellfeder 2 durch die Obersetzung an den Rampenflächen 13 ein Rückstellmoment in Schwenkrichtung, womit die gewünschte Spannkraft gegen den Treibriemen erzeugt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist eine mehrfach gewellte Wellfeder 2 eingesetzt. An dieser Wellfeder 2 liegt der Lagerring 4 mit seiner ebenen, jedoch axial geneigten Seitenfläche an, die die Rampenfläche 13 bildet. Die Wellfeder 2 hat eine dem Ringraum angepaßte, ungleiche Bauhöhe in axialer Richtung, d. h. unterschiedliche Wellenhöhen und ist ebenfalls durch axiale Vorsprünge 11 verdrehgesichert am Maschinenblock 6 angeordnet. Bei Schwenkbewegung wird die Wellfeder 2 in Richtung geringerer Bauhöhe axial belastet und bewirkt durch die Gleitreibung zwischen den Abschnitten ihrer Seitenfläche 9 und den Rampenflächen 13 eine Reibungsdämpfung.

Claims (4)

1. Gedämpftes Schwenklager für eine Spannvorrichtung bestehend aus zwei zueinander drehbeweglich angeordneten, an einem Maschinenblock (6) befestigten Lagerelementen (3, 4), aus mit einem der Lagerelemente (3, 4) verbundenen, im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden, axial geneigten Rampenflächen (13) und aus einer die Lagerelemente (3, 4) über die Rampenflächen (13) axial vorspannenden Feder (2), gekennzeichnet durch eine mit einem der Lagerelemente (3, 4) oder dem Maschinenblock (6) in Umfangsrichtung formschlüssig verbundene, mindestens einen Halbwellenzug aufweisende Wellfeder (2) mit einer mindestens abschnittweise gleitfähigen, an dem anderen Lagerelement (4) anliegenden Seitenfläche und durch mindestens in Teilabschnitten der Neigung der Wellfeder (2) angepaßte Rampenflächen (13) des anderen Lagerelementes (4).

2. Gedämpftes Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder (2) im Diametralschnitt ein gewölbtes Profil aufweist und die daran anliegende Rampenfläche (13) des anderen Lagerelementes (4) entsprechend geformt ist.

3. Gedämpftes Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder (2) mehrere Wellenzüge aufweist und die Rampenfläche (13) des anderen Lagerelementes (4) gegenüber dem Radius axial geneigt ausgebildet ist.

4. Gedämpftes Schwenklager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rampenflächen (13) abgewandte Seitenfläche des Lagerelementes (4) als Reibfläche ausgebildet ist.