DE4244140C2 - Schwenklager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenklager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Schwenklager sind vielseitig einsetzbar. Sie sollen eine Schwenkbewegung eines Schwenkarmes, der an seinem einen Ende schwenkbar gelagert ist, um die Schwenkachse ermöglichen, derart, daß das andere Ende des Schwenkarmes eine freie Schwenkbewegung ausführen kann. Beispielsweise kann ein derar­ tiges Schwenklager an einem Druckluftzylinder eingesetzt werden, wobei der Schwenkarm als an einem Ende schwenkbar gelagerter Zylinder ausgebildet ist und das andere Ende des Schwenkarmes einen in Richtung des freien Endes beweglichen Kolben enthält, der in Abhängigkeit von der Druckluftzufuhr bestimmte Axialbewe­ gungen längs der Zylinderachse durchführt und dadurch bestimmte mechanische Bewegungen steuern kann, beispielsweise das Öffnen und Schließen einer Auspuffklappe in einem Kraftfahrzeug, das Betätigen einer Druckluftbremse und dergleichen.

Gefordert sind eine möglichst große Schwenkbarkeit, eine ausrei­ chende seitliche Stabilität senkrecht zur Ebene der Schwenkbewe­ gung, ein relativ niedriger Widerstand bei der Schwenkbewegung, möglichst definierte gleiche Verhältnisse innerhalb der Serienher­ stellung, und die Aufrechterhaltung der angestrebten Werte über eine hohe Lebensdauer hinweg.

Bekannt ist ein Schwenklager der eingangs angegebenen Art, das eine Lagerbuchse mit einer elastischen Einrichtung aufweist, die unter Spannung in die Lagerbohrung eingepreßt ist. An den beiden äußeren Enden der Lagerbuchse ergibt sich eine geringfügige Erweiterung, zur Vermeidung einer unerwünschten axialen Verschiebung ist in der Lagerbohrung eine nach außen verlaufende radiale Sicherungsbohrung vorgesehen, in welche nach dem Einpressen Elastomer eindringen kann und dadurch einen gewissen seitlichen Halt gewährleistet. Diese Lagerbuchse und damit das Schwenklager gewährleisten keine gleichbleibende definierte Einspannbarkeit der Lagerbuchse und keine stets gleiche definierte Länge, was zu entsprechend unterschiedlichen Spannungsverhältnissen am Lager­ punkt führt. Auch die Lagerachse ist im Hinblick auf das freie schwenkbare Ende des Schwenkarmes wie eines Druckluftzylinders nicht genau definiert, was beim entsprechenden Anwendungszweck zu unterschiedlichen Ergebnissen führt. Der Verschleiß ist relativ hoch, wie auch der erforderliche Kraftaufwand beim Schwenken, da das für die Lagerbuchse erforderliche elastische Glied aus verhältnismäßig festem Material bestehen muß.

Ein anderes Schwenklager verwendet eine Lagerbuchse, bei der eine metallische Innenbuchse, welche den Lagerbolzen aufnimmt, über ein aufvulkanisiertes Elastomer oder elastisches Glied mit der Lagerbohrung selbst verbunden ist. Das Elastomer wird hierbei bei der Montage zwischen Innenbuchse und Lagerbohrung eingepreßt. Die durch den Preßdruck bedingte Erweiterung an den beiden gegenüberliegenden äußeren Öffnungen der Lagerbohrung ermöglichen einen gewissen, aber nicht hundertprozentigen Schutz gegen axiale Verschiebungen der Lagerbuchse innerhalb der Lagerbohrung. Dadurch ist auch hier in aller Regel eine radiale Sicherheitsbohrung am Umfang der Lagerbohrung erforderlich. Für das Elastomer selbst bleibt ohne Erweiterung der Lagerbohrung entsprechend weniger Volumen übrig.

Eine dritte Ausführungsform eines Schwenklagers verwendet zusätzlich zur Innenbuchse auch noch eine Außenbuchse, wobei das Elastomer zwischen beiden Buchsen angeordnet ist. Der Mantel an Elastomer ist bei gleicher Lagerbohrung natürlich entsprechend geringer. Damit ein elastischer Effekt noch aufrechterhalten werden kann, muß hier ein weicheres Material verwendet werden. Durch die geringere Wandstärke des Elastomers ist auch eine geringere Schrägneigung des Schwenkarmes zur Lagerachse im eingespannten Zustand möglich.

Die DE 26 23 870 A1 beschreibt ein elastisches Lenkerlager für Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, das mit der Karosserie schwenkbar verbunden ist. Die Innenbuchse besteht aus zwei Hälften und weist zwei hochgezogene Ränder an den axial äußeren Enden auf. Zwischen der Innenbuchse und einem Lenkerauge des Querlenkers, in welches das Lenkerlager eingesetzt ist, ist eine elastische Zwischenlage vorgesehen, die ebenfalls in zwei buchsenförmige Hälften unterteilt ist und ebenfalls äußere hochgezogene Ränder aufweist. Diese elastische Zwischenlage ist außerdem noch radial geteilt und weist eine Blecheinlage auf, an der der radial innere und der radial äußere Teil der elastischen Zwischenlage anvulkanisiert ist. Axial sind die beiden Innenbuchsenhälften von einer Spannhülse durchsetzt, die im Bereich ihrer Enden radial aufgeweitet ist und die Innenbuchsenhälften übergreift. Der ziemlich komplizierte Aufbau erlaubt nur eine Schwenkung um einen bestimmten Bereich, die Lebensdauer ist beschränkt.

Die DE 23 42 747 A1 beschreibt ein selbstausrichtendes Lager, wobei zwischen der eine Maschinenwelle aufnehmenden Metall-Lagerbuchse und der an einem Stützteil ausgebildeten Aufnahme für die Lagerbuchse ein elastisches Zwischenelement in Form einer Mehrzahl in regelmäßiger Winkelverteilung angeordneter elastischer Segmente angeordnet ist. Ein O-förmiger Zwischenring kann zwischen Gleitlagerbuchse und Lagerflansch angeordnet sein. An diesem ist ein Anschlag vorgesehen, der den Winkelbereich begrenzt und ein nahezu kraftfreies Verkoppen der Gleitlagerbuchse im Lagerflansch bei gleichzeitig guter axialer Führung der Gleitlagerbuchse gewährleisten soll.

Die DE-PS 6 22 220 beschreibt eine mittels eines Gummiringes elastisch gelagerte Kupplungsöse für Anhänger von Kraftfahrzeugen, wobei um die Öse zwei Gummiringe gelegt sind, welche durch einen Ringwulst in dem an der Anhängerdeichsel befestigten Deichselauge in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten und durch zwei an der Kupplungsöse befestigte Ringplatten am Herausfallen verhindert werden.

Das DE-GM 18 51 815 beschreibt eine elastische Anschlußgruppe für Stoßdämpfer in Kraftfahrzeugen und dergleichen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Öffnung eines sogenannten Auges von zwei gegen die gegenüberliegenden Enden desselben aufgeweiteten koaxialen stumpfkegeligen Oberflächen bestehen, an denen zwei ringförmige Elemente mit äußerer stumpfkegeliger Umfangsoberfläche hineingesteckt werden können, so daß sie sich pfropfenartig einfügen. Die äußeren Enden der beiden Elemente ragen über das Auge hinaus und sind axial gegen Metallflügelchen abgestützt, die beispielsweise mit einem Wagenaufbau steif verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwenklager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu verbessern, die oben angeführten Nachteile bekannter Schwenklager zu vermeiden, insbesondere eine stets gleiche Einspannbreite für den Lagerpunkt zu schaffen, einen Schwenkbereich über eine volle Umdrehung zu ermöglichen und die Lebensdauer zu erhöhen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung ermöglicht eine volle Sicherheit gegenüber einem axialen Herausschieben der Lagerbuchse, eine Verschwenkbarkeit in beliebig großen Winkeln einschließlich voller Umdrehungen. Es ist stets ein genau definiertes Einspannmaß bzw. eine stets gleichbleibende Breite der Lagerbuchse gegeben. Die gewünschte bei der Herstellung eingestellte Vorspannung verändert nicht das Einspannmaß. Die breitere Auflagefläche gibt einen festen Sitz der am Lagebolzen verschraubten Klemmschrauben oder dergleichen, während bisher bekannte dünne Lagerhülsen in die Klemmschrau­ ben eingepreßt wurden und sich verkeilten, so daß in dieser Rillen entstehen konnten, wobei die Kanten der Lagerbuchse verbogen wurden und hierdurch das Einspannmaß und die Einspannfestigkeit beeinträchtigt wurden. Die beiden Lagerbuchsen können erheblich stabiler ausgebildet werden, dennoch ist eine größere seitliche axiale Schrägneigung zwischen Schwenkarm und Lagerpunkt möglich, da zwischen den O-Ringen kein Elastomer vorgesehen ist. Auch die Verbindung des Lagerbolzens mit der außen stark verbreiterten Lagerbuchse ist erheblich stabiler als bei bekannten Anordnungen. Axiale seitliche Verschiebungen der Lagerbuchse werden zuverlässig vermieden. Der Reibungswider­ stand beim Schwenken ist geringer, auch der beim Schwenken erzeugte Verschleiß. Dadurch wird die Lebensdauer erhöht. Die Herstellung ist deutlich billiger, u. a. wegen der Verwendung handelsüblicher O-Ringe als elastisches Glied.

Beim Erfindungsgegenstand besteht die Lagerbuchse aus zwei Teilbuchsen, die in die zwei Öffnungen der Lagerbohrung eingeschoben werden und dort entweder in gleichbleibender definierter Weise mit den inneren Buchsenkanten aneinander anstoßen oder vorzugsweise miteinander verbunden, z. B. verrastet sind, vorzugsweise unlösbar, damit das Schwenklager komplett montiert ausgeliefert werden kann. Die Verrastung kann beispiels­ weise über einen Hakenring an einer inneren Buchsenkante und einen darüber stülpbaren zylinderförmigen Widerhakenring an der inneren Buchsenkante der anderen Teilbuchse erfolgen, wobei wenigstens entweder Hakenring oder Widerhakenring radial und elastisch soweit beweglich sind, daß ein Ineinanderrasten möglich ist. Gegebenenfalls sind auch wenigstens an einem Teil, beispielsweise am äußeren zylinderförmigen Widerhakenring in gewissen Abständen seitliche Umfangsschlitze vorgesehen.

Die Schwenkbarkeit wird über ein elastisches Glied in Form von zwei O-Ringen bewirkt, die jeweils zwischen den Innenkanten der beiden verbreiterten Außenränder der beiden Teilbuchsen und äußeren Gegenlagerflächen am Schwenkarm unter Vorspannung dazwischengelegt sind.

Die Gegenlagerflächen können als Vertiefungen an den beiden Öffnungen der Lagerbohrung angeordnet sein, derart, daß die O- Ringe auch an ihrem Umfang definierte Anlageflächen haben, wodurch auch die Lebensdauer und Wirksamkeit erhöht wird, wobei auch die Außenränder der beiden Teilbuchsen weitgehend versenkt angeordnet werden können.

Als Material kann für die Lagerbuchse fester Kunststoff oder Stahl, insbesondere Leichtmetall wie eine Aluminiumlegierung, eingesetzt werden. Als Material für die elastischen O-Ringe kann Gummi, ein elastischer Kunststoff oder ein anderes Elastomer eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 ein Schwenklager mit einem an einem Lagerpunkt schwenkbar befestigten Schwenkarm in Form eines Druck­ luftzylinders im Schnitt,

Fig. 2 die Einzelteile der zweiteiligen Lagerbuchse mit O- Ringen, die innerhalb der Lagerbohrung bis zum Ver­ rasten miteinander zusammengeschoben werden,

Fig. 3 die Seitenansicht auf die Lagerbohrung mit Gegenlagerflä­ che ohne Lagerbuchse.

In Fig. 1 ist der Schwenkarm mit 1 bezeichnet, der hier die Form eines Druckluftzylinders für den Einsatz bei einem Lastkraftwagen oder Omnibus aufweist. Der Schwenkarm 1 ist am ortsfesten Lagerpunkt 7 über den Lagerbolzen 3 mit Hilfe von einem oder zwei sich gegenüberliegenden, an jeweils äußeren Schraubengewin­ den des Lagerbolzens 3 angreifenden Klemmschrauben 4 und 5 befestigt, die durch Durchtrittsöffnungen der zwei parallelen, nach oben stehenden Befestigungsarme 6 des Lagerpunktes 7 hindurch und durch die Lagerbuchse hindurch, welche aus den zwei Teilbuchsen 11, 12 besteht, festgeklemmt ist. Die inneren Buchsenkanten sind über einen inneren Hakenring 19 an der einen inneren Buchsenkante und einen über diesen Hakenring 19 darüber gestülpten Widerhakenring 20 an der anderen inneren Buchsenkan­ te der anderen Teilbuchse 12 unlösbar und in einem definierten Abstand zueinander verbunden, wodurch gleichzeitig die beiden O- Ringe 15, 16 durch die Innenkanten der gegenüberliegenden verbreiterten Außenränder 13, 14 an die entsprechenden Gegenla­ gerflächen 15, 16, welche Ringform aufweisen, in definierter Weise gepreßt werden.

Fig. 2 zeigt die linke Teilbuchse 11 und die rechte Teilbuchse 12 mit dem linken verbreiterten Außenrand 13 bzw. dem rechten verbreiterten Außenrand 14 und dem Hakenring 19 an einer inneren Buchsenkante sowie den mit dem Hakenring zusammenwir­ kenden Widerhakenring 20 an der inneren Buchsenkante der anderen Teilbuchse 11. Weiterhin sind die beiden zugehörigen O- Ringe 17 und 18 gezeigt.

Fig. 3 zeigt einen Blick auf den Schwenkarm 1 ohne Anbringung der Lagerbuchse von der Seite, wobei im wesentlichen eine vertiefte ringförmige Gegenlagerfläche 15 am Außenrand der Lagerbohrung 2 ersichtlich ist.

Claims (6)

1. Schwenklager zwischen einem Schwenkarm (1) wie einem Druckluftzylinder und einem festen Lagerpunkt (7), mit einer Lagerbohrung (2), in welcher eine Lagerbuchse angeordnet ist, durch die hindurch ein Lagerbolzen (3) geführt ist, der mit Hilfe von Klemmschrauben (4, 5) oder dergleichen eine feste Verbindung der beiden Außenkanten der Lagerbuchse mit dem Lagerpunkt (7) bewerkstelligt, wobei eine elastische Einrichtung zwischen Lagerbuchse und Schwenkarm (1) eine Schwenkbewegung um die Lagerachse ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Lagerbuchse aus zwei Teilbuchsen (11, 12) mit je einem verbreiterten Außenrand (13, 14) besteht,
• b) daß die Innenkante jedes der gegenüberliegenden verbreiter­ ten Außenränder (13, 14) gegen je eine äußere Gegenlager­ fläche (15, 16) radial im Anschluß an die beiden Öffnungen der Lagerbohrung (2) ausgerichtet ist,
• c) daß die beiden inneren Endabschnitte der beiden Teilbuchsen (11, 12) zur Bildung einer genau definierten Buchsenlänge aneinander angrenzen, oder daß die inneren Endabschnitte der beiden Teilbuchsen miteinander verbunden, vorzugsweise verrastet, sind,
• d) daß die elastische Einrichtung aus je einem an der Seite vorgespannten elastischen O-Ring (17, 18) zwischen der Innenkante jedes Außenrandes (13, 14) und zugehöriger Gegenlagerfläche (15, 16) besteht.

2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den inneren Endabschnitten jeder der zusammenwirkenden Teilbuchsen (11, 12) zusammenwirkende, vorzugsweise unlösba­ re, Schnappverschluß-Einrichtungen vorgesehen sind.

3. Schwenklager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste innere Endabschnitt einen Hakenring (19) und der zweite innere Endabschnitt einen über den Hakenring (19) stülpbaren zylinderförmigen Widerhakenring (20) aufweist, wobei wenigstens der Hakenring (19) oder der Widerhakenring (20) zum gegenseitigen Einrasten um einen gewissen Betrag radial elastisch beweglich ausgebildet ist.

4. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die beiden Teilbuchsen (11, 12) fester und temperaturbeständiger Kunststoff oder vorzugsweise Metall einschließlich Leichtmetall eingesetzt wird.

5. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die elastischen O-Ringe (17, 18) elastischer Gummi oder Kunststoff mit hoher Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer eingesetzt wird.

6. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlagerflächen (15, 16) als ringförmige Vertiefungen an den beiden Öffnungen der Lager­ bohrung (2) und somit als Halterung für die elastischen O- Ringe (17, 18) ausgebildet sind.