DE4339610A1 - Reibungsdämpfer für Spannvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibungsdämpfer für Spannvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch die DE 35 36 834 ist es bereits bekannt, in einem linear wirkenden Zylinder zwei Dämpfungskolben hintereinander zu schalten. Im besonderen Anwendungsfall wirkt die doppelte Dämpfung gleichzeitig nur in eine Bewegungsrichtung. In die andere Richtung ist nur die Dämpfung des Hauptkolbens mit verminderder Dämpfungskraft wirksam, wobei der zweite Kolben mittels einer Hilfsfeder ohne Wirkung nachgeführt wird, um im Kontakt mit dem Hauptkolben zu bleiben.

Da der bekannte Dämpfer für spezielle Anwendungsfälle konzipiert ist, können damit nicht Schwingungsprobleme anderer Art gelöst werden. Insbesondere bei Riementrieben am Verbrennungsmotor treten neben den Riemenbewegungen niederfrequenter Art durch die Rückwirkung von der Nockenwelle extrem hochfrequente Bewegungsspitzen auf, die durch die Trägheit eines für starke Dämpfung ausgelegten Reibungselementes und dessen dabei auftretender Haftreibung nicht oder nicht ausreichend beruhigt werden. Der gesamte Riementrieb verursacht dabei starke Luftschall- und Körperschallgeräusche bzw. -schwingungen. Weiterhin ergibt sich damit ein subjektiv unseriöser Lauf des gesamten Aggregates.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reibungsdämpfer für Spannvorrichtungen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß hochfrequente Schwingungen des Treibriemens und impulsartige Auslenkungen der Spannrolle wirksam gedämpft werden, ohne die bekannten Dämpfungsmaßnahmen zu verändern.

Die Aufgabe wird gelöst durch

• - ein auf längerer Dämpfungsstrecke wirksames erstes Reibelement mit stärkerer Dämpfung
• - ein auf kurzer Dämpfungsstrecke wirksames zweites Reibelement mit schwächerer Dämpfung
• - die Mitnahme des ersten Reibelementes nach Durchlaufen der Dämpfungsstrecke des zweiten durch Kopplung der Bewegungen.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wirkt bei einer Stellbewegung der Spannvorrichtung zunächst eine schwächere Dämpfung auf relativ kurzer Dämpfungsstrecke. Damit werden hochfrequente Schwingungen und Bewegungsimpulse mit steiler Anstiegsflanke wirksam beruhigt. Erst wenn die Stellbewegungen diese kurze Dämpfungsstrecke überschreiten, wird das andere Reibelement mitgenommen und bewirkt nunmehr eine starke Dämpfung auf der üblicherweise längeren Dämpfungsstrecke bzw. Stellweg der Spannvorrichtung. Bei dieser Lösung wurde von der praktischen Realisierung starker Reibungsdämpfer, z. B. mit Reibbelägen aus Kunststoff ausgegangen, wo mit starker Haftreibung zu rechnen ist, die für die zu beruhigenden hochfrequenten Schwingungen als Blockierung der Spannvorrichtung wirken. Mit der durch die Erfindung vorgeschlagenen, getrennten schwächeren Dämpfung wird dieser Nachteil behoben. Die erforderliche Länge der Dämpfungsstrecken ergibt sich aus dem Anwendungsfall. Das Verhältnis der Dämpfungsstreckenlänge kann beispielsweise 1 : 10 betragen. Der erfindungsgemäße Reibungsdämpfer kann wahlweise als linearer Dämpfer mit entsprechenden Kolben in einem Zylinder oder auch als schwenkbare Lösung mit Reibscheiben oder Reibringen ausgeführt sein.

Diese und weitere Merkmale werden nachfolgend an dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt eines linearbeweglichen Reibungsdämpfers mit zusätzlichem einseitig wirkenden Reibelement,

Fig. 2 den teilweisen Längsschnitt eines linearbeweglichen Reibungsdämpfers mit zusätzlichem zweiseitig wirkenden Reibelement,

Fig. 3 den teilweisen Längsschnitt einer Spannvorrichtung mit scheibenförmigem Reibungsdämpfer und zusätzlichem zweiseitig wirkenden Reibelement und

Fig. 4 die teilweise Seitenansicht der Spannvorrichtung nach Fig. 3.

Die Reibungsdämpfer nach Fig. 1, 2 sind linear in einem Zylinder beweglich angeordnet und vereinen die Funktionen Dämpfen und Federn für eine nicht dargestellte Spannvorrichtung.

In einem nur teilweise dargestellten Zylinder 1 ist ein erster Kolben 2 gegen die Kraft einer Spannfeder 3 bewegbar. In die Mantelfläche des Kolbens 2 ist ein Reibring 4 aus einem Kunststoffmaterial mit hohem Reibwert eingesetzt und gleitet unter starker Vorspannung an der Zylinderwand 5. Der Kolben 2 ist mit einer Betätigungsstange 6 verbunden, die von außen zugänglich ist. Durch diese Anordnung entsteht eine starke Dämpfung der Bewegung auf langer Dämpfungsstrecke.

Bei dem Reibungsdämpfer nach Fig. 1 ist die Betätigungsstange 6 mit einem Kolben 7 versehen, der im ersten Kolben 2 linear beweglich angeordnet ist. In die Mantelfläche ist ein radial federnder, axial geschlitzter Reibring 8 aus Metall eingegossen, der unter Vorspannung an der zylindrischen Bohrungsfläche 9 des ersten Kolbens 2 anliegt. Durch das Gleiten Metall auf Metall entsteht bei entsprechender Vorspannung eine nur geringe Dämpfung. Weiterhin ist bei dieser Paarung gegenüber der Gleitreibung keine nennenswert höhere Haftreibung zu erwarten. Der zweite Kolben 7 ist über eine Verbindungsfeder 10 mittels Scheibe 11 und Sicherungsring 12 im ersten Kolben 2 in eine axiale Richtung elastisch abgestützt. Die Verbindungsfeder 10 weist ein höheres Federmoment auf als die Spannfeder 3.

Bei dem Beispiel nach Fig. 2 ist der erste Kolben 2 mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung versehen. In diese ist eine Spannhülse 13 aus Metall eingesetzt und liegt unter geringer Vorspannung an der Bohrungsfläche 9 an. Sie ist um die erforderliche Dämpfungsstrecke länger als der erste Kolben 2 ausgeführt und auf dem verjüngten Schaft 14 der Betätigungsstange 6 radial lose aufgesetzt und axial mit einer Schubscheibe 15 und einem Sicherungsring 16 befestigt. Der erste Kolben 2 ist beiderseits über Tellerfederpakete 17 gegen die Betätigungsstange 6 abgestützt und axial beweglich. Die Schubscheibe 15 dient weiterhin zur Abstützung gegen die Spannfeder 3.

Wenn auf die Betätigungsstange 6 im Betrieb hochfrequente Schwingungen oder steilflankige Impulsspitzen einwirken, verhindert die starke Haftreibung und die Massenträgheit eine Bewegung des ersten Kolbens 2. Der zweite Kolben 7 mit schwächerer Dämpfung kommt zum Einsatz und beruhigt im Beispiel nach Fig. 1 vorzugsweise Impulse in eine Richtung, im Beispiel nach Fig. 2 auch Schwingungen in beide Richtungen.

Bei niederfrequenten Auslenkungen der Spannvorrichtung mit höheren Amplituden kommt der erste Kolben 2 in üblicher Weise zum Einsatz. Er wird vom zweiten Kolben 7 mitgenommen.

Das Beispiel nach Fig. 3, 4 ist in der Wirkungsweise gleich. Hier ist eine Schwenkbewegung in Umfangsrichtung vorgesehen. Deshalb sind Reibscheiben eingesetzt. Die Spannvorrichtung ist nur teilweise dargestellt und enthält einen an einem Motorblock über eine Befestigungsbohrung festgelegten Tragkörper 18. Darauf ist ein Arbeitsexzenter 19 über Gleitlagerflächen 20 schwenkbar angeordnet. Dieser trägt auf einer Mantelfläche eine drehbare Riemenrolle, wovon hier der Innenring 21 dargestellt ist. Zwischen einem Flansch 22 des Tragkörpers 18 und den Seitenflächen des Arbeitsexzenters 19 und des Innenringes 21 sind zwei Reibscheiben 23, 24 unter Vorspannung eingesetzt. Die Vorspannung wird durch eine nicht dargestellte Feder auf der anderen Seite erzeugt. Die erste Reibscheibe 23 besteht aus Kunststoff mit hohem Reibwert und ist zwischen den genannten Seitenflächen und der zweiten aus Metall bestehenden Reibscheibe 24 eingesetzt. An der Reibfläche 25 entsteht bei Schwenkbewegung eine starke Dämpfung. Weiterhin ist mit hoher Haftreibung zu rechnen. Die zweite Reibscheibe 24 gleitet auf der Seitenfläche 26 des Flansches 22 und es entsteht, obwohl hier gleiche axiale Vorspannung herrscht, durch die Metall-Metall-Reibung eine nur schwache Dämpfung bei nicht nennenswert höherer Haftreibung. Die zweite Reibscheibe 24 ist mit einem durchgesetzten Vorsprung 27 versehen, der in ein der Umfangsbewegung angepaßtes Langloch 28 im Flansch 22 reicht. Der Vorsprung 27 ist in Umfangsrichtung beiderseits durch als Verbindungsfedern wirkende, elastische Rollen 29 gegen den Flansch 22 abgestützt. Bei hochfrequenten Schwenkbewegungen verhindert die starke Haftreibung an den beiderseitigen Reibflächen 25 der ersten Reibscheibe 23 eine Gleitbewegung. Die zweite Gleitscheibe 24 wird dadurch in Schwenkrichtung mitgenommen, wodurch im Rahmen der Bewegungsmöglichkeit gegen die elastischen Rollen 29 eine schwächere Dämpfung an der metallischen Reibfläche 30 der zweiten Reibscheibe 24 und der Seitenfläche 26 des Flansches 22 auftritt. Größere Bewegungen werden durch das Langloch 28 begrenzt, wodurch die erste Reibscheibe 23 die Dämpfung im verstärkten Maß übernimmt.

Claims (10)

1. Reibungsdämpfer für Spannvorrichtungen mit einem feststehenden und zwei beweglichen Reibelementen und damit zusammenwirkenden Federn, gekennzeichnet durch

• - ein auf längerer Dämpfungsstrecke wirksames erstes Reibelement (4, 23) mit stärkerer Dämpfung
• - ein auf kurzer Dämpfungsstrecke wirksames zweites Reibelement (8, 13, 24) mit schwächerer Dämpfung
• - die Mitnahme des ersten Reibelementes (4, 23) nach Durchlaufen der Dämpfungsstrecke des zweiten (8, 13, 24) durch Kopplung der Bewegungen.

2. Reibungsdämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einleiten der Zustellbewegung der Spannvorrichtung auf das zweite Reibelement (8).

3. Reibungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Kopplung beider Reibelemente (4, 8, 13, 23, 24) über Verbindungsfedern (10, 17, 29).

4. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gegenüber der Spannfeder (2) stärkeres Federmoment der Verbindungsfedern (10, 17, 29).

5. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Kopplung der Spannfeder (2) mit dem zweiten Reibelement (8, 13).

6. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Wirkung der schwächeren Dämpfung zwischen erstem (4, 23) und zweitem Reibelement (8, 13, 24).

7. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abstützung beider Bewegungsrichtungen zwischen erstem (4, 23) und zweitem Reibelement (8, 13, 24) über Verbindungsfedern (17, 23, 24) und schwächere Dämpfung.

8. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch metallische Reibflächen am zweiten Reibelement (8, 13, 24) und Reibbeläge aus Kunststoff am ersten Reibelement (4, 23).

9. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch linear wirkende Reibelemente (4, 8, 13).

10. Reibungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in Umfangsrichtung wirkende Reibelemente (23, 24).