WO2006063638A1 - Endprofilierung an gleitlagergegenlaufpartnern zur reduzierung der flächenpressung - Google Patents

Endprofilierung an gleitlagergegenlaufpartnern zur reduzierung der flächenpressung Download PDF

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WO2006063638A1
WO2006063638A1 PCT/EP2005/012025 EP2005012025W WO2006063638A1 WO 2006063638 A1 WO2006063638 A1 WO 2006063638A1 EP 2005012025 W EP2005012025 W EP 2005012025W WO 2006063638 A1 WO2006063638 A1 WO 2006063638A1
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bolt
bearing
bearing sleeve
force
surface pressure
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PCT/EP2005/012025
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Johann Singer
Stefan Doliwa
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Schaeffler Kg
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    • F16H7/0829—Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means
    • F16H7/0831—Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means of the dry friction type

Definitions

  • the invention relates to an end profiling on Gleitlager Gegenlaufpartnern to reduce the surface pressure, with a bolt and at least one bearing sleeve for receiving the bolt, wherein the bolt receives a perpendicular to the bolt bearing sleeve unit acting eccentric force.
  • an axial unit consisting of a bolt and at least one bearing sleeve for radially receiving the bolt, wherein the bolt and the bearing sleeve form mutually associated plain bearing counterpart partners.
  • the bolt can receive a perpendicular to the bolt bearing sleeve unit (sliding bearing) acting force which acts centrally or eccentrically on the bolt.
  • Belt tensioning systems are used, for example, in the timing drive or power train of vehicles with internal combustion engines.
  • DE 195 33 457 A1 discloses a tensioning device for a traction mechanism drive with a loaded by a compression spring, longitudinally displaceably guided piston for exerting a linear force on the exciting traction drive.
  • a tensioning device for a traction mechanism drive with a loaded by a compression spring, longitudinally displaceably guided piston for exerting a linear force on the exciting traction drive.
  • In the disclosed clamping device act on the storage only centrally acting forces.
  • a rotary bearing with a slide bearing which has a fixed ceramic body with a bearing surface.
  • the ceramic material used has a high resistance to wear and can provide a reliable and durable pivot bearing even with high off-center forces and high temperatures (e.g., due to friction).
  • the ceramic body can be used only at great expense in a provided for receiving the ceramic body plain bearing sleeve (socket), since the material is difficult and time consuming to use due to its dimensional stability. With increased pressing force of the ceramic body can be destroyed due to its brittle material property. Only by consuming and time-consuming heating of the plain bearing sleeve of the ceramic body can be used. Thus, this pivot bearing proves to be expensive to install and expensive.
  • the invention has for its object to show how an increase in the life of a sliding bearing can be achieved in a simple manner and with little design effort, while maintaining current installation instructions.
  • a further object is to expand the application limits of a conventional sliding bearing, while at the same time maintaining the tolerances required for mass production for a bolt diameter, housing diameter and for a plain bearing wall thickness.
  • the invention according to claim 1 relates to an end profiling on Gleitlagerarnalaufpartnem with a bolt and at least one bearing sleeve for receiving the bolt, wherein the bolt receives a perpendicular to the bolt bearing sleeve unit acting eccentric force, as well as the at least one bearing sleeve cylindrical and the bolt of predetermined Positions is formed tapering from in each case to the axial end.
  • Such an end profiling advantageously keeps the contact surface between the pin and the bearing sleeve large, especially in the event of an off-center force, so that the surface pressure in the pin bearing sleeve unit is considerably reduced and the life of the plain bearing is increased.
  • the storage of this trained clamping units consists of a steel bolt and a maintenance-free multi-component plain bearing pair, which are pressed for example in a receiving bore in the lever or in a base plate of the clamping unit.
  • the misalignment between the sliding partners or their radial clearance should amount to a maximum of 20 ⁇ m.
  • the surface pressure in this plain bearing is calculated from the applied force and the projected area acted upon by the force. The significant increase in this load-bearing surface, along with a reduction in surface pressure, significantly reduces wear and tear, which increases the life of the plain bearing.
  • Another advantage is that can be used for the production of bolts and bearing sleeve on low-cost materials, and that for the construction of the sliding bearing conventionally known manufacturing steps are available.
  • the life of the sliding bearing is increased at constant H first) I costs.
  • current installation requirements are met and extended the application limits of the sliding bearing while maintaining the required for large-scale production tolerances of the elements.
  • the taper of the bolt is formed radially. Due to this "crowned" shape of the taper of the bolt, the surface pressure is reduced independently of the strength and direction of the off-center force, and the radius of the crown can be chosen individually depending on different fields of application.
  • said predetermined positions are symmetrical about the axial center of the bolt.
  • Such a design of the bolt allows both sides a uniformly reduced surface pressure, both on the left and on the right side of the plain bearing.
  • a symmetrically formed bolt is inexpensive to manufacture.
  • the bolt is cylindrical and the inside of the at least one bearing sleeve of predetermined positions from each tapering towards the end.
  • the surface pressure is also considerably reduced, but this solution may be disadvantageous in the production since the production of a tapered bearing sleeve may be more expensive than the production of a tapered bolt is.
  • the taper of the bearing sleeve is formed radially.
  • the predetermined positions are arranged symmetrically to the axial center of the at least one cylinder sleeve.
  • both variants of the bolt is mounted in two bearing sleeves.
  • the storage is carried out at a sufficient storage area and a simultaneously long-trained storage area, whereby a high, applied by an off-center force, applied torque can be absorbed.
  • axial friction forces are reduced. In general, thus material and manufacturing costs are reduced.
  • the two bearing sleeves are each tapered towards their ends outwardly.
  • the at least one bearing sleeve on the inside contains a sliding coating of bronze-PTFE.
  • Bronze-PTFE has good sliding and wear properties with good thermal conductivity and low cold flow.
  • Bronze-PTFE is preferably used in sliding supports on slide guides and, for example, in plain bearings.
  • FIG. 1 shows an end profile of a bolt bearing sleeve unit according to the present invention
  • FIG. 2 shows an end profiling of a bolt bearing sleeve unit according to the prior art
  • FIG. 3 shows a surface pressure distribution in pairs
  • Figure 4 shows a cross section through a belt tensioning system.
  • Figure 4 shows a cross section through a belt tensioning system 1 with an eccentrically arranged tensioning roller.
  • the belt tensioning system 1 contains a lower cylinder housing 3 and an upper cylinder housing 5, which have a largely identical outer and inner diameter.
  • the cylinder housing 3 and 5 are axially assembled so that they can be rotated about the longitudinal axis 6 against each other.
  • the upper cylinder housing 5 comprises a laterally attached lever 8, to which the tension roller is fastened by means of a screw 9.
  • the radially inner circumferential surface of the upper cylinder housing 5 is rotatably connected to one axial end of a hollow bolt 2.
  • the bolt 2 also carries a non-rotatable disc 4, at the lower cylinder housing 3 facing circular surface, a friction lining 13 is arranged, which in a rotational movement of upper cylinder housing 5, pin 2 and disc 4 relative to the lower cylinder housing 3 optionally from the Traction means coupled vibrations dampens.
  • the bolt 2 may be formed without a bore.
  • a helical spring 7 is disposed within the two cylinder housing 3 and 5, which exerts on the upper cylinder housing 5 a force acting in the circumferential direction.
  • a two-part plain bearing bush 14 is pressed, which consists for example of steel with a sliding coating of a bronze PTFE matrix.
  • this plain bearing bushing 14 the hollow bolt 2 is taken, whose outer surface forms a friction pairing with the plain bearing bushing 14.
  • FIG. 3 schematically illustrates the distribution of the surface pressure p on paired plain bearings 14 in a generic tensioning device with a centrally acting force F (right half of the figure) and with an off-center, ie laterally acting force F (left half of the figure).
  • FIG. 2 shows an end profiling on a bolt bearing sleeve unit 10 with eccentrically acting force F on the cylindrical bolt 12 according to the prior art.
  • the bolt 12 is mounted ⁇ here in two bearing sleeves 14, 14 which are in turn pressed into a socket sixteenth
  • the flow of forces within the sleeve bearing sleeve unit 10 is distributed unevenly, with strong forces prevailing on the respective edges, which in turn cause high wear of the bolt bearing sleeve unit (see also Figure 3, left half of the picture).
  • the information listed in FIG. 2 relating to the force F, the lengths L1, L2 and B, the diameter Bz and the materials are typical values in the field of use of a belt tensioning system and are given by way of example only.
  • Fig. 1 shows an end profile of a bolt bearing sleeve unit 20 according to the present invention.
  • a force F acts eccentrically on the bolt 22.
  • the bolt 22 is supported by two bearing sleeves 24 and 24 "arranged axially one behind the other, which are pressed into a bore of the housing 3.
  • Bearing sleeves 24, 24 'formed cylindrical whereas the bolt 22 seen from two spaced by a distance Z positions each tapering to the axial end (tapered) is formed.
  • the taper of the bolt 22 is formed radially with a radius R.
  • the center of the distance Z is also the axial center of the bolt 22 at the same time.
  • the surface pressure is considerably reduced in the case of an off-center introduction of force F, since the geometry of the lateral surface of the bolt 22 is already adapted to the so-called skewed bolt load.
  • the bearing surface between the pin 22 and the bearing sleeves 24, 24 ' is significantly increased compared to known technical solutions, whereby the life of the pin bearing sleeve unit 20 is increased while maintaining current installation instructions.
  • operational limits of the sleeve bearing sleeve unit 20 are extended, while maintaining the required for mass production tolerances for the diameter of the bolt 20 and the diameters of the bearing sleeves 24, 24 '.
  • the spherical geometry of the two end portions of the bolt skirt surface has a radius R of 7350 mm, and the starting points (or predetermined positions) of the arcs bent with these radii are a distance Z of 10 mm from each other. In this one In addition, these starting points are each 5 mm away from the center of the bolt 22.
  • the plain bearing bush is made of steel as well as a sliding coating, which is made of a bronze PTFE matrix.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern mit einem Bolzen (22) und mindestens einer Lagerhülse (24, 24') zur Aufnahme des Bolzens (22), wobei dieser eine senkrecht zur Bolzen-Lagerhülseneinheit (20) einwirkende außermittige Kraft (F) aufnimmt, und die mindestens eine Lagerhülse (24, 24') zylindrisch und der Bolzen (22) von vorbestimmten Positionen aus jeweils zum axialen Ende hin verlaufend verjüngend ausgebildet ist. Zusätzlich wird eine geometrisch entgegengesetzte Geometrie von Bolzen und Lagerhülse beansprucht.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern zur Reduzierung der Flächenpressung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern zur Reduzierung der Flächenpressung, mit einem Bolzen und mindestens einer Lagerhülse zur Aufnahme des Bolzens, wobei der Bolzen eine senkrecht zur Bolzen-Lagerhülseneinheit einwirkende außermittige Kraft aufnimmt.
Hintergrund der Erfindung
Es ist an sich bekannt, eine axiale Einheit aus einem Bolzen und mindestens einer Lagerhülse zur radialen Aufnahme des Bolzens auszubilden, wobei der Bolzen und die Lagerhülse einander zugeordnete Gleitlagergegenlaufpartner bilden. Der Bolzen kann dabei eine senkrecht zur Bolzen-Lagerhülseneinheit (Gleitlager) einwirkende Kraft aufnehmen, welche mittig oder außermittig auf den Bolzen einwirkt.
Insbesondere bei handelsüblichen Riemenspannsystemen ist eine Befestigungseinheit aus einer derartigen Bolzen-Lagerhülseneinheit üblich. Riemen- spannsysteme werden beispielsweise im Steuertrieb oder Aggregattrieb von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor eingesetzt.
Aus dem Stand der Technik sind Riemenspannsysteme mit in Bezug auf die Bolzen-Lagerhülseneinheit außermittig angeordneter Spannrolle bekannt, wel- che über ein außermittig angeordnetes Wälzlager drehgelagert ist. Es hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass bei einer Bolzen-Lagerhülseneinheit von Riemenspannsystemen mit außermittig angeordneter Spannrolle eine Kantenbelastung zwischen Bolzen und Lagerhülse auftritt. Diese verursacht eine er- höhte Flächenpressung auf den Bolzen und Lagerhülse mit der Folge, dass die Lebensdauer dieses Gleitlagers reduziert werden kann. Besonders bei hohen außermittig einwirkenden Kräften und bei langer Betriebsdauer führt dies zu einer Verkippung, so dass insgesamt die Führung des Riemenspannsystems für einen störungsfreien Betrieb nur unzureichend ist.
Vor diesem Hintergrund offenbart die DE 195 33 457 A1 eine Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb mit einem durch eine Druckfeder belasteten, längsverschiebbar geführten Kolben zur Ausübung einer linearen Kraft auf den zu spannenden Zugmitteltrieb. Bei der offenbarten Spannvorrichtung wirken auf die Lagerung nur mittig einwirkende Kräfte.
Aus der DE 102 36 113 B3 ist dagegen eine Drehlagerung mit einem Gleitlager bekannt, welches einen feststehenden Keramikkörper mit einer Lagerfläche aufweist. Der verwendete Keramikwerkstoff besitzt eine hohe Verschleißresistenz und kann auch bei hohen außermittig einwirkenden Kräften und hohen Temperaturen (z.B. durch Reibung) eine zuverlässige und langlebige Drehlagerung bereitstellen.
Nachteilig hieran ist, dass der Keramikkörper nur unter hohem Aufwand in eine zur Aufnahme des Keramikkörpers bereitgestellte Gleitlagerhülse (Buchse) eingesetzt werden kann, da das Material aufgrund seiner Formbeständigkeit schwierig und unter hohem Zeitaufwand einzusetzen ist. Bei erhöhter Presskraft kann der Keramikkörper aufgrund seiner spröden Materialeigenschaft zerstört werden. Nur durch aufwendiges und zeitraubendes Erwärmen der Gleitlagerhülse kann der Keramikkörper eingesetzt werden. Somit erweist sich diese Drehlagerung als aufwendig in der Montage und teuer.
Zudem offenbart diese Druckschrift keine Lösung, wie Abnutzungserscheinun- gen, die den Bolzen betreffen (der Bolzen bei einer Spannvorrichtung ist nicht aus Keramik, sondern beispielsweise aus gehärtetem Stahl), gelöst werden können. Somit ist insgesamt auch hier die Lebensdauer des bekannten Gleitla- gers vergleichsweise gering. Zudem hat ein Kalibrieren oder Einschränken der Toleranzen ebenfalls negative Auswirkungen auf Kosten und Lebensdauer.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde aufzuzeigen, wie auf einfache Weise und mit geringen konstruktiven Aufwand eine Erhöhung der Lebensdauer eines Gleitlagers erzielt werden kann, bei gleichzeitiger Beibehaltung von gegenwärtigen Einbauvorschriften. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Einsatzgren- zen eines konventionellen Gleitlagers zu erweitern, und zwar unter gleichzeitiger Beibehaltung der für eine Großserienfertigung notwendigen Toleranzen für einen Bolzendurchmesser, Gehäusedurchmesser und für eine Gleitlagerwanddicke.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgaben ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 4, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach betrifft die Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnem mit einem Bolzen und mindestens einer Lagerhülse zur Aufnahme des Bolzens, wobei der Bolzen eine senkrecht zur Bolzen- Lagerhülseneinheit einwirkende außermittige Kraft aufnimmt, sowie die min- destens eine Lagerhülse zylindrisch und der Bolzen von vorbestimmten Positionen aus jeweils zum axialen Ende hin verlaufend verjüngend ausgebildet ist.
Durch eine derartige Endprofilierung wird die Kontaktfläche zwischen Bolzen und Lagerhülse insbesondere bei einer außermittigen Krafteinwirkung vorteil- haft groß gehalten, so dass die Flächenpressung in der Bolzen-Lagerhülseneinheit erheblich reduziert und die Lebensdauer des Gleitlagers erhöht wird. Die Lagerung von diesbezüglich ausgebildeten Spanneinheiten besteht aus einem Stahlbolzen und einem wartungsfreien Mehrkomponenten-Gleitlager- Paar, die beispielsweise in einer Aufnahmebohrung im Hebel oder in einer Grundplatte der Spanneinheit eingepresst sind. Gemäß eines konkreten Bei- spiels soll der Fluchtungsfehler zwischen den Gleitpartner beziehungsweise deren Radialspiel maximal 20 μm betragen. Die Flächenpressuhg in diesem Gleitlager berechnet sich dabei aus der einwirkenden Kraft und der von der Kraft beaufschlagten projizierten Fläche. Durch die deutliche Vergrößerung dieser lasttragenden Fläche, einhergehend mit einer Verringerung der Flä- chenpressung, werden Verschleißerscheinungen erheblich reduziert, wodurch sich die Lebensdauer des Gleitlagers erhöht.
Vorteilhaft ist zudem, dass zur Herstellung von Bolzen und Lagerhülse auf kostengünstige Materialien zurückgegriffen werden kann, und dass zum Aufbau des Gleitlagers herkömmlich bekannte Herstellungsschritte nutzbar sind. Somit wird die Lebensdauer des Gleitlagers bei konstant bleibenden H erste) I kosten erhöht. Zudem werden gegenwärtige Einbauvorschriften eingehalten und die Einsatzgrenzen der Gleitlagerung unter Beibehaltung der für eine Großserienfertigung notwendigen Toleranzen der Elemente erweitert.
Vorzugsweise ist die Verjüngung des Bolzens radial ausgebildet. Durch diese „ballige" Form der Verjüngung des Bolzens wird die Flächenpressung unabhängig von Stärke und Richtung der außermittig ansetzenden Kraft reduziert. Der Radius der Balligkeit kann dabei in Abhängigkeit von unterschiedlichen Anwendungsfeldem individuell gewählt werden.
Vorzugsweise sind die genannten vorbestimmten Positionen symmetrisch zum axialen Mittelpunkt des Bolzens angeordnet. Eine derartige Ausbildung des Bolzens ermöglicht beidseitig eine gleichmäßig reduzierte Flächenpressung, sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Gleitlagers. Zudem ist ein symmetrisch ausgebildeter Bolzen günstig herzustellen. In einer zu den Merkmalen des Anspruchs 1 alternativen Ausführungsform ist der Bolzen zylindrisch ausgebildet und die Innenseite der mindestens einen Lagerhülse von vorbestimmten Positionen aus jeweils zum Ende hin verjüngend ausgebildet. Bei dieser quasi zur ersten Ausführungsform „gespiegelten" Variante wird ebenfalls die Flächenpressung erheblich reduziert. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform kann sich diese Lösung in der Herstellung jedoch als nachteilig erweisen, da die Fertigung einer verjüngend ausgebildeten Lagerhülse gegebenenfalls teurer als die Herstellung eines verjüngend ausgebildeten Bolzens ist.
Vorzugsweise ist dabei die Verjüngung der Lagerhülse radial ausgebildet. Weiter vorteilhaft sind die vorbestimmten Positionen symmetrisch zum axialen Mittelpunkt der mindestens einen Zylinderhülse angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beider Varianten ist der Bolzen in zwei Lagerhülsen gelagert. Durch diese Ausgestaltung erfolgt die Lagerung bei einer ausreichenden Lagerfläche und einem zugleich lang ausgebildeten Lagerbereich, wodurch ein hohes, durch eine außermittig angesetzte Kraft, ausgeübtes Drehmoment aufgenommen werden kann. Zudem werden axiale Rei- bungskräfte reduziert. Im allgemeinen werden somit Material- und Herstellungskosten reduziert. Im Falle der verjüngten Ausbildung der Lagerhülse sind dann die beiden Lagerhülsen jeweils zu ihren Enden hin nach außen verjüngend ausgebildet.
Vorzugsweise enthält die mindestens eine Lagerhülse an der Innenseite eine Gleitbeschichtung aus Bronze-PTFE. Bronze-PTFE verfügt über gute Gleit- und Verschleißeigenschaften bei guter Wärmeleitfähigkeit und geringem Kälte- fluss. Im Maschinenbau wird Bronze-PTFE vorzugsweise bei Gleitauflagen an Schlittenführungen und beispielsweise auch bei Gleitlagern verwendet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
Figur 1 eine Endprofilierung einer Bolzen-Lagerhülseneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine Endprofilierung einer Bolzen-Lagerhülseneinheit gemäß dem Stand der Technik,
Figur 3 eine Fiächenpressungsverteilung an paarweise verbauten
Gleitlagern und
Figur 4 einen Querschnitt durch ein Riemenspannsystem.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Demnach zeigt Figur 4 einen Querschnitt durch ein Riemenspannsystem 1 mit einer außermittig angeordneten Spannrolle. Das Riemenspannsystem 1 enthält ein unteres Zylindergehäuse 3 und ein oberes Zylindergehäuse 5, welche ei- nen weitgehend gleichen Außen- und Innendurchmesser aufweisen. Die Zylindergehäuse 3 und 5 sind axial derart zusammengesetzt, dass diese um die Längsachse 6 gegeneinander verdreht werden können. Das obere Zylindergehäuse 5 umfasst einen seitlich angesetzten Hebel 8, an welchem die Spannrolle mittels einer Schraube 9 befestigt ist.
Die radial innere Mantelfläche des oberen Zylindergehäuses 5 ist mit einem axialen Ende eines hohlen Bolzens 2 drehfest verbunden. An seinem anderen Ende trägt der Bolzen 2 zudem eine drehfeste Scheibe 4, an deren zum unteren Zylindergehäuse 3 weisenden Kreisfläche ein Reibbelag 13 angeordnet ist, welcher bei einer Drehbewegung von oberem Zylindergehäuse 5, Bolzen 2 und Scheibe 4 gegenüber dem unteren Zylindergehäuse 3 gegebenenfalls aus dem Zugmittel eingekoppelte Schwingungen dämpft. Selbstverständlich kann der Bolzen 2 auch ohne Bohrung ausgebildet sein. Zur Auslenkung des oberen Zylindergehäuses 5 gegen das untere Zylindergehäuse 3, und damit zur Anpressung einer Spannrolle gegen ein Zugmittel eines Zugmitteltriebes, ist innerhalb der beiden Zylindergehäuse 3 und 5 eine Schraubenfeder 7 angeordnet, welche auf das obere Zylindergehäuse 5 eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft ausübt. Zudem geht von dieser Schraubenfeder 7 eine Axialkraft auf die der Feder 7 zugeordneten Bodenbereiche der Zylindergehäuse 3 und 5 aus, so dass das untere Zylindergehäuse 3 mit einer Normalkraft gegen den Reibbelag 13 auf der Scheibe 4 gedrückt wird.
Zudem ist vorgesehen, dass in die radial innere Mantelfläche des unteren Zylindergehäuses 3 eine zweiteilige Gleitlagerbuchse 14 eingepresst ist, welche beispielsweise aus Stahl mit einer Gleitbeschichtung aus einer Bronze-PTFE- Matrix besteht. In diese Gleitlagerbuchse 14 ist der hohle Bolzen 2 aufgenom- men, dessen äußere Mantelfläche mit der Gleitlagerbuchse 14 eine Reibpaarung bildet.
Wie Figur 4 verdeutlicht, führt die auf die Spannrolle aufgebrachte Kraft zu einer außermittigen Belastung des Gleitlagers (Bolzen 2, Lagerhülse 14). Da- durch kommt es ohne die Maßnahmen gemäß der Erfindung zu einer erhöhten Kantenbelastung der Gleitlagerpartner, welches eine erhöhte Flächenpressung verursacht, mit der Folge, dass die Lebensdauer des Gleitlagers reduziert ist.
Fig. 3 verdeutlicht schematisch die Verteilung der Flächenpressung p an paar- weise verbauten Gleitlagern 14 in einer gattungsgemäßen Spannvorrichtung bei einer zentral angreifenden Kraft F (rechte Bildhälfte) und bei einer außermittig, also seitlich angreifenden Kraft F (linke Bildhälfte). Dadurch ist erkennbar, dass bei einer zentral angreifenden Kraft eine gleichmäßige Belastung bzw. Flächenpressung p zwischen der Lagerhülse 14 und dem Bolzen 2 fest- zustellen ist, welches hier durch die rechteckigen Kästen mit gewellter Schraf- fur graphisch verdeutlich ist. Dies ist zur Realisierung eines geringen Lagerverschleißes sehr vorteilhaft. Demgegenüber kommt es ohne die baulichen Maßnahmen gemäß der Erfindung bei einer seitlich eingeleiteten Kraft F in das Gleitlager der linken Bildhälfte der Figur 3 zu starken Kantenbelastungen bzw. Flächenpressungen p, welche hier durch die dreieckigen Kästen mit gewellter Schraffur graphisch ver- deutlicht sind.
Wie der Kräfteverlauf zeigt, ist die Belastung innerhalb des Gleitlagers sehr ungleichmäßig, wobei entgegengesetzte Kräftespitzen zu den Enden des Gleitlagers hin verstärkt ausgebildet sind. In diesem Fall wirken also jeweils an den Enden sehr starke Flächenpressungskräfte, welche in diesen Bereichen zu verstärktem Verschleiß und somit zu einer reduzierten Lebensdauer führen.
Figur 2 zeigt eine Endprofilierung an einer Bolzen-Lagerhülseneinheit 10 mit außermittig einwirkender Kraft F auf den zylindrischen Bolzen 12 gemäß dem Stand der Technik. Der Bolzen 12 ist hier in zwei Lagerhülsen 14, 14ι gelagert, welche wiederum in einer Buchse 16 eingepresst sind. Bei diesem Aufbau ist der Kräfteverlauf innerhalb der Buchsen-Lagerhülseneinheit 10 ungleichmäßig verteilt, wobei an den jeweiligen Kanten starke Kräftebelastungen vorherrschen, welche wiederum hohe Verschleißerscheinungen der Bolzen- Lagerhülseneinheit hervorrufen (siehe auch Figur 3, linke Bildhälfte).
Die in der Figur 2 aufgelisteten Angaben bezüglich der Kraft F, der Längen L1 , L2 und B, des Durchmessers Bz und der Materialien beziehen sich auf typische Werte im Bereich der Verwendung eines Riemenspannsystems und sind nur zur beispielhaften Erläuterung angegeben.
Fig. 1 zeigt eine Endprofilierung einer Bolzen-Lagerhülseneinheit 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Auch hier wirkt eine Kraft F außermittig auf den Bolzen 22. Ebenfalls wird auch hier der Bolzen 22 durch zwei axial hinterein- ander angeordnete Lagerhülsen 24 und 24" gelagert, welche in einer Bohrung des Gehäuses 3 eingepresst sind. In dieser Ausbildungsform der Erfindung sind die Lagerhülsen 24, 24' zylindrisch ausgebildet, wohingegen der Bolzen 22 von zwei durch einen Abstand Z beabstandeten Positionen aus gesehen jeweils zum axialen Ende hin verlaufend verjüngend (ballig) ausgebildet ist. Die Verjüngung des Bolzens 22 ist dabei radial mit einem Radius R ausgebildet. Das Zentrum des Abstandes Z ist dabei auch gleichzeitig das axiale Zentrum des Bolzens 22.
Durch diese gezielte Endprofilierung wird bei einer außermittigen Krafteinleitung F die Flächenpressung erheblich reduziert, da die Geometrie der Mantelfläche des Bolzens 22 bereits an die sozusagen schiefe Bolzenbelastung an- gepasst ist. Dadurch wird im Ergebnis die Tragfläche zwischen dem Bolzen 22 und den Lagerhülsen 24, 24' deutlich gegenüber bekannten technischen Lösungen vergrößert, wodurch die Lebensdauer der Bolzen-Lagerhülseneinheit 20 unter Beibehaltung gegenwärtiger Einbauvorschriften erhöht wird. Gleichzeitig werden Einsatzgrenzen der Büchsen-Lagerhülseneinheit 20 erweitert, und zwar unter Beibehaltung der für eine Großserienfertigung notwendigen Toleranzen für den Durchmesser des Bolzens 20 und den Durchmessern der Lagerhülsen 24, 24'.
Auch hier beziehen sich die in der Fig. 1 aufgelisteten Angaben bezüglich der Kraft F, den Maßen und Materialien auf typische Werte im Bereich der Ver- wendung eines Riemenspannsystems und sind nur zur beispielhaften Erläuterung angegeben.
So wird es in dem konkreten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 als vorteilhaft erachtet, wenn bei einer einwirkenden Kraft F von 600 N, einem Abstand L1 von 38,15 mm zwischen den axialen Enden der Lagerhülseneinheit 24 und 24', einer axialen Länge B von 15 mm der jeweiligen Lagerhülsen 24, 24', einer Länge L2 von 20,85 mm zwischen dem axialen Ende der Lagerhüise 24 und dem Einleitungspunkt der Kraft F in den Bolzen 22 und einem Bolzendurchmesser Bz 0 von 18 mm die ballige Geometrie der beiden Endbereiche der Bolzenmantelfläche einen Radius R vom 7350 mm aufweist, und die Anfangspunkte (bzw. vorbestimmten Positionen) der mit diesen Radien geschlagenen Kreisbögen eine Strecke Z von 10 mm voneinander entfernt sind. In dem hier beschriebenen Beispiel befinden sich diese Anfangspunkte zudem jeweils 5 mm von der Mitte des Bolzen 22 entfernt.
Der Bolzen selbst besteht aus dem Material Bz = Stahl. Die Gleitlagerbuchse besteht neben Stahl sowie einer Gleitbeschichtung, die aus einer Bronze- PTFE-Matrix hergestellt ist.
Bezugszeichen
1 Riemenspannsystem
2 Bolzen
3 unteres Zylindergehäuse
4 Scheibe
5 oberes Zylindergehäuse
6 Längsachse
7 Schraubenfeder
8 Hebel
9 Schraube
10 Büchsen-Lagerhülseneinheit
12 Bolzen
13 Reibbelag
14, 14' Lagerhülse
20 Büchsen-Lagerhülseneinheit
22 Bolzen
24, 24' Lagerhülse
P Flächenpressung
F Kraft

Claims

Patentansprüche
1. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern mit einem Bolzen (22) und mindestens einer Lagerhülse (24, 24') zur Aufnahme des Bolzens (22), wobei der Bolzen (22) eine senkrecht zur Bolzen-
Lagerhülseneinheit (20) einwirkende außermittige Kraft (F) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lagerhülse (24, 24') zylindrisch und der Bolzen (22) von vorbestimmten Positionen aus jeweils zum axialen Ende hin verlaufend verjüngend ausgebildet ist.
2. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung des Bolzens (22) radial ausgebildet ist.
3. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Positionen symmetrisch zum axialen Mittelpunkt des Bolzens (22) angeordnet sind.
4. Endprofilierung mit einem Bolzen (22) und mindestens einer Lagerhülse (24, 24') zur Aufnahme des Bolzens (22), wobei der Bolzen (22) eine senkrecht zur Bolzen-Lagerhülseneinheit (20) einwirkende außermittige Kraft (F) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen zylindrisch ausgebildet ist und die Innenseite der mindestens einen Lagerhülse von vorbestimmten Positionen aus jeweils zum axialen Ende hin ver- jungend ausgebildet ist.
5. Endprofilierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung der mindestens einen Lagerhülse (24, 24') radial ausgebildet ist.
6. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Positionen symmetrisch zum axialen Mittelpunkt der mindestens einen Zylinderhülse (24, 24') angeordnet sind.
7. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (22) in zwei Lagerhülsen (24, 24') gelagert ist.
8. Endprofilierung an Gleitlagergegenlaufpartnern nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lagerhülse (24, 24') an der Innenseite eine Gleitbeschichtung aus Bronze- PTFE enthält.
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