DE1265502B

DE1265502B - Federnde Abstuetzung fuer hin- und herbewegliche Teile

Info

Publication number: DE1265502B
Application number: DE1963S0087722
Authority: DE
Inventors: Walter Bahlinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-10-04
Filing date: 1963-10-04
Publication date: 1968-04-04

Description

Federnde Abstützung für hin- und herbewegliche Teile Im Maschinenbau ist es unter Umständen erforderlich, ein hin- und hergehendes Element federnd abzustützen. Hierbei kann es erwünscht sein, die Federung so auszuführen, daß sie bei einer Bewegung in einer Richtung gespannt und bei der Bewegung im entgegengesetzten Sinne entspannt wird. Unter Umständen kann jedoch auch die Aufgabe gestellt sein, daß sie bei einer Bewegung aus der Nullage in beide Richtungen gespannt wird. Weiter kann es erwünscht sein, eine Federung derart auszuführen, daß die der Bewegung entgegenwirkende Federkraft je nach der Bewegungsrichtung verschieden groß ist.
Es ist eine Einrichtung bekanntgeworden, die allen diesen Forderungen gerecht wird. Bei dieser Anordnung ist das hin- und herbewegliche Teil von einem doppeltwirkenden Federsystem umgeben. Dabei stützen sich die Federn gegen ein festes Auflager ab und werden je nach der Auslenkung des hin- und herbeweglichen Teiles mehr oder weniger stark zusammengedrückt. Die beiden Federn haben unterschiedliche Federkonstanten, so daß bei Bewegung in die eine oder andere Richtung das Federsystem bei einer bestimmten Kraft unterschiedlich weit ausgelenkt wird.
Bei dieser Anordnung wird für jede Wirkungsrichtung eine Feder benutzt, die für die in dieser Richtung wirkende Kraft dimensioniert sein muß. Diese Lösung ist daher relativ aufwendig.
Die Erfindung bezieht sich auf eine doppeltwirkende federnde Abstützung hin- und herbeweglicher Teile mit mindestens zwei die beweglichen Teile umgebenden Federn mit je nach Wirkungsrichtung der Abstützung verschieden hoher Federkraft.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wirkung der bekannten Anordnung mit weniger Aufwand zu erreichen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn bei der Bewegung aus der Ruhelage in der einen der beiden möglichen Richtungen mechanisch parallel geschaltet sind und daß bei Bewegung in die andere Richtung nur eine der beiden Federn wirksam ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung, die beispielsweise der axialen Abstützung der Schnecke eines Schneckenantriebs dient, ist in der Zeichnung dargestellt.
Mit 1 ist die Schnecke bezeichnet, die mit einem Schneckenrad 2 in Eingriff steht und beispielsweise bei Überschreitungen eines bestimmten Grenzwertes des von dem Schneckenrad übertragenen Drehmoments nach oben oder unten auswandern kann. Diese Schnecke sitzt auf einer Welle 3, die mit einer Lagerung 4 ausgeführt ist, auf die sich eine Hülse 5 abstützt. Diese Hülse legt sich an einen Teller 6 an, der auf eine Feder 7 wirkt, die in einem Gehäuse 8 untergebracht ist. Auf der anderen Seite der Feder ist ein zweiter Teller 9 angeordnet, der mit einem auf die Welle aufgeschraubten Ring 10 zusammenarbeitet. Ein diesen konzentrisch umgebender Ring 11, der in die Bohrung des Gehäuses 8 eingeschraubt ist, kann der Hubbegrenzung und Federvorspannung durch Abstützung des Ringes 9 dienen.
Die Welle ist weiter in ein zylindrisches Gehäuse 81 fortgesetzt, das an das Gehäuse 8 angeschraubt sein kann. Die Fortsetzung der Welle ist hier durch einen aufgeschraubten Wellenteil 31 gebildet. Die Welle liegt über eine Hülse 51 an einem Teller 61 an, der auf eine zweite Feder 71 arbeitet, an deren anderem Ende wieder ein Teller 91 anliegt, der seinerseits durch einen auf den Wellenfortsatz 31 aufgeschraubten Ring 101 mitgenommen wird und durch einen an den Zylinderkörper 14 eingeschraubten Ring 111 in seiner Bewegung begrenzt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Federn mechanisch parallel geschaltet, und zwar in solcher Weise, daß sie bei einem axialen Auswandern der Schnecke in beiden Bewegungsrichtungen in gleicher Weise auf Druck beansprucht werden. Entsprechend der erfinderischen Ausbildung besteht jedoch die Möglichkeit, die Teile 5, 10, 51 und 101 wahlweise wegzulassen. Wenn beispielsweise der Teil 5 weggelassen wird, so wird bei einer Aufwärtsbewegung der Schnecke 1 bzw. der Welle 3 lediglich die Feder 71 beansprucht, während bei einer Abwärtsbewegung beide Federn 7 und 71 bewegt werden. Umgekehrt kann durch einen Ausbau der Hülse 51 erreicht werden, daß die obere Feder nur in Abwärtsrichtung, nicht aber in Aufwärtsrichtung beaufschlagt wird. Wird dagegen der Ring 10 oder der Ring 101 weggelassen, so wird erreicht, daß die entsprechende Feder 7 bzw. 71 nur bei einer Aufwärtsbewegung, nicht aber bei einer Abwärtsbewegung beaufschlagt wird. Man hat es also bei der neuen Anordnung in der Hand, unter Verwendung ein und derselben Konstruktion diesen verschiedenen Anforderungen je nach Bedarf Rechnung zu tragen. Es ist hierbei auch die Möglichkeit gegeben, durch weiteres Ein- oder Ausschrauben der Ringe 10 und 101 die Vorspannung der Federn zu ändern. Man kann also auf diese Weise auch die Anfangskraft verschieden einstellen, wie unter Umständen auch die Steilheit den jeweiligen Verhältnissen anzupassen, da ja die Zusatzfeder die wirksame Federkonstante um einen entsprechenden Betrag erhöht. Ein wesentlicher Vorteil besteht hierbei auch darin, daß man verhältnismäßig weitgehend verschiedene Arbeitsvolumina in den Federn aufspeichern kann, was z. B. dann wertvoll ist, wenn die Drehzahl der Welle bzw. die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung erhöht werden soll.
Unter Umständen kann der obere Teil des Gehäuses 14 sowie der Wellenfortsatz 31 auch abgeschraubt werden. Man erhält dann unter Verwendung derselben einheitlichen Konstruktionselemente eine Federung, bei der nur eine Feder angewendet ist, wobei man wieder die Wahl hat, diese für beide oder ; beliebig eine der beiden Bewegungsrichtungen auszunutzen.
Der wesentliche Vorteil besteht also darin, daß man mit einer einheitlichen Konstruktion ein sehr großes Programm bestreichen kann, was Lager- und Ersatzteilhaltung wesentlich vereinfacht.
Die dargestellte Anordnung zeigt zwei im Durchmesser verschiedene Federtöpfe 8, 81. Die darin enthaltenen Federvolumina sind daher auch verschieden. Nimmt man für die Federkräfte beispielsweise ein Verhältnis von 1:2 an, so läßt sich für die eine Richtung die dreifache Kraft einsetzen wie für die andere, wenn Teil 6 oder 9 weggelassen wird.
Es können nicht bloß Tellerfedern, sondern auch andere Federn, wie beispielsweise Schraubenfedern Anwendung finden. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die als für die Abstützung verwendeten Elemente, wie Hülsen und Ringe, mehrteilig auszuführen, so daß einzelne von diesen ohne Ausbau des gesamten Systems aus- oder eingebaut werden können, wozu gegebenenfalls die Gehäuse gleichfalls mehrteilig oder mit einem abnehmbaren Fenster ausgeführt sein können. Für manche Anwendungszwecke kann es auch erwünscht sein, die Abstützung dieser Elemente am Gehäuse bzw. an hin- und herbeweglichen Teilen (Welle) mit Hilfe von Klinken oder ähnlichen Zwischengliedern zu bewirken, die ohne einen Ausbau von außen oder beispielsweise auch über Elemente, die den hin- und herbeweglichen Teil (Welle) in Längsrichtung durchsetzen, in bzw. außer Eingriffslage gebracht werden können.
Besondere Vorteile bietet die neue Anordnung bei überlastsicherungen, beispielsweise bei Vorrichtungen für Drehmomentbegrenzung in Regel- und Stehantrieben. Insbesondere können Antriebe, bei denen Schieber oder Ventile geschlossen oder geöffnet werden sollen, mit dem neuen Element in sehr vorteilhafter Weise ausgerüstet werden. Hierbei ist insbesondere bei kegeligen und ähnlichen Ventilsitzen noch der Vorteil erreicht, daß man entsprechend dem erhöhten Losbrechmoment das Lösen durch Unterstützung durch einen in der entsprechenden Richtung erhöhten Federdruck erheblich erleichtern kann.
Für manche Anwendungsfälle kann es Vorteile bringen, mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier, Federsysteme in der angedeuteten Weise zusammenzusetzen. Wenn man beispielsweise zwei Systeme verschiedener Größe entwickelt und als Einheitselemente zur Verfügung hat, kann man durch entsprechende Auswahl bei dem Zusammensetzen eine Reihe verschiedener Kombinationen erhalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Doppeltwirkende federnde Abstützung hin-und herbeweglicher Teile mit mindestens zwei die beweglichen Teile umgebenden Federn mit je nach Wirkungsrichtung der Abstützung verschieden hoher Federkraft, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die beiden Federn (7, 71) bei der Bewegung aus der Ruhelage in der einen der beiden möglichen Richtungen mechanisch parallel geschaltet sind, und daß bei Bewegung in die andere Richtung nur eine der beiden Federn wirksam ist.
2. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der nur eine Feder wirksam ist, wahlweise einstellbar ist.
3. Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Federn (7, 71) einstellbar ist.
4. Abstützung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung für die einzelnen Federn (7, 71) voneinander unabhängig ist.
5. Abstützung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einstellung der Richtung Anschlagelemente, insbesondere in Form von Hülsen (5, 51) oder Ringen (10, 101), vorgesehen sind.
6. Abstützung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente (5, 51, 10,101) ohne Beeinträchtigung der Wirksamkeit der übrigen Teile herausnehmbar sind.
7. Abstützung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente (5, 51,10,101) mehrteilig ausgeführt sind. B.
Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Wirksamkeit von außen betätigbare Klinken oder ähnliche Zwischenglieder vorgesehen sind.
9. Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstärke der einzelnen Federn (7, 71) verschieden ist.
10. Abstützung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Vorspannung die Ringe (10, 101) auf dem beweglichen Teil (3, 31) aufgeschraubt sind.
11. Abstützung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (7, 71) getrennte Gehäuse (8, 81) haben, und daß sowohl die Gehäuse als auch die die Federn tragenden beweglichen Teile (3, 31) lösbar miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 251643, 473 061, 572 040, 678 478; deutsche Auslegeschriften Nr. 1058 855, 1067 839, 1068126; USA.-Patentschrift Nr. 2 363 538.