DE2264050B2

DE2264050B2 - Federgelagerter Hebel

Info

Publication number: DE2264050B2
Application number: DE19722264050
Authority: DE
Inventors: Joseph Dipl.-Ing. 8190 Weidach Waas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1979-12-06
Also published as: NL7317198A; IT1000759B; FR2212584B3; FR2212584A1; BE809254A; DE2264050A1; GB1446729A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen federgelagerten Hebel kleiner Bauweise für die Feinwerktechnik mit einem starren Außenring, einem starren Innenring und den Außenring und Innenring verbindenden elastischen Gliedern, wobei der Außenring, der Innenring und die elastischen Glieder in derselben Ebene liegen.

Ein Federungssystem besonders zur Abfederung von Kraftfahrzeugen ist aus der DE-PS 9 34 800 bekannt. Das Federungssystem besteht aus einer Innenhülse, einer Außenhülse und aus zwischen der Innenhülse und der Außenhülse angeordneten Zugfedern und Druckfedern. Die Zugfedern werden bei der Verdrehung der Hülsen zueinander ausschließlich auf Zug beansprucht, die Druckfedern schlagen dagegen nach anfänglicher Druckbeanspruchung und anschließender Entlastung in eine Zugbeanspruchung um. Damit wird auch bei Drehschub eine nichtlineare Federkennlinie erreicht. Das Federungssystem hat aber den Nachteil, daß es für Anwendungsfälle der Feinwerktechnik, bei denen hohe Anforderungen an die exakte zeitliche Reproduzierbarkeit von Bewegungsabläufen gestellt werden, nicht verwendbar ist. In der Datentechnik tritt dieses Problem besonders bei Schnelldruckern auf, wenn z. B. die Druckhammerbeschleunigung mit Hilfe von Hebeln ausgelöst wird oder der Antrieb der Druckhämmer mit Hilfe von Hebeln erfolgt

Die wesentliche Ursache für die Nichtreproduzierbarkeit stellt die Reibung bzw. Lose in der Lagerung der bewegten Teile dar. Bei Gleitlagern spielt zudem die Schmierung eine große Rolle, Nach längeren Ruhepausen ergeben sich oft starke Anlaufverzögerungen bei den ersten Betätigungen. Kugellager sind zwar in dieser Hinsicht günstiger, der Raumbedarf ist aber vielfach zu groß und die Zuverlässigkeit bzw. Lebensdauer ist nicht ίο ausreichend. Bekannte Federlager vermeiden zum Teil diese Nachteile; #ber ihre Ausmaße, besonderen in axialer Richtung, sind zu groß, so daß eine kompakte Anordnung mehrerer Hebel nebeneinander, wie dies z. B. in Geräten der Datenverarbeitung nötig ist, nicht durchführbar ist

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen federgelagerten

Hebel der im Oberbegriff genannten Art so auszubilden, daß er bei kleinen Ausmaßen eine hohe Steifigkeit in radialer Richtung bei gleichzeitiger weicher Federung in

Umfangsrichtung aufweist Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den Außenring mit dem Innenring verbindenden elastischen Glieder Speichen sind und daß der Außenring, der Innenring und die Speichen aus dem gleich3n Material bestehen und gleiche Materialdicke in Achsrichtung aufweisen.

Alle Teile des Lagers — Außenring, Innenring und

Speichen — befinden sich in einer Ebene, so daß die Abmessung in axialer Richtung nur von der Materialdikke des Ringes bzw. des Hebels bestimmt wird. Mehrere Hebel können so fast unmittelbar nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle gelagert werden. Da die Speichen in axialer Richtung gleiche Materialdicke wie der Außenring und der Innenring haben können, besitzt das Lager auch gegen Verkippen durch Momente senkrecht zur Drehachse eine relativ hohe Steifigkeit.

Der Hebel kann nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung entweder die Fortsetzung des Außenringes oder des Innenringes sein, wobei dann entsprechend entweder der Innenring oder der Außenring eingespannt ist.

Durch entsprechende Gestaltung der einzelnen Speichen ist es möglich, die Lagereigenschaften im einzelnen Anwendungsfall optimal anzupassen. Besonders günstig ist es, die Speichen mäanderförmig auszubilden. Dadurch wird eine große radiale Steifigkeit bei einer gleichzeitigen Weichheit in Umfangsrichtung erreicht.

Es ist zweckmäßig, daß der Außenring, der Innenring, die Speichen und der Hebel aus einem Teil hergestellt sind. Dann sind nämlich keine Lot- oder Schweißstellen erforderlich.

Es ist aber auch möglich, die Speichen mit dem Außenring und dem Innenring über eine Kunststoffeinbettung zu verbinden. Dann können die verschiedenen Teile des Hebels aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, deren Verbindung ist aber wiederum ohne Schweißen möglich.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Ausfuhrungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen federgelagerten Hebel in seiner Gesamtansicht,
F i g. 2 einen Ausschnitt des Hebels der Fig. 1,

F i g. 3 eine andere Ausführung des Federlagers,

F i g. 4 mehrere nebeneinander angeordnete Hebel,

F i g. 5 eine besondere Verbindung der Speichen mit

dem Außenring bzw. Innenring,

F i g. 6 einen Ausschnitt der F i g. 5 und

F i g. 7 eine andere Ausführung des Federlagers.

In F i g. 1 ist eine Gesamtansicht eines fsdergelagerten Hebels nach der Erfindung gezeigt Der federgelagcrte Hebel ist dabei vergrößert dargestellt, z. B. im Maßstab 2 :1. Ein Hebel //besitzt eine Federlagerung, bestehend aus einem starren Außenring A, einem starren Innenring / und den Außenring A mit Uem Innenring /verbindenden Speichen 5. Der Außenring A, ι ο der Innenring /, die Speichen S und der Hebel H bestehen aus demselben Material und sind mit Hilfe der Funkenerosion mit Drahtelektroden hergestellt Die Speichen S sind maanderförmig ausgebildet und haben somit eine große radiale Steifigkeit bei einer gleichzeitig relativ großen Weichheit in Umfangsrichtung.

Bei der Lagerung wird der Innenring / fest eingespannt, z. B. festgeschraubt Der Hebel H kann dann in Richtung des Pfeiles P Drehbewegungen ausführen, da der Außenring wegen der maanderförmig ausgebildeten Speichen drehbar gelagert ist Wird eine Kraft K auf den rückwärtigen Teil des Hebels in der gezeichneten Weise ausgeübt dann bewegt sich die Spitze des Hebels //nach unten.

Einen Ausschnitt aus der F i g. 1 zeigt die F i g. 2. Hier ist besonders die Mäanderform der Speichen S dargestellt Der Innenring ist wieder mit / der Außenring mit A bezeichnet. Aus dieser Darstellung ergibt sich besonders deutlich, daß durch die mäanderförmige Ausbildung der Speichen S die Steifigkeit in radialer Richtung groß ist, gleichzeitig aber auch die Weichheit in Umfangsrichtung groß ist.

In Fig.3 ist ein etwas anders gestaltetes Federlager für den Hebel gezeigt. Besonders sind hier die Speichen 5 verschieden ausgeführt. Eine solche Ausführung der Speichen S ist dann günstig, wenn auf das Federlager eine Hauptbelastung in Richtung F vorliegt. Selbstverständlich sind auch andere Speichenformen möglich, abhängig von den Anforderungen z. B. hinsichtlich Drehpunktgenauigkeit Steifigkeit Festigkeit

Aus Fig.4 ergibt sich, wie mehrere Hebel Hi, H2, //3, f/4 auf einer Grundplatte C übereinander angeordnet werden können. Zwischen die Hebel Hi, H 2, H 3, //4 werden Distanzscheiben DS angeordnet und dann die Hebel H1 bis //4 mit Hilfe einer Schraube SR fest verspannt Da durch die besondere Ausgestaltung der Hebel die Materialdicke in axialer Richtung gering ist kann eine große Anzahl von Hebeln H übereinander angeordnet werden, wobei die ganze Anordnung noch kompakt bleibt

Es ist auch möglich, die Speichen nicht aus demselben Teil zu machen wie Außenring und Innenring. Dies ist in F i g. 5 und F i g. 6 gezeigt Hier sind die Speichen S mit dem Innenring / und dem Außenring A durch eine Kunststoffeinbettung verbundea Die Kunststoffeinbettung ist in F i g. 6 deutlicher dargestellt Die Speiche S läuft in ein in dem Außenring A befindliches Kunststoffbett KS.

Fig.7 zeigt eine Ausführungsform des Hebels, bei dem der Hebel eine Fortsetzung des Innenringes ist, bei der Lagerung dagegen der Außenring A fest eingespannt wird. In diesem Falle ist der Außenring A unterbrochen oder mit einer Mulde (Sicke) versehen, um dem Hebel H die Möglichkeit zu geben, sich zu bewegen. Der Hebel //ist eine Fortsetzung oder ein Teil des Innenringes /. Speichen S verbinden wieder den Innenring /mit dem Außenring A.

In den Ausführungsbeispielen sind nur einige mögliche Ausführungsformen der Federlagerung nach der Erfindung dargestellt. Andere Ausführungsformen des Außenringes, des Innenringes und der Speichen sind durchaus möglich. Immer muß jedoch entweder der Außenring oder der Innenring bei der Lagerung fest eingespannt werden und die Speichen so ausgeführt sein, daß der Hebel drehbar ist. Ein so ausgebildetes Federlager hat eine extrem kleine Materialdicke in axialer Richtung und es ist extrem reibungsfrei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Federgelagerter Hebel kleiner Bauweise für die Feinwerktechnik mit einem starren Außenring, einem starren Innenring und den Außenring und Innenring verbindenden elastischen Gliedern, wobei der Außenring, der Innenring und die elastischen Glieder in derselben Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Außenring (A) mit dem Innenring (I) verbindenden elastischen Glieder Speichen (S) sind und daß der Außenring, der Innenring und die Speichen aus dem gleichen Material bestehen und gleiche Materialdicke in Achsrichtung aufweisen.

2. Hebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (S) eine unterschtedliche Form aufweisen.

3. Hebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (S) mäanderförmig ausgebildet sind.

4. Hebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Lagerung des Hebels (H) der Innenring fest eingespannt ist, der Außenring drehbar ist und der Hebel eine Fortsetzung des Außenringes (A) ist.

5. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (A) unterbrochen ist und bei der Lagerung des Hebels (H) der Außenring (A) fest eingespannt ist, der Innenring (I) drehbar ist und der Hebel (H) eine Fortsetzung des Innenringes (I) ist.

6. Hebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (A), der Innenring (I), die Speichen (S) und der Hebel (W,)aus einem Teil hergestellt sind.

7. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (S) mit dem Außenring (A)und dem Innenring (/,!durch eine Kunststoffeinbettung (KS) verbunden sind.