DE2264050B2 - Spring-loaded lever - Google Patents

Spring-loaded lever

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DE2264050B2 DE19722264050 DE2264050A DE2264050B2 DE 2264050 B2 DE2264050 B2 DE 2264050B2 DE 19722264050 DE19722264050 DE 19722264050 DE 2264050 A DE2264050 A DE 2264050A DE 2264050 B2 DE2264050 B2 DE 2264050B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
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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.The invention relates to a spring-loaded lever with a small design for precision engineering a rigid outer ring, a rigid inner ring and the outer ring and inner ring connecting elastic members, the outer ring, the inner ring and the elastic members lie in the same plane.

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 erfolgtA suspension system especially for cushioning motor vehicles is known from DE-PS 9 34 800. The suspension system consists of an inner sleeve, an outer sleeve and between the inner sleeve and tension springs and compression springs arranged on the outer sleeve. The tension springs are when the Sleeves are only subjected to tensile stress to one another, the compression springs, on the other hand, hit after initially Compressive stress and subsequent relief into tensile stress. This is also used for Torsional thrust reached a non-linear spring characteristic. The suspension system has the disadvantage that it is for Applications in precision engineering with high demands on exact temporal reproducibility caused by motion sequences cannot be used. This problem occurs in data technology especially with high-speed printers, if z. B. the print hammer acceleration with the help of levers is triggered or the print hammers are driven with the help of levers

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 istThe main cause of the non-reproducibility represents the friction or slack in the bearing of the moving parts. In plain bearings, the Lubrication plays an important role, after long periods of rest there are often significant start-up delays the first presses. Ball bearings are cheaper in this regard, but the space requirement is often too large and the reliability or service life is not ίο sufficient. Known spring bearings avoid some these disadvantages; # Their dimensions, especially in the axial direction, are too large, so that a compact Arrangement of several levers side by side, as z. B. is necessary in data processing devices, not is feasible

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen federgelagertenIt is the object of the invention to provide a spring-loaded

Hebel der im Oberbegriff genannten Art so auszubilden, daß er bei kleinen Ausmaßen eine hohe Steifigkeit in radialer Richtung bei gleichzeitiger weicher Federung inLever of the type mentioned in the preamble to train so that it has a high rigidity in small dimensions radial direction with simultaneous soft suspension 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.This object is achieved in that the outer ring with the inner ring connecting elastic members are spokes and that the outer ring, the inner ring and the spokes from the consist of the same material and the same material thickness in Have axial direction.

Alle Teile des Lagers — Außenring, Innenring undAll parts of the bearing - outer ring, inner ring and

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.Spokes - are in one plane, so that the dimension in the axial direction only depends on the material thickness of the ring or the lever is determined. Several levers can be placed next to each other be stored on a common shaft. Because the spokes have the same material thickness in the axial direction as the outer ring and the inner ring can have, the bearing also has against tilting due to moments a relatively high rigidity perpendicular to the axis of rotation.

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.According to an expedient development of the invention, the lever can either be the continuation of the Outer ring or the inner ring, in which case either the inner ring or the Outer ring is clamped.

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.By appropriately designing the individual spokes, it is possible to adjust the storage properties in the to optimally adapt to the individual application. It is particularly advantageous to have the spokes in a meander shape to train. This results in a great radial rigidity with a simultaneous softness in the circumferential direction achieved.

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.It is advisable that the outer ring, the inner ring, the spokes and the lever are made in one piece. Then there are no soldering or welding points necessary.

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.But it is also possible to embed the spokes with the outer ring and the inner ring via a plastic embedding connect to. Then the different parts of the lever can be made from different materials can be made, but their connection is again possible without welding.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments of the invention emerge from the subclaims.

Anhand von Ausfuhrungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigtThe invention is further developed with the aid of exemplary embodiments which are shown in the figures explained. It shows

F i g. 1 einen federgelagerten Hebel in seiner Gesamtansicht,
F i g. 2 einen Ausschnitt des Hebels der Fig. 1,
F i g. 1 shows a spring-loaded lever in its overall view,
F i g. 2 shows a section of the lever of FIG. 1,

F i g. 3 eine andere Ausführung des Federlagers,F i g. 3 another version of the spring bearing,

F i g. 4 mehrere nebeneinander angeordnete Hebel,F i g. 4 several levers arranged side by side,

F i g. 5 eine besondere Verbindung der Speichen mitF i g. 5 a special connection of the spokes with

dem Außenring bzw. Innenring,the outer ring or inner ring,

F i g. 6 einen Ausschnitt der F i g. 5 undF i g. 6 shows a section of FIG. 5 and

F i g. 7 eine andere Ausführung des Federlagers.F i g. 7 another version of the spring bearing.

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.In Fig. 1 shows an overall view of a spring-mounted lever according to the invention. The spring-mounted lever is shown enlarged, e.g. B. on a scale of 2: 1. A lever // has a spring bearing, consisting of a rigid outer ring A, a rigid inner ring / and the outer ring A with Uem inner ring / connecting spokes 5. The outer ring A, ι ο the inner ring /, the spokes S and the lever H consist of the same material and are produced with the aid of spark erosion with wire electrodes. The spokes S are meander-shaped and thus have a great radial rigidity with a relatively great softness in the circumferential direction.

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.During storage, the inner ring / is firmly clamped, e.g. B. screwed tight The lever H can then perform rotary movements in the direction of the arrow P , because the outer ring is rotatably mounted because of the meander-shaped spokes If a force K is exerted on the rear part of the lever in the manner shown, the tip of the lever moves / /downward.

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.An excerpt from FIG. 1 shows the FIG. 2. Here, the meandering shape of the spokes S is particularly shown, the inner ring is again designated by / of the outer ring with A. From this illustration it is particularly clear that due to the meandering design of the spokes S, the rigidity in the radial direction is great, but at the same time the softness in the circumferential direction is also great.

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 FestigkeitIn Figure 3, a somewhat differently designed spring bearing for the lever is shown. In particular, the spokes 5 are designed differently here. Such a design of the spokes S is advantageous when there is a main load in the direction F on the spring bearing. Of course, other spoke shapes are also possible, depending on the requirements, for. B. in terms of pivot point accuracy stiffness strength

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 bleibt4 shows how several levers Hi, H2, // 3, f / 4 can be arranged one above the other on a base plate C. Spacer disks DS are placed between levers Hi, H 2, H 3, // 4 and then levers H 1 to // 4 are firmly clamped with the aid of a screw SR . Because of the special design of the levers, the material thickness in the axial direction can be small a large number of levers H can be arranged one above the other, the whole arrangement still remaining compact

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. It is also possible not to make the spokes from the same part as the outer ring and inner ring. This is in FIG. 5 and FIG. 6 shown Here the spokes S are connected to the inner ring / and the outer ring A by a plastic embedding a The plastic embedding is shown in FIG. 6 shown more clearly The spoke S runs into a plastic bed KS located in the outer ring A.

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. 7 shows an embodiment of the lever in which the lever is a continuation of the inner ring, while the outer ring A is firmly clamped in the storage. In this case, the outer ring A is interrupted or provided with a recess (bead) to allow the lever H to move. The lever // is a continuation or part of the inner ring /. Spokes S connect the inner ring / with the outer ring 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.In the exemplary embodiments, only a few possible embodiments of the spring mounting are shown of the invention shown. Other embodiments of the outer ring, the inner ring and the spokes are quite possible. However, either the outer ring or the inner ring must always be fixed during storage be clamped and the spokes be designed so that the lever can be rotated. A trained one Spring bearing has an extremely small material thickness in the axial direction and it is extremely frictionless.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 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.1. Small spring-loaded lever for precision engineering with a rigid outer ring, a rigid inner ring and elastic members connecting the outer ring and inner ring, the outer ring, the inner ring and the elastic members lying in the same plane, characterized in that the outer ring (A ) with the inner ring (I) connecting elastic members spokes (S) and that the outer ring, the inner ring and the spokes are made of the same material and have the same material thickness in the axial direction. 2. Hebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (S) eine unterschtedliche Form aufweisen.2. Lever according to claim 1, characterized in that the spokes (S) have a different shape. 3. Hebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (S) mäanderförmig ausgebildet sind.3. Lever according to claim 1 or 2, characterized in that the spokes (S) are designed in a meander shape. 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.4. Lever according to one of the preceding claims, characterized in that when the lever (H) is mounted, the inner ring is firmly clamped, the outer ring is rotatable and the lever is a continuation of the outer ring (A) . 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.5. Lever according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer ring (A) is interrupted and when the lever (H) is mounted, the outer ring (A) is firmly clamped, the inner ring (I) is rotatable and the lever (H) is a continuation of the inner ring (I) . 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.6. Lever according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ring (A), the inner ring (I), the spokes (S) and the lever (W,) are made from one part. 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.7. Lever according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spokes (S) are connected to the outer ring (A) and the inner ring (/,! By a plastic embedding (KS)) .
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