DE3218575A1

DE3218575A1 - Einrichtung zur federnden abstuetzung

Info

Publication number: DE3218575A1
Application number: DE19823218575
Authority: DE
Inventors: Bruno Bernhardt
Original assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1982-05-17
Publication date: 1983-11-24

Description

Einrichtung zur federnden Abstützung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur federnden Abstützung -eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Einrichtung ist beispielsweise zur gegenseitigen federnden Abstützung eines Radiallagers und eines Axiallagers für das Ende einer Schneckenwelle in einem Schneckengetriebe verwendbar. Aufgrund von Herstellungstoleranzen und relativ großen, durch die Montage bedingten Differenzen hinsichtlich der räumlichen Zuordnung der erwähnten Lager ist in einem solchen Fall ein beispielsweise als ringförmige Tellerfeder ausgebildetes federndes Element erforderlich, das in einen Einbauraum mit von Gerät zu Gerät unterschiedlichen Abmessungen in axialer Richtung eingebaut werden kann.
Gewisse Schwierigkeiten treten in einem solchen Fall zusätzlich auf, wenn die Anforderungen an die Federungseigenschaften der Tellerfeder (hohe Federkonstante) zu einem relativ kurzen Federweg führen und dieser Federweg die Unterschiede des Einbauraumes nicht überdeckt. Man könnte in einem solchen Fall daran denken, zum Ausgleich. der unterschiedlichen Abmessungen Distanzscheiben zu verwenden. Eine solche Lösung wäre aber wegen der Verwendung von unterschiedlichen Anzahlen von Distanzscheiben zu aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfache Weise der Einbau eines federnden Elementes mit vorgegebenem Federweg in einen Einbauraum möglich ist, dessen Abmessungen in Federrichtung bei verschiedenen Geräten stärkere Abweichungen aufweist, als der Federweg überbrücken kann.
Diese Au Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Einrichtung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen 1 bis 3 angegeben. In den Unteransprüchen 4 bis 6 sind eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung und entsprechende Weiterbildungen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß das federnde Element auch dort verwendet werden kann, wo die endgültigen Abmessungen des Einbauraumes in Federrichtung erst nach der Montage und nach dem Zusammenbau des betreffenden Gerätes (z.B. eines nur schwer justierbaren Schneckengetriebes) festliegen.
Beim Zusammenfügen der federnd abzustützenden Bau- teile wird zunächst der Federweg des federnden Elementes durchlaufen. Danach wird dann das federnde Element in den Dehnungsbereich hinein belastet, so daß sich eine bleibende Verformung ergibt. Bei einer Entlastung des derart eingespannten und verformt en federnden Elementes dehnt sich dieses dann wieder federnd aus. Damit ist die Federwirkung des federnden Elementes erhalten geblieben.
Die Erfindung wird anhand eines ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Einbaubeispiel für die erfindungsgemäße Einrichtung und Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines durch die Rotationsachse des federnden Elementes nach Fig. 1 gehenden Querschnittes.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 in vereinfachter Darstellung die wesentlichen Teile eines Schneckengetriebes, das in einem Getriebegehäuse 2 untergebracht ist. Das Schneckengetriebe besteht im wesentlichen aus einem Schneckenrad 1 mit einer Verzahnung 19 und einer Schneckenwelle 6 mit einer Verzahnung 8.
Über das Ende 14 der Schneckenwelle 6 erfolgt der Ab- oder Antrieb der Schneckenwelle 6. Das entsprechende Teil des Schneckenrades 1 ist nicht dargestellt.
Das Schneckenrad 1 ist in nicht dargestellter Weise direkt im Getriebegehäuse 2 gelagert. Bei einer Montage des Schneckengetriebes im Getriebegehäuse 2 wird zuerst das Schneckenrad 1 eingebaut und festgelegt.
Die Schneckenwelle 6 ist mit zwei Lagerzapfen 7 und 13 versehen. Der Lagerzapfen 13 ist in einem Radiallager 15 und einem Axiallager 9 gelagert. Zwischen den Lagern 15 und 9 ist ein nach Art einer Tellerfeder ausgebildetes federndes Element 10 angeordnet.
Die Lager 15 und 9 sind nicht direkt im Getriebegehäuse 2 angeordnet, sondern in einem gesonderten Lagerträger 16. Dieser Lagerträger 16 besteht aus einem hülsenförmigen Teil 12, das die Lager 15 und 9 aufnimmt und einem Flansch 18, der zur Befestigung des Lagerträgers 16 am Getriebegehäuse 2 dient.
Zur Aufnahme des Lagerträgers 16 ist das Getriebegehäuse 2 mit einer Ausnehmung 17 versehen, die so bemessen ist, daß der Lagerträger 16 vor seiner endgültigen Befestigung am Getriebegehäuse 2 auch senkrecht zur Achse der Schneckenwelle 6 bewegbar ist.
Zur Befestigung des Lagerträgers 16 am Getriebegehäuse 2 dienen Befestigungsmittel 11.
Der zweite Lagerzapfen 7 der Schneckenwelle 6 ist wie der Lagerzapfen 13 mittels eines Radiallagers und eines Axiallagers gelagert. Die erwähnten Lager sind in einem Lagerträger 3 angeordnet, der in einer Ausnehmung 5 des Getriebegehäuses 2 liegt und wie der Lagerträger 16 ausgebildet ist. Befestigungsmittel 4 dienen zur Befestigung am Getriebegehäuse 2.
Bei der Montage des beschriebenen G e t r i e b e g e h ä u s e s wird zunächst das Schneckenrad 1 in das Getriebegehäuse 2 eingebaut und festgelegt. Anschließend wird die Schneckenweic 6 mit den zugehörigen Lagern und Lagerträgern in das Getriebegehäuse 2 eingebaut.
Dies ist durch die beschriebene Konstruktion auf einfache Weise möglich. Wegen des Spiels der Lagerträger 3 und 16 im Getriebegehäuse 2 kann die Schneckenwelle 6 zunächst in vorteilhafter Weise an dem Schneckenrad 1 vorbeigeschoben werden. In Eingriff mit dem Schneckenrad 1 wird die Schneckenwelle 6 erst in ihrer eingezeichneten Endlage gebracht. Nach dem Einbau der Schneckenwelle 6 in das Getriebegehäuse 2 wird die noch bewegliche Schneckenwelle 6 in bezug auf das Schneckenrad 1 mit dem erforderlichen Spiel ausgerichtet. Dies geschieht z.B.
dadurch, daß das Schneckenrad 1 und die Schneckenwelle 6 aneinandergedrückt werden und danach entsprechend dem geforderten Spiel wieder etwas voneinander entfernt werden. Man erkennt, daß diese Ausrichtung der Schneckenwelle 6 in bezug auf das Schneckenrad 1 auf sehr einfache Weise vorgenommen werden kann. Falls erforderlich, kann bei diesem Ausrichten auch eine leichte Schrägstellung der Schneckenwelle vorgenommen werden.
Man erkennt, daß für eine optimale Montage und Funktionsweise des beschriebenen Schneckengetriebes die Tellerfedern 10 auf einem relativ kurzen Federweg eine relativ große Federkraft aufbringen müssen.
Für die gewünschte federnde Abstützung zwischen den Axiallagern 9 und den Radiallagern 15 sind zwischen den erwähnten Lagern Einbauräume für die Tellerfedern 10 vorgesehen, deren in axialer Richtung gemessene Ausdehnung aufgrund der nicht vermeidbaren Toleranzen der verwendeten Bauteile ebenfalls relativ große Toleranzen aufweisen.
Eine Tellerfeder herkömmlicher Bauart kann nicht ohne weiteres so bemessen und so ausgebildet werden, daß sie auf dem durch die Toleranzen vorgegebenen maximalen Bereich des Federweges die erforderliche Federkraft aufbringt.
Aus diesem Grunde ist die Tellerfeder 10 bei beiden Lagerzapfen jeweils so ausgebildet und so bemessen, daß ihre vor dem Einbau in Richtung der Achse der Schneckenwelle 6 bei reiner Federung gemessene Abmessung größer ist als der maximale Bereich des durch die erwähnten Toleranzen möglichen Federwegs. Die Tellerfeder 10 ist darüber hinaus so ausgebildet und so bemessen, daß sie beim Einbau zwischen den Lagern 9 und 15 unter der Belastung durch diese Bauteile entgegen ihrer Federkraft über den Bereich reiner Federung hinaus in den Bereich der Dehnung mit bleibender Verformung hinein unter Aufrechterhaltung der Federwirkung belastet wird.
Dies bedeutet, daß die Ausdehnung der Tellerfeder 10 in Richtung der Achse der Schneckenwelle 6 vor dem Einbau so groß ist, daß die Tellerfeder 10 bei allen zulässigen Toleranzabweichungen der verwendeten Bauteile zunächst praktisch zu groß ist. Beim Befestigen der Lagerträger 16 und 3 wird deshalb die Tellerfeder 10 soweit zusammengedrückt, daß sie über den Bereich ihrer Federung hinaus in den Bereich der bleibenden Verformung hinein beansprucht wird.
Dabei bleibt aber die Federwirkung der Tellerfeder 10 erhalten. Das bedeutet, daß die Tellerfeder 10 zunächst entsprechend der jeweiligen Abmessung des Einbauraumes verformt wird. Die durch diese Verformung erhaltene Gestalt der Tellerfeder wird jedoch zugleich unter Federwirkung gehalten, so daß bei einer Entlastung der Tellerfeder 10 diese wieder federt.
Ei Eine genaue Darstellung einer der Tellerfedern 10 nach Fig. 1 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Tellerfeder 10 besitzt eine Bohrung 26 zur Aufnahme der Schnecken- welle. Bezüglich der Mittenachse 20 ist die Tellerfeder 10 rotationssymmetrisch ausgebildet. Der in der Fig. 2 gezeigte Querschnitt geht durch diese Mitten- oder Rotationsachse 20. In etwa senkrecht zur Mittenachse 20 verläuft ein gerader Mittelteil 21 der Tellerfeder 10. An diesen mittelteil 21 schließt sich nach innen und außen jeweils ein in etwa in Richtung der Mittenachse 20 verlaufender Vorsprung 24 und 27 an. Bei einer Belastung der Tellerfeder in Richtung der Pfeile 23 und 28 liegen die abzufedernden Bauteile nur an diesen Vorsprüngen 24 und 27 an.
Die dargestellte Tellerfeder 10 ist so ausgebildet, daß sie bei einer Belastung in Richtung der Pfeile 23 und 28 nach Durchlaufen des Federbereiches in das Gebiet der bleibenden Verformung hinein belastet wird. Dabei werden dann im wesentlichen nur die Bereiche 22 und 25 außerhalb des Mittelteils 21 verformt. Dies beruht im wesentlichen auf der gewählten S-Form des dargestellten Querschnittes.
Für die Gestaltung der Tellerfeder 10 und entsprechend federnder Elemente ist es von Vorteil, wenn ein S-förmiger Querschnitt verwendet wird. Es sind jedoch auch andere Formen möglich.

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zur federnden Abstützung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil, wobei der Abstand zwischen den Bauteilen im Zustand der federnden Abstützung einen vorgegebenen Abstandswert oder Abstandswerte-Bereich aufweist, mit einem federnden Element, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das federnde Element (10) ist so bemessen, daß seine vor dem Einbau in Richtung seiner Federkraft und bei reiner Federung gemessenen Abmessungen größer als der Abstandswert bzw.

der Abstandswerte-Bereich sind; b) das federnde Element (10) ist so ausgebildet und so bemessen, daß es beim Einbau zwischen den Bauteilen (9,15) unter der Belastung durch die Bauteile (9,15) entgegen seiner Federkraft über den Bereich reiner Federung hinaus in den Bereich der Dehung mit bleibender Verformung hinein unter Aufrechterhaltung der Federwirkung belastbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element nach Art einer Tellerfeder (10) ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (10) bezüglich der Richtung der Federkraft rotationssymmetrisch ausgebildet ist und mit einer zentralen Bohrung (27) versehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3 für die federnde Abstützung des Lagers einer Schneckenwelle in einem Schneckengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (10) scheibenförmig ausgebildet ist und mit einer zentralen Bohrung (27) für die Schneckenwelle (6) versehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (10) dem Querschnitt, der in einer die Rotationsachse enthaltenen Ebene liegt, S-förmig ausgebildet ist, wobei nur die beiden freien Enden (24,27) dieses Querschnittes als Auflagen für das federnde Element (10) dienen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element (10) so ausgebildet ist, daß die bleibende Verformung im wesentlichen in einem solchen Teil (22,25) des Querschnittes auftritt, der außerhalb des irn wesentlichen gerade verlaufenden Mittelteils (21) des Querschnittes liegt.