CH418079A

CH418079A - Kugelspurlager als Unterlager für senkrecht stehende Wellen

Info

Publication number: CH418079A
Application number: CH1152663A
Authority: CH
Inventors: Bilz Wilhelm; Rausch Manfred
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1963-09-18
Publication date: 1966-07-31
Also published as: DE1182497B

Description


      Kugelspurlager    als Unterlager für senkrecht stehende Wellen    Es ist ein Lager mit zwei unter     Zwischenfügen     eines Lagersteines übereinander angeordneten Ku  geln bekannt (Schweizer     Patentschrift   <B>361</B>450).  Solche Lager haben den Vorteil, dass sich die Rela  tivgeschwindigkeit zwischen Läufer und Gehäuse auf  verschiedene Gleitstellen verteilt; die einzelnen     Gleit-          geschwindigkeitskomponenten    sind also klein. Wird  an einer Gleitstelle die Relativbewegung z. B. durch  Verschmutzung behindert, so kann die Relativdre  hung an einer der mehreren Gleitstellen stattfinden.  Das Lager wird also nicht blockiert.  



  Ein Mangel dieser Lager ist ihre seitliche Instabi  lität. Dies scheint auch vom Erfinder der beschriebe  nen Lagerart erkannt worden zu sein, da dieser eine  Ausführungsform angegeben hat, bei der der zwi  schen den beiden Lagerkugeln befindliche Zwischen  stein durch ein Kugellager radial geführt ist. Diese  Ausführung hat zwei wesentliche Mängel: Zum einen  kann der Lagerstein nur schwer so genau bearbeitet  werden, wie es für den Innenring eines Kugellagers  nötig ist. Zum anderen hat der innere Lagerstein in  radialer Richtung keine Ausweichmöglichkeit.

   In  folge der unvermeidlichen Toleranzen bei der Her  stellung der in den einzelnen Lagersteinen vorzu  sehenden     Kugelkalotten    ist nicht mehr gewährleistet,  dass die     Kugelkalotten    der einzelnen Lagersteine ge  nau übereinander liegen, wenn der mittlere Lager  stein keine radiale Einstellmöglichkeit hat. Dies ist  insbesondere auch nach dem Einlaufen der Kugeln  in die Lagersteine infolge     Verschleisses    der Fall.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein  Kugellager mit zwei unter Zwischenfügung eines La  gersteines übereinander angeordneten Kugeln zu  schaffen, bei dem seitliche     Stabilisierungsmittel    vor  gesehen sind, die die radiale Einstellung des zwischen    den Kugeln befindlichen Lagersteines nicht be  hindern,  Diese Aufgabe wird bei einem     Kugelspurlager    als  Unterlager für senkrecht stehende Wellen mit zwei  unter Zwischenfügung eines drehbaren Lagersteines  (Zwischensteines) übereinander angeordneten Lager  kugeln und mit einer ein seitliches     Ausknicken    dieser  Anordnung verhindernden     Radialführung        erfindungs-          gemäss    gelöst,

   durch eine solche Anordnung und  Ausbildung der     Radialführung,    dass der     Lagerstein     allseitig     radialbeweglich    ist. Bei einer solchen Lager  ausführung ist die seitliche Stabilität gewährleistet,  ohne dass die freie Einstellung des mittleren Lager  steines behindert wird. Dieser kann sich also so ein  stellen, dass die in den Lagersteinen vorgesehenen  Kalotten in Achsrichtung gesehen genau     übereinan-          derliegen.     



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der  Erfindung dargestellt. Es zeigen:       Fig.   <B>1</B> eine Ausführung, bei der der Läufer durch  ein Kugellager radial geführt ist,       Fig.    2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Läu  fer magnetisch radial geführt ist,       Fig.   <B>3</B> eine Draufsicht auf das Magnetsystem  nach Figur 2,       Fig.    4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die obere  Kugel durch ein Kugellager radial geführt ist,       Fig.   <B>5</B> ein Ausführungsbeispiel, bei dem der mitt  lere Lagerstein durch eine Gleitfläche zentriert ist,  und       Fig.   <B>6</B> ein Ausführungsbeispiel,

   bei dem der mitt  lere Lagerstein in     radiaIer    Richtung magnetisch ge  führt ist.  



  Das Lager ist in einem Lagergehäuse<B>1</B> unterge  bracht. Innerhalb des Lagergehäuses befindet sich ein      im wesentlichen     zylindrischer    Raum, in dem die Ein  zelteile des Lagers untergebracht sind. Das untere  Ende der Läuferwelle 2 ragt in das Gehäuse<B>1</B> hinein.  Auf das konisch zugespitzte Wellenende ist eine  Steinfassung<B>3</B> mit Haftsitz aufgeschoben, in der der  obere Lagerstein 4 gefasst ist. In das Gehäuse<B>1</B> ist  ferner von unten her eine Fassung<B>5</B> für den unteren  Lagerstein<B>6</B> eingeschoben. Zwischen den     Lagerstei-          neu    4 und<B>6</B> befinden sich zwei übereinander ange  ordnete Lagerkugeln<B>7</B> und<B>8</B> und ein weiterer Lager  stein<B>9.</B>  



  Diese an sich bekannte Einrichtung wäre instabil,  wenn nicht die beschriebenen erfindungsgemässen  Mittel vorgesehen wären. Diese erfindungsgemässen  Mittel bestehen beim Ausführungsbeispiel nach Fi  gur<B>1</B> aus einem insgesamt mit<B>10</B> bezeichneten     Ra-          dialkugellager.    Der     Innenring   <B>11</B> des Kugellagers ist  auf den     zylindrischen    Aussendurchmesser der oberen  Steinfassung<B>3</B> aufgeschoben. Der Aussenring 12  wird durch die untere Steinfassung<B>5</B> gegen eine im  Gehäuse<B>1</B> vorgesehene Schulter<B>13</B> gepresst. Zwi  schen den Ringen<B>11</B> und 12 befinden sich in bekann  ter Weise die Kugeln 14, die in einen Käfig gefasst  sein können.

   Anstelle des Kugellagers<B>10</B> könnte  selbstverständlich auch ein Rollenlager verwendet  werden. Durch die Anordnung des     Radiallagers   <B>10</B>  ist die Läuferwelle 2 in radialer Richtung fixiert. Da  mit ist auch das aus den Teilen 4,<B>7, 9, 8</B> und<B>6</B> be  stehende Drucklager stabil, da sich die obere Kugel<B>7</B>  im radial nicht ausweichenden     Lagerstein    4 und die  untere Kugel<B>8</B> im ortsfest angeordneten Lagerstein<B>6</B>  zentrieren. Trotzdem kann sich der mittlere Lager  stein<B>9</B> frei einstellen, so dass die Seitenversetzungen  der     Kugelkalotten    keinen schädlichen Einfluss haben.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind der  Figur<B>1</B> entsprechende Teile mit gleichen Bezugszei  chen bezeichnet. Es ist in Figur 2 ausserdem die Be  festigung der unteren Steinfassung<B>5</B> dargestellt. Diese  wird durch eine Schraubenfeder<B>15,</B> die sich an einer  Schraubkappe<B>16</B> abstützt, nach oben gedrückt. Die  Schraubenfeder ist in einer Zentrierung<B>17</B> der Stein  fassung und einer Zentrierung<B>18</B> der Schraubkappe  <B>16</B> zentriert. Oberhalb der unteren Steinfassung<B>5</B> be  findet sich eine Distanzhülse<B>19,</B> über die ein Magnet  ring 20 gegen eine Schulter<B>13</B> des Gehäuses<B>1</B>     ge-          presst    ist. Auf den zylindrischen Aussendurchmesser  der oberen Steinfassung<B>3</B> ist ein weiterer Magnet  ring 21 aufgeschoben.

   Die Anordnung der Magnet  pole an den Magnetringen 20 und 21 ist aus Figur<B>3</B>  zu erkennen. Die Ringe sind an mehreren Stellen  ihres Umfanges radial magnetisiert, wobei sich beim  Aussenring 20 die Südpole aussen und die Nordpole  innen befinden. Der Innenring 21 ist mit der gleichen  Winkelteilung magnetisiert, wobei sich jedoch die  Nordpole aussen und die Südpole innen befinden. Es  stehen sich also die Nordpole beider Ringe gegen  über,<B>d.</B> h. der Innenring wird vom Aussenring all  seitig abgestossen und dadurch gegenüber dem Aus  senring zentriert. Da das Magnetsystem in sich ge  schlossen ist, ist bei der Drehung des Innenringes    gegenüber dem Aussenring kein Drehmoment aufzu  bringen. Diese Ausführung hat gegenüber dem Aus  führungsbeispiel nach Figur<B>1</B> den Vorteil, dass die  Zentrierung keine Reibungsarbeit verzehrt.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist die  obere Lagerkugel<B>7</B> durch ein insgesamt mit 22 be  zeichnetes Kugellager in radialer Richtung geführt.  Die Kugeln<B>23</B> des Führungslagers sind in einem  Käfig gehalten. Der Käfig besteht aus zwei Ringen 24  und<B>25,</B> die einen     Uförmigen    Querschnitt mit langem,  nach unten ragendem Schenkel aufweisen.

   Das     Ku-          "ellager        01        wird        durch        die        untere        Steinfassung   <B>5</B>     dadurch     gegen eine Ringschulter<B>13</B> des Gehäuses gepresst,  dass die     hülsenförinigen        Fortsätze    der     Käfigteile    auf  der Oberseite der unteren Steinfassung aufsitzen.

   Die  ses Lager hat den Vorteil, dass eine Bearbeitung der       Rollflächen    nicht erforderlich ist, da die     Lagerkugel   <B>7</B>  von Haus aus eine sauber bearbeitete Oberfläche be  sitzt. Auch bei dieser Lagerausführung kann sich der  mittlere Lagerstein<B>9</B> frei einstellen.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach Figur<B>5</B> ist in der  unteren Steinfassung<B>5</B> eine zentrische Bohrung<B>26</B>  vorgesehen, die den mittleren Lagerstein<B>9</B> frei um  gibt. Der Spalt zwischen der     Zentrierfläche   <B>26</B> und  dem Aussenumfang des Steines<B>9</B> ist so gross, dass  beim normalen Betrieb keine Berührung stattfindet.  Erst bei ungewollten     Auslenkungen    wird die Füh  rungsfläche<B>26</B> wirksam und verhindert das     Heraus-          wandern    des Lagersteines<B>9.</B> Der Lagerstein<B>9</B> kann  sich also frei einstellen, ohne dass die Gefahr besteht,  dass er so weit auswandert, dass die Lagerfunktion  gestört ist.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach Figur<B>6</B> ist der  mittlere Lagerstein<B>5</B> durch ein Magnetsystem, wie es  beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 angewendet  ist, radial geführt. Die Ringmagnete 20 und 21 sind  ebenso magnetisiert, wie es in Figur<B>3</B> dargestellt ist.  Der Aussenring 20 wird durch die Steinfassung<B>5</B> ge  gen die Ringschulter<B>13</B> des Gehäuses<B>1</B> gepresst. Der       Innenring    umgibt den oberen Lagerstein<B>9.</B> Der La  gerstein<B>9</B> ist in den Ring 21 z. B. eingeklebt. Eine  genaue Bearbeitung des Aussenumfanges des Lager  steines<B>9</B> ist nicht notwendig. Die Zentrierung kommt  ebenso zustande, wie es     im    Zusammenhang mit den  Figuren 2 und<B>3</B> beschrieben wurde.

   Zu bemerken ist  noch, dass selbstverständlich sowohl bei der Magnet  zentrierung nach Figur<B>6</B> als auch bei der Magnet  zentrierung nach Figur<B>3</B> die Pole umgekehrt ange  ordnet sein könnten. Dass also am Aussenring der  Nordpol aussen und am Innenring der Nordpol innen  angeordnet wäre. Trotz der Zentrierung am mittleren  Lagerstein<B>9</B> kann sich der Lagerstein<B>9</B> radial ein  stellen, da dies die verhältnismässig schwachen Ma  gnetkräfte innerhalb der vorkommenden Toleranzen  ohne weiteres erlauben.

Claims

PATENTANSPRUCH Kugelspurlager als Unterlager für senkrecht ste hende Wellen mit zwei unter Zwischenfügung eines drehbaren Lagersteines übereinander angeordneten Lagerkugeln und mit einer ein seitliches Ausknicken dieser Anordnung verhindernden Radialführung, ge kennzeichnet durch eine solche Anordnung und Aus bildung der Radialführung, dass der Lagerstein(9) allseitig radialbeweglich ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Lager nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Radialführung an dem der oberen Lagerkugel(7) zugekehrten Ende der Welle (2,3) angeordnet ist (Fig. 1, 2). 2. Lager nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Radialführung an einer der Lager kugeln angeordnet ist (Fig. 4,5 und6). 3. Lager nach den Unteransprüchen1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass die Radialführung als Kugellager ausgebildet ist. 4.

Lager nach Unteranspruch3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Radialführung als in einem Käfig (24,25) gefassten Kugelkranz (Kugeln23) ausgebil det ist (Fig. 4). 5. Lager nach den Unteransprüchen1 und 2, ge kennzeichnet durch eine den zu führenden Teil be rührungslos umgebende Radialführung (Fig. 2,5, 6). 6. Lager nach Unteranspruch5, gekennzeichnet durch eine den zu führenden Teil magnetisch hal tende Radialführung (Fig. 2,6). 7. Lager nach Unteranspruch6, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem zu führenden Teil ein an meh reren Stellen radial magnetisierter Ringmagnet (21)

(Innenring) mit am Umfang eingeprägten gleichnami gen Polen befestigt ist und dieser Ring von einem weiteren, im Gehäuse(1) befestigten Magnetring (20) (Aussenring) frei umgeben ist, wobei auch der Aus senring (20) mit der gleichen Winkelteilung derart radial magnetisiert ist, dass sich gleichnamige Pole des Innen- (21) und Aussenringes (20) gegenüberstehen (Fig. 2,3). 8. Lager nach Unteranspruch7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Innenring (21) am unteren Ende des Läufers (2,3) und der Aussenring (20) im Ge häuse(1) befestigt ist (Fig. 2).

9. Lager nach Unteranspruch7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Lagerstein(9) im Innenring (21) und der Aussenring (20) im Gehäuse(1) befestigt ist (Fig. 6). 10. Lager nach Unteranspruch5, dadurch ge kennzeichnet, dass der zwischen den Lagerkugeln(7, 8) angeordnete Lagerstein(9) eine zylindrische Aus senfläche besitzt, die von einer am Gehäuse befind lichen Zylinderfläche(26) frei umgeben ist (Fig. 5).