DD261285A3 - Einstellbare lagerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Lagerung die es ermoeglicht, die Antriebs- und Uebertragungselemente justierbar zu gestalten. Ziel der Erfindung ist es, die Justage von Lagersystemen in drei Freiheitsgraden mit geringem Aufwand und Verbesserung der elektrischen und mechanischen Sicherheit bei Inbetriebnahme und Wartung zu erreichen. Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass ein in axialer und radialer Richtung in drei Freiheitsgraden einstellbarer Lagerbolzen exzentrisch in einem an einer Aufhaengung befestigten Lagerbock angeordnet ist. Die ueber dem Lagerbolzen auf ein Halterungsteil wirkenden Stellgroessen bringen das auf diesem Halterungsteil angebrachte Justageobjekt in die gewuenschte Lage. Durch Drehen der lageveraenderlichen Einstellelemente wird ueber den darin gelagerten Lagerbolzen erreicht, dass gleichzeitig bzw. nacheinander die radiale und axiale Lage veraendert wird. Die Anwendung der erfinderischen Loesung erfolgt vorwiegend in der Geraetetechnik und im Maschinenbau, wo es erforderlich ist, die Antriebs- und Uebertragungselemente justierbar zu gestalten. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Lagerung. Die Anwendung der einstellbaren Lagerung erfolgt vorwiegend in der Gerätetechnik und dem Maschinenbau, wo es erforderlich ist, die Antriebs- und Übertragungselemente justierbar zu gestalten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die definierte Einstellung von Lagerungen in drei Koordinatenrichtungen ist bei hohen Genauigkeitsanforderungen in den bekannten Lösungen mit großem Aufwand verbunden.

In den nachfolgend aufgeführten bekannten Lösungen wird das Ziel verfolgt, die wirkenden Elemente einer Lagerung zueinander zu justieren oder auszugleichen.

Es sind Lagerungen bekannt, bie denen eine Neigungsänderung einer gelagerten Achse oder Welle durch Kugelgelenke bzw. kardanische Lagerung ermöglicht wird. Diese Lagerungen besitzen im Normalfall keine feinfühlige spielfreie Neigungsverstellmöglichkeit.

Um dies zu erreichen, müssen gesonderte Maßnahmen ergriffen werden. In den Patentschriften DD 139281 und DE OS 293 4218 werden Kugelgelenke vorgestellt, bei denen die Spielfreiheit durch eine Zwischenschicht aus thermisch ausgleichendem Werkstoff bzw. durch einspreizbare kegelige Federringe erreicht wrid.

in derOffenlegungsschrift DE OS3206217 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Kardangelenke zur Erhöhung der Tragfähigkeit in Kugelkalotten geführt werden, wobei eine Welle in zwei Achsrichtungen ausgleichend gelagert wird.

Die Erfindung DE 3026904 beschreibt eine feinfühlige Neigungseinstellung. Dabei werden, durch an den Lagerstellen einer zweistelligen Lagerung angeordnete Betätigungsgetriebe bewegliche Lagerplatten, in denen sich ein gelagertes Element befindet, justiert. Wegen des zur Einstellung verwendeten Schlittenprinzips verlangt :^iese Lösung realtiv großen Bauraum.

Da für jede Einstell richtung ein Verstellgetriebe benötigt wird, ist außerdem ein hoher Fertigungsaufwand erforderlich.

Im EP 16270 ist die Neigungseinstellung einer gelagerten Achse dargestellt. Als Einstellelement zur feinfühligen Verstellung dienen Paare von Keilhülsen, Keilscheiben oder koaxial montierte exzentrisch gebohrte Buchsen, durch die das gelagerte Element, zum Beispiel eine Welle, hindurchgeht.

Alle beschiebenen Erfindungen zeichnen sich durch die Möglichkeit zur Neigungsänderung aus. Eine axiale Verstellmöglichkeit ist jedoch nicht vorgesehen. Zu diesem Zweck sind zusätzliche konstruktive Maßnahmen notwendig.

Es ist außerdem festzustellen, daß im allgemeinen für jede Justagerichtung mindestens ein gesondertes Verstellelement benötigt wird, also keine Kompaktverstellung vorhanden ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Justagevon Lagersystemen in drei Freiheitsgraden mit geringem Aufwand zu erreichen. Im Rahmen der modularen Verkettungslösungen ist es notwendig, Module zueinander paßfähig zu gestalten.

Ein weiteres Ziel besteht in der Verbesserung der elektrischen und mechanischen Sicherheit bei Inbetriebnahme und Wartung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lagersysteme feinfühlig einstellbar zu gestalten, mit denen es möglich ist, vorwiegend modular aufgebaute Anlagen und Gerätesysteme miteinander paßfähig und justierbar zu verbinden. Dabei werdensowohl statische als auch dynamische Einflußgrößen verringert bzw. kompensiert. Durch die Möglichkeit der dezentralen Anordnung der Einstellvorrichtung wird die Gefährdung bei mechanischen bzw. elektrischen Eingriffen beseitigt.

In der Erfindung wird ein Lagerbolzen in axialer und radialer Richtung in drei Freiheitsgraden einstellbar gestaltet. Dabei wird erfindungsgemäß ein Lagerbock an einer Aufhängung befestigt. In diesem Lagerbock ist ein exzentrisch gelagerter Lagerbolzen, der axial verstellbar ist, angeordnet. Die über dem Lagerbolzen auf ein Halterungsteil wirkenden Stellgrößen, Neigung und Höhenverstelllung, bringen das auf diesem Halterungsteil angebrachte Justageobjekt in die gewünschte Lage. Durch Drehen der lageveränderlichen Einstellelemente wird über den darin gelagerten Lagerbolzen erreicht, daß gleichzeitig bzw. nacheinander die radiale und axiale Lage verändert wird. Die damit verbundene Taumelbewegung bei gleichzeitiger Höhenverstellung führt zur notwendigen Neigungs- und Höhenausrichtung des Justageobjektes.

Die Einstellung von einem bzw. zwei Einstellpunkten aus, kann sowohl unter statischen als auch unter dynamischen Bedingungen erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es wird in

Fig. 1: eine einstellbare Lagerung mit getrenntem Verstellsystem

Fig. 2: eine einstellbare Lagerung mit kompakter Verstellung dargestellt.

In einem Lagerbock 1 Fig. 1,2 wird direkt oder indirekt ein Lagerbolzen 2 aufgenommen. Das obere Lager 1 a ist dabei zum unteren Lager 1 b fluchtend angeordnet, wobei das untere Lager 1 b bzw. das obere Lager 1 a mit einer Gewindebohrung versehen ist. Am mittleren Lagerbolzenteil 2 b ist ein Halterungsteil 4, z.B. eine Schwinge mit einer Befestigungsfläche 4 a zur Aufnahme des justierenden Elements, angeordnet.

Mittels Auflagelement 6 — z.B. einer Scheibe, Federelement 8 — z.B. einer Tellerfeder und Sicherungselement 5 — z.B. eines Sicherungsrings wird die axiale Lage des Halterungsteiles 4 mit definiertem Spiel bzw. spielfrei eingestellt.

Eine Einstellung in drei Freiheitsgraden wird durch Änderung der Achslage des mittleren Lagerbolzenteils 2 b zum oberen/ unteren Lagers 1 a/1 b bei gleichzeitiger Verstellung in Achsrichtung erreicht.

Bei einer einstellbaren Lagerung mit getrenntem Verstellsystem Fig. 1 nehmen im Lagerbock 1 Fig. 1 die Exzenterbuchsen unten/oben 3a/3b den Lagerbolzen 2 auf. Dabei ist der untere Lagerbolzenansatz 2 c als Kugel ausgebildet und rollt sich auf dem inneren Kegelansatz der Exzenterbuchse unten 3a ab. Der obere Lagerbolzenansatz 2a ist über ein Schwenklager 3c in der Exzenterbuchse oben 3b gelagert, wobei die Paarung Außenring des Schwenklagers 3c zu Exzenterbuchseninnendurchmesser oder oberer Lagerbolzenansatz 2a zu Schwenklagerinnendurchmesser bzw. beide Kombinationen als Spielpassung ausgeführt

Durch die Schraubbewegung der Exzenterbuchse unten 3a wird durch die Exzentrizität el die Neigung α bei gleichzeitiger Höhenverstellung des Lagerbolzens 2 verändert. Nachfolgend bzw. gleichzeitig kann durch Einstellung der Exzentrizität e2 an der Exzenterbuchse oben 3 b die definierte Lagerbestimmung der Befestigungsfläche 4a erfolgen. Auf der mit beispielsweise einer Radienkontur versehenen Auflageseite der Exzenterbuchse unten 3a wälzt sich ein Federelement 8 so ab, daß eine Taumelbewegung erfolgen kann und sich das einmal am Sicherungselement 5 eingestellte Spiel nicht mehr ändert. Nach erfolgter Einstellung der Lagerung wird die Lage der Exzenterbuchsen unten/oben 3 a/3 b durch Feststellelemente 7 — z.B.

Kontermutter gesichert.

In einer einsteilbaren Lagerung mit kompakter Verstellung Fig. 2 wird im Lagerbock 1 Fig. 2 der Lagerbolzen 2 am oberen/unteren Lager 1 a/1 b direkt am oberen 2a und unteren Lagerbolzenansatz 2c aufgenommen. Oberes/unteres Lager 1 a/1 b und oberer/ unterer Lagerbolzenansatz 2a/2c sind fluchtend zueinander angeordnet.

Das untere Lager 1 b ist mit Innengewinde und der untere Lagerbolzenansatz 2c mit Außengewinde versehen. Der mittlere Lagerbolzenteii 2 b besitzt eine Neigung α zur gemeinsamen Achse des oberen/unteren Lagerbolzenansatzes 2 a/2c. Dabei liegt die Einbaubedingung vor, daß der mittlere Lagerbolzenteil 2 b nicht über die verlängerte Zylinderkontur des unteren Lagerbolzenansatzes 2c und der obere Lagerbolzenansatz 2 a nicht über die verlängerte Zylinderkontur des mittleren Lagerbolzenteils 2b hinausragen darf.

Das Halterungsteil 4 mit Befestigungsfläche4a wird am mittleren Lagerbolzenteil 2b durch ein Sicherungselement 5,z.B. einen Sicherungsring, arretiert. Eine spielarme Bewegung des Halterungsteils 4 wird durch ein Auflagelement 6 zwischen Halterungsteil 4 und unterem Lagerbolzenansatz 2 c in Verbindung mit einem Federelement 8 erreicht. Durch Schraubbewegung des Lagerbolzens 2 im Bereich von 0 bis 2 wird eine Taumelbewegung des mittleren Lagerbolzenteils 2 b bei gleichzeitiger Höhenverstellung erzeugt. Durch Drehung des Lagerbolzens 2 in diskreten Schritten von η χ 2π, wobei η die Anzahl der freibeweglichen Gewindegänge des unteren Lagerbolzenansatzes 2c ist, erfolgt die Höhenverstellung bei gleichbleibender Neigung. Die optimierte Einstellung wird mittels eines Feststellelements 7 am unteren Lagerbolzenansatz 2c fixiert.

Claims (6)

1. Einstellbare Lagerung, die einen Lagerbolzen, einen Lagerbock, Exzenterbuchsen, Schwenklager und Feststellelemente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Exzenterbuchse unten (3 a) ein kugelförmiger unterer Lagerbolzenansatz (2c) eines Lagerbolzens (2) gelagert ist und in einer weiteren Exzenterbuchse oben (3b) der obere Lagerbolzenansatz (2a) in einem Schwenklager (3c) aufgenommen wird, so daß das über Federelement (8) und Sicherungselement (5) am Lagerbolzen (2) aufgenommene Halterungsteil (4) über die Exzenterbuchsen (3a, 3b) die Bewegungen des Lagerbolzens (2) auf das Halterungsteil (4) übertragen wird und somit sich die Neigung (α) und die Höheneinstellung am mittleren Lagerbolzenteil (2b) ergibt.

2. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterbuchse unten/oben (3a/3b) schraubbar gestaltet und mindestens eine Exzenterbuchse (3a, 3b) konturiert ist, wobei ihre Kontaktflächen zum unteren Lagerbolzenansatz (2c) eine spezielle Innenkontur und zum Halterungsteil (4) eine spezielle Außenkontur zum Federelement (8) aufweisen.

3. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellelement ein schraubfähiger Lagerbolzen (2) verwendet wird, wobei ein mittlerer Lagerbolzenteil (2 b) zum oberen/unteren Lagerbolzenansatz (2a/2c) geneigt ist.

4. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Sicherungselement (5) und Federelement (8) ein definiertes Spiel erreichbar ist.

5. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageeinstellung des Halterungsteils (4) mittels Feststellelement (7) fixiert wird.

6. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Ein- und Mehrlagensystemen diese Einstellvorrichtung einzeln oder mehrfach angeordnet wird.