DE2050133B2 - Lager mit geringer reibung, insbesondere fuer messgeraete - Google Patents

Description

Um die bei einem Meßeingang erforderliche Wälzbewegung auszulösen, ist das Lager so ausgebildet, daß jeder der Wiege-Schwingkörper, zwischen Welle und zugehörigem Stützkörper befindlich, zwei Wälz-

Die Erfindung betrifft ein Lager mit geringer Rei- 45 flächen aufweist, von weichen die innere unter Umbung, dessen die Welle einschließende Wälzkörper schlingung durch das Band der Welle zugeordnet ist, durch ein flexibles Band in gemeinsamer Wälz- während die äußere unter Umschlingung durch das bewegung umschlungen sind. Band dem Stützkörper zugewandt ist. Dabei erweist

Bekannt sind Lager mit geringer Reibung (öster- es sich als vorteilhaft, daß die Wälzflächen der reichische Patentschrift 113 572), deren die Lager- ₅o Wiege-Schwingkörper konvex geformt sind, welle einschließende Wälzkörper durch flexible Der Vorteil des Lagers besteht darin, daß bei geBänder in gemeinsamer Wälzbewegung umschlungen nügender Verspannung keine oder nahezu keinerlei sind. Die Wälzkörper werden von den sich gegen- Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern, dem Band seitig spannenden Bändern erfaßt und dadurch ge- und der Welle auftreten kann. Um diesen Zustand zwungen, sich ohne Gleiten auf diesen Bändern ab- 55 zu gewährleisten, ist das Band unter Verspannung zuwälzen. Die Welle ist in die Wälzbewegung der durch ein Federelement an der Außenseite der Stütz-Wälzkörper nicht einbezogen, da sie von den die körper festgeklemmt.

Wälzkörper umschlingenden Bändern lediglich um- Die Erfindung wird an Hand von Ausführungs-

hüllt ist. Zwischen der Welle und den einzelnen beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Bändern als auch zwischen den Bändern und den 60 erläutert.

Laufringen können infolgedessen von Reibverlust F i g. 1 ist eine Perspektivansicht in teilweise sche-

begleitete Gleitbewegungen auftreten. matischer Form eines erfindungsgemäß ausgestalteten

Auch Wälzlager gewöhnlicher Konstruktion, so Luftgeschwindigkeitsmessers;

Kugel- oder Rollenlager arbeiten nicht ohne Gleit- F i g. 2 ist eine Endansicht von F i g. 3 und stellt

reibung, da immer eine gewisse Gleitbewegung zwi- 65 die mechanischen Bewegungen dar; sehen den Wälzkörpern und den Wälzlagerkäfigen F i g. 3 ist eine Seitenansicht des in F i g. 1 darauftreten kann. Eine zusätzliche Gleitbewegung tritt gestellten Geräts mit den wesentlichen Bauteilen; bei Wälzlagern zwischen den Wälzkörpern und den F i g. 4, 5 und 6 sind Seitenschnittansichten von

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den Linien 4-4, 5-5 und 6-6 gemäß Fig. 3 der gerichtet, daß er teilweise die Mittelwelle 34 und die

Zeichnungen; Schwingkörper 32 und 30 in sinusförmiger Weise

Fig. 7 ist eine gestreckte Ansicht eines einstückig umfaSt. Der Bandabschnitt 36c ist seinerseits an den

gefertigten flexiblen Bandes; Rahmenkörpern 24 und 22 angebracht und ist so

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht des in Fig. 1 5 ausgerichtet, daß er teilweise die Mittelwelle 34 und

dargestellten Luftgeschwindigkeitsmessers; die Schwingkörper 30 und 28 in im wesentlichen

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht einer wei- sinusförmiger Weise umgibt

teren Ausfuhrungsform des in Fig. S dargestellten Das Festachsendrehgerät der beschriebenen Bau-

Mechanisiaus; art ist mit Kugel- oder Rollenlagern insoweit ver-

F i g. 10 ist eine Schnittansicht einer weiteren Aus- io gleichbar, als der Rahmen als äußere Hülle oder führungsform der Erfindung, bei welcher das Gerät Laufring eines Lagers dient, während die Schwingais Verbundmechanismus, so als Differentialmecha- körper als Rollelemente wirken, welche die Welle nismus wirken kann; abstützen. Beträchtliche Unterschiede bestehen je-

Fig. 11 ist eine schematische Endansicht des in doch in der Ausgestaltung der Bauteile, in der be-

F i g. 10 dargestellten Mechanismus; und 15 grenzten Drehbewegung der Welle und in der Ver-

Fig. 12 und 13 stellen eine Schnitt- und eine wendung flexibler Bänder an Stelle eines Rollen-Endansicht einer weiteren Ausführungfiorm der vor- käfigs. Die Bauteile sind so ausgebildet, daß ein Hegenden Erfindung dar. Kontakt mit der Welle beibehalten wird, wenn die

Aus F i g. 1 der Zeichnunger chtlich, daß Schwingkörper gemäß F i g. 2 über die Rahmender Luftgeschwindigkeitsmesst. cu«.i, ^.ehmechanis- 20 körper rollen. Die flexiblen Bandabschnitte sind mitmus 10 mit fixierter Achse aufweist. Dieser wird tels Bolzen, Klemmen oder auf andere Weise an den über ein starres Glied 14, welches die Bewegung des Rahmenkörpern, an den Schwingkörpern und an der Zeigers 16 steuert, durch eine Differentialdruck- Welle angebracht. Auf diese Weise sind die Schwingmembran 12 angetrieben. Die genannten Bauteile körper zwischen Rahmen und Welle ausgerichtet, sind innerhalb eines Gehäuses 18 angeordnet. Das 25 wodurch die Bewegung der Bauteile so geführt ist, Gehäuse 18 weist gemäß F i g. 2 und 3 der Zeich- daß eine Rollbewegung ohne Gleitbewegung auftritt, nungen Endplatten 20 auf, an welchen drei tragende Die dem flexiblen Band eigene seitliche Steifheit ver-Rahmenkörper 22, 24 und 26 in geeigneter Weise hindert jede Axialbewegung der Welle und der angebracht sind. Ee: dieser Ausführungsform der Schwingkörper relativ zum Rahmen. Da keine Gleitvorliegenden Erfindung sind die Rahmenkörper 30 bewegung auftritt, ist kein Arbeitsspiel erforderlich; fixiert und bewegen sich während Betätigung des desgleichen erweisen sich Schmiermittel als überGerätes nicht. Drei gemeinsam bewegbare Schwing- flüssig. Es gibt keine zufälligen Flächenberührungen, körper 28, 30 und 32 sind zwischen einer Mittel- und Rollreibung, hervorgerufen durch geringe welle 34 und den tragenden Flächen der Rahmen- Flächenunregelmäßigkeiten, wird herabgesetzt, da körper angeordnet. Ein flexibles Band 36, welches 35 sich die aufeinander abgestimmten Flächen diesen kontinuierlich verlaufend von einstückiger Konstruk- Unregelmäßigkeiten anpassen. Das radiale Spiel wird tion ist, verbindet die Rahmenkörper, die Schwing durch Radialverstellung der Rahmenkörper 22. 24 körper und die Mittelwelle in der in den F i g. 4, 5 und 26 auf ein Minimum reduziert oder beseitigt, und 6 dargestellten Weise. Insbesondere ist das Die breite Abstützung mit Hilfe der Rahmenkörper flexible Band aus drei Segmenten oder Abschnitten 40 ermöglicht ein einzelnes Gerät mit Wellen zu ver-36a, 36b und 36c gemäß Fig. 7 der Zeichnungen wenden, an welchen überhängende Lasten angeordgeformt. Jeder Abschnitt ist mit Hilfe einer Klemme net sind. Die Verbindung alter Bauteile durch ein 38 am zugehörigen Rahmenkörper und mittels BoI- gespanntes, flexibles Band verhindert das Entstehen zen 40 an den Schwingkörpern befestigt. Die Span- eines toten Gangs.

nung in jedem Band wird durch Verwendung von 45 Elastische Torsionskräfte werden durch die Brei-Federn 42 hergestellt. Jeder flexible Bandabschnitt ten der Bandabschnitte 36 a, 36 b und 36 c bestimmt, dient dazu, die Bewegung zweier angrenzender Falls jede Bandbreite konstant ist, wird keine Feder-Schwingkörper auszurichten und τα begrenzen. Eine Spannkraft erzeugt, da die elastische Spannenergie derartige Anordnung ist erforderlich, um die Fremd- ausbanlanciert ist. Falls die Breite eines Bandkräfte an den Schwingkörpern auszugleichen. Ob- 50 segments an einem Berührungspunkt mit einem wohl in F i g. 7 der Zeichnungen, welche eine ge- Schwingkörper größer ist als am anderen Schwingstreckte Ansicht des Bandes 36 darstellt, dieses als körper-Berührungspunkt, besteht eine Federspannkontinuierlich verlaufend und einstückig gefertigt kraft, welche die Neigung besitzt, das Gerät in einen wiedergegeben ist, können auf Wunsch drei einzelne Zustand geringerer innerer Spannenergie zu ver-Bänder verwendet werden, um dem gleichen Zweck 55 setzen. In Fig. 7 der Zeichnungen ist eine weitergerecht zu werden. Bolzenlöcher 44, in Fig. 7 der entwickelte Ausgestaltung 36e ersichtlich, durch Zeichnungen dargestellt, werden verwendet, um die welche eine konstante Federspannung erzeugt wird. Bänder an den Schwingkörpern zu befestigen. Band- Fachleuten ist offensichtlich, daß verschiedenartige Stege 36</ mit Bolzenlöchern 46 dienen zur Befesti- Ausgestaltungen gewählt werden können, um posigung des Bandes an der Mittelwelle 34. 60 tive, negative oder stufenweise Torsionsverschiebung

Aus Fig. 3 und den Fig. 4 bis 6 ist ersichtlich, oder Auslenkung zu erzielen.

daß die drei Bandabschnitte 36 a, 36 b und 36 c so Das beschriebene Festachsendrehgerät ist insausgerichtet sind, daß der Bandabschnitt 36 a an den besondere geeignet für Instrumentenmechanismen, Rahmenkörpern 22 und 26 befestigt und so gelegt so wie sie z. B. in Luftgeschwindigkeitsmessern einist, daß er teilweise die Mittelwelle 34 und die 65 gesetzt sind. Mechanismen bekannter Art für Luft-Schwingkörper 28 und 32 in sinusförmiger Weise geschwindigkeitsmesser weisen eine druckempfindumfaßt; der Bandabschnitt 36 b hingegen ist an den liehe Membran und ein Glied, einen Schwingwellen-Rahmenkörpern 26 und 24 befestigt und ist so aus- arm mit Zapfen, eine Schwingwelle mit Edelstein-

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lagern, eine Zeigerwelle mit Edelsteinlagern, ein Ge- gespannt wird. Die. in F i g. 9 der Zeichnungen dartriebe zwischen den Wellen und eine Tprsiqnsfeder gestellte Ausführungsform ermöglicht eine maximale zur Vermeidung eines leeren Ganges auf. Verstärkung der Memb'ranb'ewegung durch Verringe-

Unter Bezugnahme auf "F ig. Γ und 8, welche eine rung der Dimension A auf ein Minimum. Die geschematische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten 5 nannte Verstärkung ist auf dem gesamten Einsatz-Luftgeschwindigkeitsmessers wiedergibt, ist ersieht- bereich des Geräts möglich.

lieh, daß die Membran 12 über ein starres Glied 14 ' Falls der Rahmen des im einzelnen beschriebenen und" einen Bolzen 50 am Schwingkörper 28 an- Geräts sp ausgestaltet ist, daß es sich drehen kann, gebracht ist. Die Bewegung der Membran wird kann das Gerät als Verbundmechanismus, so in Form durch das Gelenksystem vergrößert und wird durch io eines Differentialgeräts wirken. Gemäß Fig. 10 dpn an der Mittelwelle 34 angebrachten Zeiger 16 und 11 der Zeichnungen, in welchen gleiche Teile angezeigt. Die charakteristische Auslenkungskurve mit gleichen Bezugsnummern, jedoch um die Dimender Membran kann mit Hilfe des Mechanismus ver- sion 100 erhöht, wiedergegeben sind, ist ersichtlich, ändert werden, um den Erfordernissen der Anord- daß die Mittelwelle 134 an passenden Lagern 60 aufnung gerecht zu werden. Dies geschieht durch Ver- 15 gehängt ist. Ein einheitlicher Rahmen bzw. ein Geänderung des Profils der Schwingkörper und, falls häuse 118, welches drei tragende Flächen oder Körerforderlich, der Profile von Welle und Rahmen- per 122, 124 und 126 aufweist, kann sich drehen, körper. Alle drei wesentlichen Bauieile, d. h. der Rahmen

Für Membrandruckmesser begrenzter Auslenkung 118, der Schwingkörper 128 und die WeUe 134, sind

kann die Bewegung für bestimmte Geräte um nahezu 20 in bereits beschriebener Weise durch flexible Band-

jedes erforderliche Maß vergrößert werden. Aus abschnitte miteinander verbunden. Sie sind mit Ein-

Fi g. 8 der Zeichnungen ist ersichtlich, daß die Glei- gangs-Ausgangs-Vorrichtungen, so mit Zahnrädern

chune d(i - ^B dx die Beziehune zwischen der 62. 64 und mit einem Glied 66 ausgestattet. Mit einer

cnung αυ -_Έα ax die Bezienung zw!scnen aer _derartigen Anordnung ist es möglich, Eingänge und

Wellenwinkelgeschwindigkeit (9 und der Bolzenver- 25 Ausgänge ohne getrennte Bauteile aufzunehmen, d. h.

Setzung oder Verlagerung' χ in Horizontal richtung ohne getrennte Antriebe für Eingang und Ausgang

wiedergibt. Wenn sich die Abmessung A dem Wert wie im Falle von Planeten-Differentialgetrieben zu

Null nähert, nähert sich das Verhältnis dem Wert verwenden. Weiterhin ermöglicht die geringe Reibung

Unendlich. In der vorangehenden Gleichung ist: des Geräts dessen Betätigung mit geringen Eingangs-

30 kräften.

θ = Wirbelbewegung der Mittelwelle, In den Fig. 12 und 13 der Zeichnungen ist eine

B — Abstand zwischen Berührungspunkten des weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Schwingkörpers mit Welle und Rahmen, dargestellt. Gleiche Teile weisen gleiche Bezugs-

R = Radius der Mittelwelle, zeichen, um 200 erhöht, auf. Bei dieser Ausführungs-

A = Abstand zwisphen Bolzen 50 und tragender ³⁵ £?^ zt^mS'h ^ ^SchwiⁿS^körP£ f»' .²³O ^und

in·· 1,' α 0Γ1™™ ^{Z3Z im} Zusammenhang mit einer nicht kreisförmigen

Flache des Rahmens Welle 234 dargestellt. Obwohl das Gerät innerhalb

χ = Honzontalversetzung des Bolzens. _ei_nes einheitlichen Rahmengehäuses 218 mit tragenden Flächen 222, 224 und 226 dargestellt ist, kann

In der in F i g. 9 der Zeichnungen dargestellten 40 der Rahmen natürlich auch von nicht einheitlicher vveiterentwickelten Ausführungsform sind das starre Konstruktion sein. Der Rahmen, die Schwingkörper Glied 14 und der Bolzen 5Q durch ein flexibles Band und die Welle sind durch flexible B^ndabschnitte in 5.2 ersetzt, Aveiches an einem Ende an einem Steuer- im wesentlichen gleicher, bereits beschriebener Weise körper 54 am Schwingkörper 28 und am anderen verbunden. Bei dieser Anordnung ist die Winkel-Ende an der Membran angebracht ist. Das flexible 45 bewegung der nicht kreisförmigen Welle 234 beträcht-Band 52 wird unter Spannung gehalten, indem die Hch geringer als bei den zuvor dargestellten Ausfüh-Membran gegen eine durch die Bandabschnitte des rungsformen, bei welchen eine kreisförmige Welle flexiblen Bandes 36 erzeugte Federkraft belastet oder eingesetzt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Lauf ringen auf, wenn eine axiale Last angelegt wird. Diese Reibungskräfte beeinflussen den Bauι von La- Patentansprüche: ^ empfindliche Instrumente, so für Meß-

1. Lager .* geringe, Reibu-g, d— * U-. . we.cte, seh. ge*>ge Krifte angelegt WeUe einschließende Wälzkörper durch em 5 werden _{d besteht die} Aufgabe der Erflexibles Band in gemeinsamer Wälzbewegung IJayoⁿ ** _der eingangs genannten Art so umschlungen sind, dadurch gekennzeich- ⁰^eJSS daß sie insbesondere für Meßgeräte net, daß das Band (36) an radial außerhalb der ^^^'„Jd gegenüber den ak bekannt an-Wälzkörper befindlichen Stützkörpern (22,24,26) geeigcf^l ^° ^^11,^ _nahezu ohne Reibverlust befestigt ist, dem Wälzsinn folgend sowohl die _l0 ^^^^soU ^währleisten, daß sehr ge-Wälzkörper als auch die von den Wälzkörper^ arbeiten· Das ^^{er so} £ _{ißl bzw}. Reibungsverlust eingeschlossene Welle (34) umschlingt, und daß J^fjg,^°_ichtbaV werden.

die Wälzkörper als Wiege-Schwingkorper (28,30 ^ω ^f ^M™_d|_{r Erfind}ung wird dadurch gelöst, 32) ausgebüdet sind, welchen je em Stutzkorper Die AuigaDe^ _auß|_rhal·, _der Wälzkörper

(22,24,26) zugeordnet ist. »3 ί^^η Stützkörpern befestigt ist, dem Wälz-

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekenn- M^Ä^olüdie Wälzkörper als auch die zeichnet, daß das Band (36) von einstuckigem sinn folgend sowomeu _o£_{ene WeUe} ^ Aufbau ist, der Anzahl der Stützkörper entspre- von .den ™ύζ*οηχ * _{wi Schwin} chende Abschnitte (α, b, c) aufweist und daß schimgt. «££afld« ,^_{n je ein} ^e _Stützkörpir jeder dieser Bandabschnitte in Streifenform der- _ao koφer ausgebildet smu,

art ausgebildet ist, daß die Streifen (36a, 366, ^ugeordneUst ausgebildeten Wälz-

36c) im Abstand zueinander eine konünuierhchc Die *b Jieg^chw gjp _e4_{tücki Band}

Umhüllung der Stützkörper, der W.ege-Schwmg- torper sm«^^ durch e _Befestigung ^ _außerhalb

körper und der Welle bilden. ^^^Sroer befindlichen Stützkörpern auch die

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekann- ₂₅ J' ^Ä- m« bedeutet, daß die Welle des zeichnet, daß jeder der Wiege-Schwingkorper, Welle umschlmgt ^s _w

zwischen Welle und zugehörigem Stutzkorper be- ^^^^^}^ bei genügender Verfindlich, zwei Wälzflächen aufweist, von welchem «'* fin^hU^irt un _Gleitr|_ibu^ _zwischen di« innere unter Umschlingung durch das Band spannung des Bandes Kein ^

der Welle zugeordnet ist, während die äußere ₃o den Walzkorpern, dem Band und der welle aut unter Umschlingung durch das Band dem Stütz- treten kann. _{Ve der Kräfte em}_

^kO4^PeLage⁸r^e nThAnspruch 1 oder 3, dadurch ge- ,an^Twelle zu ^^^^

kennzeichnet, daß die Wälzflächen der Wiege- hafterwe.se so aufgebaut daß^d^as Band von em

Schwingkörper konvex geformt sind. 35 stück.gem Aufbau ist der An^ah der Stutekorpe

S I L nach Ansoruch 1 dadurch gekenn- entsprechende Abschnitte aufweist uno. aau jeoer

^5LnS ģ Verspannu/g durch dieser ^f^%Xf^^Z^^Zl