DE2050133C - Lager mit geringer Reibung, insbeson dere fur Meßgerate - Google Patents

Description

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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 umfaßt. Der Bandabschnitt 36c ist seinerseits an der.

gefertigten flexiblen Bandes; Rahmenkörpern 24 und 22 angebracht und ist *o

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

F i g. 9 ist eine schematische Ansicht einer wei- sinusförmiger Weise umgibt.

teren Ausführungsform des in Fig. 8 dargestellten Das Festachsendrehgerät der beschriebenen Bau-Mechanismus; art ist mit Kugel- oder Rollenlagern insoweit ver-

Fig. 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 DifTerentialmecha- körper als Rollelemente wirken, weiche 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 Iv-

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

Fig. 12 und i3 stellen eine Schnitt- und eine wendung flexibler Bänder an Stelle eines Rollen-Endansicht einer weiteren Ausführungsform der vor- käfigs. Die Bauteile sind so ausgebildet, daß ein liegenden Erfindung dar. Kontakt mit der Welle beibehalten wird, wenn die

Aus Fig. 1 der Zeichnungen ist ersichtlich, daß Schwingkörper «emäß ^r'g. 2 über die Rahmender Luftgeschwindigkeitsmesser einen Drehii-jchanis- 2η körper rollen. Die flexible»; Pandabschnitte 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 vei-Rahmenkörper 22, 24 und 26 in geeigneter Weise hindert jede Axialbewegung der Welle und der angebracht sind. Bei dieser Ausführungsform der Schwingkörper relativ zum Rahmen. Da keine Gleitvorliegenden Erfindung sind die Rahmerkörper 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, ils 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- Flächenunregelmäßigkeiteh, wird herabgesetzt, da körper angeordnet. Ein flexibles Band 36, welches 35 sich die aufeinander abgestimmten Flächen diesen kontinuierlich verlaufend von einstückiger Konstruk- Unregelmäßisikeiten anpassen. Das ndiale Spiel wird tion ist, verbindet die Rahmenkörper, die Schwing- durch Radialverstellung der Rahmenkörper 22. 24 körpe. und die Mittelwelle in der in den Fig. 4, 5 und 26 auf ein Minimum reduziert oder beseitigt. und 6 dargestellten Weise. Insbesondere ist da? Die breite Abstützung mit Hilfe der Rahmcnkörper flexible Band aus drei Segmenten oder Abschnitten 4" ermöglicht ein einzelnes Gerät mit Wellen zu ver-36«, 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 aller 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.

imng in jedem Band wird durch Verwendung von 45 Elastische Torsionskräfte werden durch die Brei-Federn 42 hergestellt. Jeder flexible Bandabschnitt ten der Bandabschnitte 36«. 36/) und 36c bestimmt dient dazu, dir Bewegung zweier angrenzender Falls jede Bandbreite konstant ist, wird keine Fedei Schwingkörper auszurichten und zu begrenzen. Eine Spannkraft erzeugt, da die elastische Spannenemc derartige Anordnung ist erforderlich, um die Fremd- ausbanlanciert ist. Falls die Breite e^:nes Baiidkräfte an den Schwingkörpern auszugleichen. Ob- sn segments an einem Berührungspunkt mit einem wohl in Fig. 7 der Zeichnungen, weiche eine gc- Schwingkörper größer ist als am anderen Schwing· streckte Ansicht des Bandes 36 darstellt, dieses als körper-Berührungspunkt, besteht eine lederspannkontinuierlich verlaufend und einstückig gefertigt kraft, welche die Neigung besitzt, das Gerät in einen wiedergegeben ist, können auf Wunsch drei einzelne Zustand geringerer innerer Spunnciicrgic 11 \c-Bäncler verwendet werden, um dem gleichen Zweck 55 setzen. In Fig. 7 der Zeichnungen ist cit>e weiter gerecht zu werden. Bolzenlöchcr 44. in F i g. 7 der cntwicke'.e Ausgestaltung 36? ersichtlich, duril· Zeichnungen dargestellt, werden verwendet, um die weiche eine konstante Federspannung er/engt wird. Bänder an den Schwingkörpern zu befestigen. Band- Fachleuten ist offensichtlich, daß verschiedenartige stege 36i/ mit Bolzenlöchcrn 46 dienen zur Befcsti- Ausgestaltungen gewählt werden können, um posigung des Bandes an der Mittelwelle 34. fin üve, negative oder stufenweise Torsionsverschiebuii"

Aus F ig. 3 und den Fig. 4 bis (1 ist ersichtlich, oder Auslenkung zu erzielen.

daß die drei Bandabschnitte 36«, 36/> und 36c so Das beschriebene Festachsendrehgerät ist ins-

ausgerichtet sind, daß der Bandabschnitt 36« an den besondere geeignet für Instrumcntenmcclianismcn,

Rahnienkörpern Il und 26 befestigt und «1 gelegt so wie sie z. B. in Luftgeschwindigkeitsmesscm c'ni-

ist, dal! er teilweise die Mittelwelle 34 und die 65 gesetzt sind. Mechanismen bekannter Art für I.ul't-

Schwingkörper 28 und 32 in sinusförmiger Weise geschwindigkeitsriicsser weisen eine dmckenipüikl-

umfaßt; der Bandabschnitt 366 hingegen ist an den liehe Membran und ein Glied, einen Schwingucllcn-

Rahmenkörpcrn 26 und 24 befestigt und ist so aus- arm mit Zapfen, eine Schwingwclle mit Edelstein-

laRcrn cine Zcigerwellc mit Edclstcinlagcrn, ein (ic- i-efjiannl wird. IJic in Fig. 9 der Zeichnungen dar-

triebe zwischen den Wellen und eine Torsionsfeder gestellte Ausfiihrungsform ermöglicht cmc maximale

zur Vermeidung eines leeren Ganges auf. Verstärkung der Membranbewegung durch Vernnge-

Untcr Bezugnahme auf F-' i g. 1 und 8, welche eine rung der Dimension A auf ein Minimum. Die gc-

schcmatischc Ansicht des in Fig. I dargestellten 5 nannte Verstärkung ist auf dem gesamten Hinsat/-

I uftRcschwindigkcitsmesscrs wiedergibt, ist ersieht- bereich des Geräts möglich.

lieh da« die Membran 12 über ein starres Glied 14 Falls der Rahmen des im einzelnen bcschm-bciu-n

und einen Bolzen 50 am Sclnvingkörpcr 28 an- Geräts so ausgestaltet ist, daß es sich drehen kann.

ucbracht ist Die Bewegung der Membran wird kann das Gerät als Vcrbundmechanismus, so in Form

durch das Gclenksystem vergrößert und wird durch io eines Diflercntialgcräts wirken. Gemäß Fig. 10

den an der Mittelwelle 34 angebrachten Zeiger 16 und 11 der Zeichnungen, in welchen gleiche Teile

•lncczcict Die charakteristische Auslenkungskurve mil gleichen rk/ugsnummcrn, jedoch um die Dimcn-

dcr Membran kann mit Hilfe des Mechanismus vcr- sion 100 erhöht, wiedergegeben sind, ist ersichtlich.

Mildert werden um den Erfordernissen der Anord- daß die Mittelwelle 134 an passenden Lagern 60 aui-

nuiiK Rcrecht zu werden. Dies geschieht durch Vcr- 15 gehängt ist. F.in einheitlicher Rahmen bzw. ein Ge-

^:indcrunc des Profils der Schwingkörper und. falls häusc 118. welches drei tragende Flächen oder Kor

erforderlich der Profile von Welle und Rahmen- per 122. 124 und 126 aufweist, kann sich drehen

_kii ' Alle drei wesentlichen Bauteile, d. h. der Rahmen

Für Mcmbrandruckmcsscr begrenzter Auslenkung 118. der Schwingkörper 128 und die Welle 134. siiul

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

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

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

g. „ _u„. ^...w. e,-.. 62, 64 und mit einem Glied 66 ausgestattet. Mit einer

chung de _RA<lx die Beziehung zwischen eier derartigen Anordnung ist es möglich, Hingänge und Wcllcnwinkelgeschwindigkcit β und der Bolzenver- »5 Ausgänge ohne getrennte Bauteile aufzunehmen, d. h setzung oder Verlagerung χ in Horizontalrichtung o!:\c getrennte Antriebe für Eingang und Ausganu wiedergibt. Wenn sich die Abmessung/« dem Wert wie im Falle von Planeten-Differentialgetrieben /u

■ -·-— '"--' verwenden. Weiterhin ermöglicht die geringe Rcibunc

des Geräts dessen Betätigung mit geringen Einganp^v 30 kräften.

In den Fig. 12 und 1.1 der Zeichnungen ist eitu weitere Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche Teile weisen gleiche Bezugszeichen, um 200 erhöht, auf. Bei dieser Ausführung¹-35 form sind kreisförmige Schwingkörper 228, 230 und 232 im Zusammenhang mit einer nicht kreisförmigen Welle 234 dargestellt. Obwohl das Gerät innerhalb eines einheitlichen Rahmengehäuses 218 mit tragen den Flächen 222, 224 und 226 dargestellt Ist. kann In der in Fig. 9 der Zeichnungen dargestellten 40 der Rahmen natürlich auch von nicht einheitliche! weitcrcntwickelten Ausführungsform sind das starre Konstruktion sein. Der Rahmen, die Schwingkörpn Glied 14 und der Bolzen 50 durch ein flexibles Band und die Welle sind durch flexible Bandabschnitte " 52 ersetzt, welches an einem Ende an einem Steuer- im wesentlichen gleicher, bereits beschriebener Wcim körper 54 am Schwingkörper 28 und am anderen verbunden. Bei dieser Anordnung ist die Winke! Ende an der Membran angebracht ist. Das flexible 45 bewegung der nicht kreisförmigen Welle 234 beträcht Band 52 wird unter Spannung gehalten, indem die lieh geringer als bei den zuvor dargestellten Ausfüb Membran gegen eine durch die Bandabschnitte des rungsformcn. bei welchen eine kreisförmige NNII flexiblen Bandes 36 erzeugte Federkraft belastet oder eingesetzt ist.

Null nähert, nähert sich das Verhältnis dem NVcrt
Unendlich. In der vorangehenden Gleichung ist:

H -- Winkclbewegung der Mittelwelle,

ß — Abstand zwischen Berührungspunkten des

Schwingkörpers mit Welle und Rahmen,
R — Radius der Mittelwelle,
A - Abstand zwischen Bolzen 50 und tragender

Fläche des Rahmens,
.t Horizontalversetzung des Bolzens.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Laufringen auf, wenn eine axiale Last angelegt wird. Patentansprüche· Diese Reibungskräfte beeinflussen den Bau von La- ten tanspru. gern für empfindliche Instrumente, so für Meß-

1. Lager mit geringer Reibung, dessen die instrumente, an weichen sehr geringe Kräfte angelegt

Welle einschließende Wälzkörper durch ein 5 werden.

flexibles Band in gemeinsamer Wälzbewegung Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erumschlungen sind, dadurch gekennzefch- findung darin, Lager der eingangs genannten Art so net, daß das Band (36) an radial außerhalb der auszugestalten, daß sie insbesondere für Meßgeräte Wälzkörper befindlichen Stützkörpern (22,24,26) geeignet sind und gegenüber den als bekannt anbefestigt ist, dem Wälzsinn folgend sowohl die i_O zusehenden Konstruktionen nahezu ohne Reibverlust Wälzkörper als auch die von den Wälzkörpern arbeiten. Das Lager soll gewährleisten, daß sehr geeingeschlossene Welle (34) umschlingt, und daß ringe Kräfte ohne totes Spiel bzw. Reibungsverlus; die Wälzkörper als Wiege-Schwingkörper (28, 30, in einer Meßanzeige sichtbar werden. 32) ausgebildet sind, weichen je ein Stützkörper Die Aufgab; der Erfindung wird dadurch gelos: (22, 24, 26) zugeordnet ist. i₅ daß das Band an radial außerhalb der Wälzkörper

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekenn- befindlichen Stützkörpern befestigt ist, dem Wälzzeichnet, daß das Band (36) von einstückigem sinn folgend sowohl die Wälzkörper als auch ύ\: Aufbau ist, der Anzahl der Stützkörper entspre- von den Wälzkörpern eingeschlossene Welle um chcnde Abschnitte (α, b, c) aufweist und daß schlingt, und daß die Wälzkörper als Wiege-Schwinujede, dieser Bandabschnitte in Streifenform der- ₂o körper ausgebildet sind, welchen je ein StützkörpL· art ausgebildet ist, daß die Streifen (36a, 36b, zugeordnet ist.

36 c) im Abstand zueinander eine kontinuierliche Die als Wiege-Schwingkörper ausgebildeten Wa!/-

Umhüllung der Stützkörper, der Wiege-Schwing- körper sind durch ein einzelnes einstückiges Band

körper und der Welle bilden. umschlossen, welches unter Befestigung an außerha!'-

3. Lage; nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 der Wälzkörper befindlichen Stützkörpern auch die zeichnet, daß jeder der Wiege-Schwingkörper, Welle umschlingt. Dies bedeutet, daß die Welle dazwischen Welle iind zugehörigem Stützkörper be- Lagers in die Wälzbewegung der Wälzkörper zwange findlich, zwei Wälzflächen aufweist, von welchem weise eingeschlossen ist und daß bei genügender Verdie innere unter Umschlingung durch das Band spannung des Bandes keinerlei Gleitreibung zwischen der Welle zugeordnet ist, während die äußere 30 den Wälzkörpern, dem Band und der Welle aufunter Jmsehlingung durch das Band dem Stütz- treten kann.

körper zugewandt ist. Um eine gleichförmige Verteilung der Kräfte ent

4. Lager nach Anspruch I oder 3, dadurch ge- lang der Welle zu erzielen, ist das Lager vorteilkennziichnet, daß die Wälzflächen der Wiege- literweise so aufgebaut, daß das Band von ein-Schwingkörper konvex geformt sind. ₃₅ stückigem Aufbau ist, der Anzahl der Stiitzkörper

5. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekenn- entsprechende Abschnitte aufweist und daß jeder zeichnet, daß das Band unter Verspannung durch dieser Bandabschnitte in Streifenform derart ausein Federelement (42) an der Außenseite der gebildet ist, daß die Streuen im Abstand zueinander Stützkörper festgeklemmt ist. eine kontinuierliche Umhüllung der Stützkörper, der

40 Wiege-Schwingkörper unü der Welle bilden.

Um die bei einem Meßeingang erforderliche Wälz-

bewegung auszulösen, ist das Lager so ausgebildet,

daß jeder der Wiegc-Schwingkürper, zwischen Welle und zugehörigem Stützkörper befindlich, zwei Wälz-

Die Erfindung betrifft e.n Lager mit geringer Rei- 45 flächen aufweist, von welchen 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 Stiitzkörper zugewandt ist. Dabei erweist

Bekannt sind Lager mit geringer Reibung (öster- _Cs sich als vorteilhaft, daß die Wälzflächen der reichische Patentschrift 113 572), deren die Lager- 50 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- 35 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-

hüilt ist. Zwischen der Welle und den einzelnen beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Bändern als auch zwischen den Bändern und den βο 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- Fig. 2 ist eine Endansicht von Fig. 3 und stellt

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