DE2057815C3 - Vorrichtung zum drehbaren Lagern eines ersten an einem zweiten Teil, insbesondere Gyroskoplagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drehbaren Lagern eines ersten an einem zweiten Teil, mit eine vertikale Drehachse bestimmenden Lagern für das erste Teil. Vorzugsweise wird eine derartige Vorrichtung für eine Gyroskoplagerung verwendet.

Es ist bekannt, ein Gyroskop mittels einer Aufhängung aufzuhängen, die Wälzlager aufweist. Diese bekannte Aufhängung hat den Nachteil, daß sie dem aufgehängten Teil störende Drehmomente erteilt, die umso höher sind, je stärker die Beanspruchungen sind, denen die Wälzlager unterliegen. Solche Bcanspruchun- « gen sind beispielsweise auf das Gewicht des aufgehängten Teiles im Folie einer vertikalen Aufhängungsachse zurückzuführen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, v> welche diese Beanspruchungen beseitigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn/eichen des Anspruchs I angegebene Maßnahme gelöst.

Nach der Erfindung kann das Gewicht des aufgehängten Teiles beispielsweise von einem Faden getragen M werden, wodurch die Wälzlager von statischen Beanspruchungen entlastet werden. Da das von dem Faden selbst auf den aufgehängten Teil gebrachte Drehmoment Null ist, ist das Gesamtmoment viel kleiner, weil die Wälzlager keine Last zu tragen haben. Mi

Bei dem ersten Teil kann es sieh beispielsweise um ein Gyroskop- handeln, dessen Kreiselachse horizontal verläuft.

Die Beseitigung der axialen Belastung der Mittel zum drehbaren Lagern infolge des Eigengewichts des ersten ^h; Teiles mit Hilfe der Aufhängeeinrichtung erlaubt es, das Gesamtgewicht und infolgedessen das Reibungsmoment zu verringern, das die Mittel zum Lagern bei der

Drehbewegung behindert. Die Aufhängung wird vorteil hafterweise mittels eines Fadens oder eines Bandes vorgenommen.

Als Lager sind vorteilhafterweise Wälzlager vorgesehen, deren Reibung durch bewegte Teile herabgesetzt ist

Die Länge des als Aufhängeeinrichtung vorgesehenen Fadens oder Bandes ist so bestimmt, daß infolge der Lagerluft bei beiden Lagern normalerweise kein axialer Druck ausgeübt wird. Im Falle eines Stoßes beispielsweise aber könnte sich das aufgehängte erste Teil in den Grenzen des Axialspieles der Lager axial verschieben. Die Einstellung der Aufhängung wird vorteilhafterweise so getroffen, daß das erste Teil sich axial in der vom Axialspiel der Lager ermöglichten Mittellage befindet Die maximale elastische Verlängerung des Fadens oder Bandes, die auftritt, wenn das erste Teil unter Ausnutzung der axialen Lagerluft stärkstmöglich verschoben ist, verursacht bei richtiger Materialauswahl keinen Riß oder eine plastische Verformung des Fadens oder Bandes.

Der Faden oder das Band als Aufhängceinrichtung üben, wenn sie durch die Drehbewegung des ersten Teiles einer nicht vernachlässigbaren Torsion unterworfen werden, ein beträchtliches Rückstellmoment aus. Diese Torsion wird daher zweckmäßigerweise auf einen extrem geringen Wert beschränkt, indem das zweite Teil, beispielsweise ein Rahmen, in einer Weise an das aufgehängte erste Teil angekoppelt wird, daß es ganz präzise dessen Drehbewegungen folgt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines durch die Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung im einzelnen erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die Ausführungsform. Bei der Ausführungsform handelt es sich um eine Gyroskoplagerung, wobei der Kreisel eine horizontale Achse hat und die Auihängeachse des Gyroskops vertikal verläuft.

Das Gyroskop mit einem Kreise! I und der Achse la— Xb ist in zwei besonderen Ladern 4 drehbar gelagert und mit Hilfe eines Fadens 3 in einem Rahmen 2 aufgehängt.

Die beiden besonderen Lager 4 sind gleich ausgebildet und sind in an sich bekannter Weise mit einem Innenring 4a, der fest mit der Achse des Gyroskops verbunden ist, einen) Außenring 4c, der fest mit dem Rahmen 2 verbunden ist, und einem Zwischenring Ab versehen, der durch irgendwelche nicht dargestellte Mittel ständig in einer bestimmten Richtung oder abwechselnd hin und her rotiert. Wie die Zeichnung zeigt, handelt es sich bei den Lagern 4 um Kugellager.

Der Rahmen 2 kann sich selbst im Innern eines Gehäuses 5 um eine vertikale Achse 2a drehen. Der Rahmen 2 ist durch nicht dargestellte Kopplungsmittel angekoppelt, damit er eine synchrone Drehbewegung mit dem aufgehängten Körper ausführt, so daß die Aufhängecinrichtung kein störendes Drehmoment auf den aufgehängten Körper ausübt.

Während des Betriebes der Einrichtung hätte eine einfache Drehbewegung des Kreisels 1 an sich eine Torsion des Fadens 3 zur Folge. Aber sogleich mit beginnender Torsion zwingen die Kopplungsmittel den Rahmen 2, sich in einer Drehbewegung von gleicher Amplitude und gleichem Sinn wie der Kreisel zu drehen, so daß die Torsion des Fadens 3 beseitigt wird. Daher übt der Faden ein Rückstellmoment aus, das genau Null ist. Die Bewegung des Gyroskops ist folglich extrem frei, da dieses nur den radial wirkenden Reibungskräften

ger 4 ausgesetzt ist, die nicht auf axialen Anschlag :n.

erfindungsgemäße Vorrichtung kann abweichend :r beschriebenen Ausführungsform verschieden-Änderungen erfahren. Insbesondere kann als igeeinrichtung eine Magneteinrichtung oder ein tatisches Lager verwendet werden. Wenn die : kommenden Aufhängeeinrichtungen so ausgesind, daß sie dann kein Rückstellmoment en, wenn das erste Teil sicli relativ zum zweiten Teil gedreht hat, ist die Kopplung der Drehbewegung des ersten und zweiten Teiles nicht notwendig.

Der hauptsächliche Vorteil der erfindungsgemäßeri Vorrichtung besteht darin, daß das Reibungsmoment dank der Mittel zum Führen während der Rotation, beispielsweise der besonderen Lager, dadurch beträchtlich vermindert ist, daß die axiale Belastung der Lager infolge des Eigengewichts des ersten Teiles verringert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum drehbaren Lagern eines ersten an einem zweiten Teil, mit eine vertikale Drehachse bestimmenden Lagern für das erste Teil, dadurch ■> gekennzeichnet, daß das erste Teil (t) mittels einer Aufhängeeinrichtung (3) am zweiten Teil (2) aufgehängt ist, welche Drehbewegungen des ersten Teils (1) ermöglicht und die axiale Belastung der Lager (4) beseitigt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufhängeeinrichtung ein Faden (3) oder ein Band vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lager doppelte Radial-Wälzlager (4) mit einem Wellen-Innenring (AaX einem bewegten Zwischenring (Ab) und einem Außenring(4cj vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (2) um die vertikale Drehachse (la— \b) drehbar gelagert und für eine synchrone Drehbewegung mit dem ersten Teil (1) dergestalt gekoppelt ist, daß die Aufhängeeinrichtung (3) kein störendes Rückstellmoment auf das aufgehängte erste Teil (1) ausübt.

5. Gyroskoplagerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 —4 aufweist und daß als erstes und zweites Teil das Gyroskop bzw. ein kardanischer Rahmen (2) vorgesehen sind.