DE2733997A1

DE2733997A1 - Kreiselmotor

Info

Publication number: DE2733997A1
Application number: DE19772733997
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ing Grad Schaefler
Original assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Current assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1979-02-08

Description

Die Erfindung betrifft einen KreiselmDtor, bei dem der Kreiselrotor in
Wälzlagern gelagert ist, deren innerer Lagerring als axial angestelltes Schulterlagerausgebildetundaufder die Kreiselachse lose axial verschiebbar ist.
Da die inneren lagerringe zur Einstellung der Axialvorspannung auf der Kreiselachse lose axial verschiebbar angeordnet sind, weisen diese lagerringe je nach P,assungswahl ein mehr oder weniger großes radiales Spiel auf.
Da Kreiselgeräte häufig von Ort zu Ort transportiert werden mussen, ist es unvermeidbar, daß auf diese Geräte Stöße einwirken. Durch diese von außen einwirkenden Stöße kennen aber die Lagerringe innerhalb ihres Passungsspieles jede denkbare Lage einnehmen, d. h. nach jedem Transport, ja bereits nach jeder Stoßeinwirkung beliebiger Art kann sich die Figurenachse des Rotors relativ zur Kreiselachse bzw. zum Gehäuse innerhalb eines bestimmten Bereiches verändern und damit z.b. bei der Anwendung als Sensor für einen Vermessungskreisel den Eichwert verfälschen.
Bei einigen bekannten Kreiselmotorcn wird dieser tUngel dadurch ausgeschaltet, daß der innere Lagerring gegen einen Anschlag in Form eines auf der Kreiselachse angedrehten Bundes oder einer ueber die Kreiselachse geschobenen Hülse stark verspannt wird.
Die Axialvorspannung des Schulterlagers wird dabei durch Maßabstimmung des Rotors unter Berücksichtigung der Federwirkung der seitlichen Roto@membrahen orgenooan.
Bei genügend starker Verspannung wird damit zwar eine Fixierung der inneren Lagerringe erzielt, jedoch wird durch die erforderliche starke Verspannung der innere Lagerring durch die Planfläche des Bundes oder der alufgesteckten Hülse zwangweise gefluchtet und kann sich somit nicht mehr durch gleichmäßiges Anschmiegen an die Wälzkörper auf die Lage des äußeren Lagerringes einstellen.
Die mogliche Folge ist eine ungleichmäßige Belastung der Wälzkörper.
ITierdurch wird die statische und dynamische Tragfähigkeit sowie die Lebensdauer der tälzlager unkaitrollierbar herabgesetzt, ferner wird dadurch der Rotor während des Betriebes zu Schwingungen angeregt, die zur Nutationsschwingung des Kreisels führen. Außerdem muß bei dieser Konstruktion die erforderliche Axialvorspannung der Schulterlager über die Maßabstimmung des Rotors oder durch zwischen Anschlagbund und innerem Lagerring eingelegte Distanzscheiben eingestellt werden.
Aufgrund der schwingungstechnisch erforderlichen großen Federsteifigkeit c der Rotormembranen (für einen Rotor mit m = 0,5 kg, f = 400 Hz ist z. B.
für unterkritischen Betrieb eine Federsteifigkeit c> 2.103 N/mn erforderlich) wird mit diesem Vorgehen nur eine grobe Einstellung der Axialvorspannung der Schulterlager erreicht. Die Folge ist eine starke ExEmplarstreuung des KreiselmDtors bezUglich seiner Rollreibung bzw. Leistungsaufnahme sowie seiner Lebensdauer.
Einer der zwei beschriebenen Nachteile ist allen mit träizlagern bestückten Kreisclmotore eigen, d. h. entweder wird die Lagenunsicherheit der Figurenachse durch das gewählte Passungsspiel begrenzt, oder die gleiciitäßige Anr schmiegung des inneren Lagerringes an die Wälzkörper wird durch die Verspannung verhindert und durch grobe Einstellung der Axialvorspannung eine starke Exemplarstreuung hinsichtlich der Betriebseigenschaften und der Lebensdauer erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Lagerung des Kreiselrotors derart zu verbessern, daß sowohl der innere Lagerring eine unveränderbare Lagerung erhält und sanit die Figurenachse k@ konstant und stoßunempfindlich fixier werden kann, als auch eine gleichmäßigere Belastunhg der Wälzlager erreicht wird sowie Abweichungen der Axialvorspannung vom Sollwert auf wenige Prozent begrenzt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die inneren Lagerringe der VEalzlager auf der von der Schulter abgewendeten Seite mit O-Ringen abgedichtet und nach dem Einstellen der axialen Vorspannung durch einen eingespritzten Kleber festgesetzt sind. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Axialvorspannung mittels Gewindebuchsen über ein definiertes Drehmoment.
Die zur Dichtungsfunktion erforderliche Deformation der 0-Ringe miiß bei der Einstellung der Axialvorspannung berücksichtigt werden Damit der hierdruch bedingte Fehleranteil klein gehalten wird, werden zur Abdichtung mehrere hintereinander geschichtete 0-Ringe verwendet.
Der Kleber kann über Einspritzkanülen mittels einer Injektionsspritze eingeführt werden, wobei als Kleber vorzugsweise ein solcher geringer Viskosität und hohen E-Mbduls verwendet wird, wie er beispielsweise unter der Handdsbezeichnung Loctite 290 erhältlich ist.
Die zur Einstellung der Axialvorspannung verwendeten Gewindebuchsen sind zum Einführen des Klebers mit Einspritzkanüien versehen und zur Abdichtung an der auf den inneren Lagerring druckenden Planfläche geläppt.
Damit sich die Gewindebuchse mit ihrer geläppten Planfläche zwanglos am inneren Lagerring ausrichten kann, ist das Gewinde kurz gehalten (<4 mm) und mit reichlich Spiel versehen.
Die Gewindebuchsen sind nach dem Einführen des Klebers durch diesen gegen Verdrehung gesichert.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel in schematischer Wiedergabe, Mit 1 ist der Kreiselrotor bezeichnet, der über das ;Wålzlager 2 auf der Kreiselachse 3 gelagert ist. Der innere Ring 4 des wälzlagers 2 weist eine Schulter 5 auf, gegen die sich beispielsweise die Kugel 6 anlegt. Zum Einstellen der Vorspannung nuß der innere Lagerring 4 auf der Kreiselachse 3 in Achsrichtung lose verschiebbar sein, weist also ein Radialspiel auf.
Versuche haken ergeben, erz daß ein Radialspiel von 0,05 - 0,07 mm einen optimalen Festsitz ergibt. Um den Lagerring nach der Einstellung der Vorspannung festzusetzen, ist der innere Lagerring 4 auf der von der Schulter 5 angewendeten Seite mit hilfe mehrerer hintereinander geschichteter O-Ringe 7 abgedichtet.
Die Abdichtung der von der Schulter 5 abgewendeten Seite wird durch die geläppte Planfläche der auf den inneren Lagerring 4 drückenden Gewindebuchse 8 erreicht.

Claims

Kreiselmotor Patentansprüche 1. Kreiselmotor, bei dem der Kreiselrotor in Wälzlagern gelagert ist, deren innerer lagerring als axial angestelltes Schulterlager ausgebildet und auf der Kreiselachse lose axial verschiebbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die inneren Lagerringe (4) der wälzlager (2) auf der von der Schulter (5) abgewendeten Seite mit O-Ringen (7) abgedichtet und nach dem Einstellen der axialen Vorspannung durch einen eingespritzten Kleber festgesetzt sind.
2. Kreiseintor nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zur Einstellung der Axialvorspannung Gewindebuchsen (8) dienen, die mit Einspritzkanülen versehen und zur Abdichtung an der auf den inneren Lagerring drückenden Planfläche geläppt sind.
3. Kreiselmotor nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Gewinde der Gewindebuchsen (8) kurz gehalten und mit reichlich Spiel versehen ist.