DE3018091A1

DE3018091A1 - Spielfreie wellenlagerung fuer einen kreisellaeufer und verfahren fuer ihre herstellung

Info

Publication number: DE3018091A1
Application number: DE19803018091
Authority: DE
Inventors: Helmut 2300 Kiel Andres; Karl-Heinz 2301 Strande Fichtner; Rüdiger Dr. Haberland; Hartmut 2300 Kiel Karnick; Norbert 2301 Mönkeberg Schneider
Original assignee: Anschuetz and Co GmbH
Current assignee: Raytheon Anschuetz GmbH
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE3018091C2

Description

Spielfreie Wellenlagerung für einen Kreiselläufer
und Verfahren für ihre Herstellung Die Erfindung betrifft eine spielfreie Wellenlagerung für einen Kreiselläufer mit zwei gleichachsigen Wälzkörperkränzen, insbesondere Kugel kränzen, deren axiale Vorspannung einstellbar ist.
Insbesondere bei Kreiselkompassen und anderen Kreiselgeräten, bei denen die Antriebswelle im Gestell gelagert und mit dem Kreiselläufer durch ein dynamisch abgestimmtes Universalfedergelenk allseitig kippbar aber drehfest gekuppelt ist, kommt es für die Genauigkeit der Wirkungsweise entscheidend darauf an, daß diese Antriebswelle spielfrei, aber reibungsarm derart gelagert ist, daß auch bei Fertigung in größeren Serien eine genaue Obereinstimmung der Wellenlagerung bei den einzelnen Geräten der Serie hinsichtlich der Leichtgängigkeit und der Spiel freiheit gewährleistet ist.
Je größer die Zahl der Einzelteile der Wellenlagerung ist, um so größer ist die Gefahr, daß sich Ungenauigkeiten der Einzelteile bei deren Zusammenbau addieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die spielfreie Wellenlagerung für einen Kreiselläufer so auszugestalten, daß die Zahl ihrer Einzelteile möglichst gering und ein einfacher und sehr genauer Zusammenbau möglich ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Unteransprüche beziehen sich auf eine zweckmäßige Ausgestaltung und ein Verfahren zum Herstellen der Wellenlagerung.
In der Zeichnung sind Beispiele der spielfreien Wellenlagerung für einen Kreiselläufer veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Kreiselgerät, bei dem der Kreiselläufer mit der im Gestell durch die spielfreie Wellenlagerung gelagerten motorisch angetriebenen Welle durch ein Universalfedergelenk allseitig kippbar aber drehfest gekuppelt ist, und Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Wellenlagerung.
Ein Zentralkörper 10 mit waagerechter Achse umgibt und trägt den Ständer 12 eines Elektromotors, dessen Läufer 14 an dem einen Ende einer Welle 16 befestigt ist, die durch die nach stehend beschriebene Wellenlagerung in einer axialen Bohrung 18 des Zentral körpers gelagert ist, bei 20 aus diesem herausragt und dort durch ein Universalfedergelenk 22 bekannter Bauart (z.B. DT-PS 26 26 800) mit dem Kreiselläufer 24 allseitig kippbar aber drehfest gekuppelt ist. Die gegenseitigen Kippbewegungen des Kreiselläufers 24 zur Welle 20 um Kardanachsen-, die rechtwinklig zueinander in einem Punkt die Achse der Motorwelle 16, 20 schneiden, werden durch eine- Abgriffeinheit 26 abgefühlt.
Die Kreisellagerung weist zwei gleichachsige Kränze von Lagerkugeln 30 und 31 auf, die etwa den gleichen Durchmesser haben. Die beiden Außenlaufflächen, auf denen die Kugeln dieser beiden Kränze laufen, werden von ein und derselben einstückigen Buchse 32 gebildet, die in der Bohrung 18 des Zentral körpers gehaltert ist und dort die Welle 16 umgibt.
Die eine der Innenlaufflächen der Kugelkränze, nämlich die Innenlauffläche 34 der Kugeln 30, wird von der Welle 16 gebildet, wohingegen die andere Innenlauffläche, auf der die Kugeln 31 laufen, von einem Innenlaufring 36 gebildet wird, der auf der Welle 16 sitzt. Dabei ist die Passung des Innenlaufringes 36 auf der Welle 16 so bemessen, daß sie eine Verschiebung des Innenlaufringes 36 auf der Welle nur durch eine hohe Axialkraft gestattet, die erheblich größer bemessen ist als die Axialkraft, die im Betrieb durch die Wellenlagerung zu übertragen ist. Auch bewirkt diese Passung beim Zusammenbau, d.h. beim Aufschieben des Innenlaufringes 36 auf die Welle 16, daß die Teile sich nur elastisch verformen und keine bleibende plastische Verformung erfahren.
Auf diese Weise ist erreicht, daß die Lagerung zwar gut montiert ist, aber außer der Welle 16, der Buchse 32 und den Lagerkugeln nur noch den Innenlaufring 36 erfordert, also aus sehr wenigen Teilen besteht. An dem Innenlaufring 16 sind Maßnahmen vorgesehen, die es ermöglichen, den Innenlaufring 36 nach einer Demontage jeweils wieder in derselben Winkelstellung auf die Welle aufzubringen, z.B. sind die Innenlauffläche des Innenlaufringes 36 und die diesen Ring tragende Außenfläche der Welle 16 unrund profiliert, derart, daß der Innenlaufring 36 auf die Welle 16 nur in einer bestimmten Winkellage aufgebracht werden kann, oder zumindest zweckentsprechend markiert.
Nach dem Fügen des Laufringes 36 auf die Welle 16 werden an dem auf diese Weise entstandenen Werkstück die beiden Innenlaufflächen, d.h. die Fläche 34 und die Außenfläche des Ringes 36 in einer und derselben Einspannung fertiggestellt, insbesondere geschliffen. Auf diese Weise wird genaue Gleichachsigkeit der beiden Flächen erzielt. Nach der Herstellung der Laufflächen wird der Laufring 36 von der Welle 16 wieder getrennt, um die Montage der Lagerung zu ermöglichen. Im Zuge der Montage wird der Laufring 36 in derselben Winkelstellung wieder auf die Welle 16 gefügt in der die Herstellung der Laufflächen stattgefunden hat. Damit ist erreicht, daß die montierte Lagerung ähnlich gute Eigenschaften hat wie eine solche bei der die beiden Innenlaufflächen direkt auf die Welle 16 gearbeitet sind.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Wellenlagerung stimmt mit derjenigen der Fig. 1 darin überein, daß außer der Buchse 32, der Welle 16 und den Kugeln 30, 31 nur ein zusätzlicher Laufring 236 erforderlich ist. Im Gegensatz zu Fig. 1 sitzt dieser Laufring aber nicht auf der Welle 16 sondern in der Buchse 32. Daher werden in diesem Falle die Innenlaufflächen der Kugelkränze 30, 31 von ein und derselben einstückigen Welle 16 gebildet, während eine der Außenlaufflächen von der Buchse 32 die andere hingegen von dem Außenlaufring 236 gebildet wird. Was für die Passung des Ringes 36 auf der Welle 16 ausgeführt wurde, gilt auch für die Passung des Ringes 236 in der Buchse 32.
Vorzugsweise ist die einstückige Buchse 32 mit Aussparungen solcher Gestalt versehen, daß dadurch ihre Steifheit vorwiegend in axialer Richtung verringert wird. Bei diesen Aussparungen kann es sich beispielsweise um einzelne getrennte einander überlappende und in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze handeln. Der zwischen diesen Schlitzen befindliche Werkstoff der Buchse 32 bildet dann Stege, die sich beim Aufpressen der Innenlaufringe 36 auf die Welle 16 in axialer Richtung elastisch verbiegen und dadurch die Buchse 32 elastisch verkürzen. Nach dem Zusammenbau sucht sich daher die Buchse 32 in Achsenrichtung auszudehnen und übt daher eine axiale Vorspannung auf die Wellenlagerung aus, durch welche völlige Spiel freiheit zwischen den Kugelkränzen und den Laufflächen gewährleistet ist.
Handelt es sich bei dem Universalfedergelenk um eine einstückige Bauart, bei welcher der den Kreiselläufer 24 tragende Teil, der die Welle 16, 20 tragende Teil und der mit diesen um die Kardanachsen kippbar verbundene Teil aus einem einzigen Stück bestehen, das durch Aussparungen entsprechend biegsam gemacht ist, dann besteht vorzugsweise die Welle 16, 20 aus einem Stück mit den Elementen des Gelenks 22.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Spielfreie Wellenlagerung für einen Kreiselläufer mit zwei gleichachsigen Wälzkörperkränzen, deren axiale Vorspannung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenlaufflächen der Kränze (30, 31) von ein und derselben einstückigen Buchse (32) gebildet werden, während eine (34) der Innenlaufflächen von der Welle (16, 20), die andere hingegen von einem Innenlaufring (36) gebildet wird, der auf der Welle (16, 20) mit einer Passung sitzt, die (a) eine Verschiebung nur durch hohe Axialkraft gestattet, welche die im Betrieb durch die Wellenlagerung zu übertragende axiale Kraft erheblich überschreitet, und (b) nur eine elastische Verformung der Teile bewirkt.
2. Spielfreie Wellenlagerung für einen Kreiselläufer mit zwei gleichachsigen Wälzkörperkränzen, deren axiale Vorspannung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlaufflächen der Kränze (30, 31) von ein und derselben einstückigen Welle (16) gebildet werden, während eine der Außenlaufflächen von einer Buchse (32), die andere hingegen von einem Außenlaufring (236) gebildet wird, der in der Buchse (32) mit einer. Passung sitzt, die (a) eine Verschiebung nur durch eine hohe Axialkraft gestattet, welche die im Betrieb durch die Wellenlagerung zu übertragende axiale Kraft erheblich überschreitet und (b) nur eine elastische Verformung der Teile bewirkt.
3. Wellenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückSge Buchse (32) mit Aussparungen solcher Gestalt versehen ist, daß dadurch die Steifheit vorwiegend in axialer Richtung verringert wird.
4. Verfahren zum Herstellen der Wellenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Fügen des Laufringes (36) auf die Welle bzw. des Laufringes(236)in die Buchse in einer bestimmten Winkel lage an dem auf diese Weise entstandenen Werkstück die beiden InnenlauffTächen bzw. Außenlaufflächen in einer und derselben Einspannung fertiggestellt werden, der Laufring 36 bzw. 236 zur Montage der Lagerung von der Welle 16 bzw. der Buchse 32 nach-der Bearbeitung der Laufflächen gelöst und bei der Montage der Lagerung in derselben bestimmten Winkellage wieder gefügt wird.
5. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb des Kreiselläufers unter Zwischenschaltung eines einstückigen Universalfedergelenks (22) die Welle (16, 20) aus einem Stück mit den Elementen des Gelenks (22) besteht.