DE3529904A1

DE3529904A1 - Wellenlageranordnung

Info

Publication number: DE3529904A1
Application number: DE19853529904
Authority: DE
Inventors: Harold T. San Jose Calif. Wright
Original assignee: Maxtor Corp
Current assignee: Maxtor Corp
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1986-03-06
Also published as: GB2163495A; JPS61112822A; GB8520916D0

Description

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Maxtor Corporation 150 River Oaks Parkway, San Jose, Kalifornien 95134, V.St.A.

Wellenlageranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenlageranordnung mit einer Welle, einem dieser aufgesteckten Lager, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der Welle ist, und einem zwischen Welle und Lager wirksamen elastischen Bauteil. Unter dem nachfolgend durchgehend benutzten Begriff "Welle" sind im Rahmen des Erfindungsgedankens sowohl feststehende Achsen als auch Drehspindeln und Wellen zu verstehen.

Um den Zusammenbau von Lagern und Wellen zu erleichtern, ist es übliche Praxis, einen elastomeren Ring (bekannt als "O"-Ring) auf die Welle oder häufiger teilweise innerhalb einer in die Welle eingearbeiteten Nut passend anzuordnen. Der üiüfsng des Rings legt sich gegen die Innenseite des inneren Laufrings des Lagers. Ein zusätzlicher Vorteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß sich das Lager relativ zur Wellenachse auf- und abbewegen kann, um die elastische Vorspannung aufrechtzuerhalten. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Ring aufgrund seiner elastischen Verformbarkeit nur relativ geringe radiale Stabilität hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zuvor genannten Nachteil herkömmlicher Wellenlageranordnungen auszuräumen und insbesondere an einem Punkt zwischen Welle und Lager einen Metal1-auf-Metall-Kontakt zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine exzentrische Wellenlageranordnung vor, die sich dadurch auszeichnet, daß das elastische Bauteil so ausgebildet und zwischen der Welle und dem Lager angeordnet ist, daß es das Lager an einem Punkt in direkten Kontakt mit der Welle drängt und an einem dem einen Punkt diametral gegenüberliegenden anderen Punkt von der Welle abhebt. Der eine Punkt mit Metall-auf-Metall-Kontakt bildet einen Bezugspunkt, auf den sich das Lager nach einer Belastung stets zurückstellt. Mit Hilfe des Bezugspunkts wird die Lageranordnung stabilisiert. Trotzdem ermöglicht die besondere elastische Lageranordnung eine Bewegung des Lagers in dem Maße, wie sie die wirksamen Lagerbelastungen erfordern.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Punkt des Metal1-auf-Metall-Kontakts innerhalb der Gesamtanordnung so orientiert ist, daß er einer Schaukeloder Radialbewegung in einer Richtung entgegenwirkt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als elastisches Bauteil ein exzentrischer O-Ring vorgesehen, der an einer Seite dicker als an der gegenüberliegenden Seite ist. Dieser Ring ist teilweise in einer UmfangSnut in der Welle aufgenommen, wobei die dickere Seite über den Wellenumfang nach außen vorspringt und sich gegen die Innenseite des inneren Laufrings des Lagers legt, wodurch die radial gegenüberliegende Seite des Laufrings in feste Anlage an die Umfangsfläche der Welle gedrängt wird. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind in der Welle Federn angeordnet, welche einseitig gegen das Lager drücken und die gleiche Funktion wie der elastomere Ring erfüllen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Teilschnitt eines Ausführungsbeispiels der Wellenlageranordnung;

Fig. 2 eine Stirnansicht auf einen exzentrischen Ring,

der bei der Lageranordnung gemäß Fig. 1 als ela- , stisches Bauteil verwendet wird;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1 auf , ein anderes Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1 auf ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel; und

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 7-7 in Fig» 6,

Fig. 1 zeigt eine typische Wellenlageranordnung mit einer Welle 1, die passend in ein Lager 12 (hier als Kugellager gezeigt) und insbesondere in dessen inneren Laufring 13 eingesetzt ist. Eine solche Anordnung kann beispielsweise in einem Computer-Plattenlaufwerk verwendet werden, bei dem eine Antriebsspindel an dem äußeren Laufring des Lagers 1 2 befestigt ist. Andere Verwendungen der beschriebenen Wellenlageranordnung sind für den Fachmann naheliegend. Es ist bei solchen Anordnungen üblich, den Zusammenbau der Lageranordnung dadurch zu vereinfachen, daß der Innendurchmesser des inneren Lauf-

rings 13 etwas größer als der Umfangsdurchmesser der Welle 11 gemacht wird, so daß ein gewisses Spiel oder ein Spalt 14 zwischen innerem Laufring 13 und Welle 11 entsteht. Ebenfalls üblich ist es, eine Nut 16 in der Welle 11 auszubilden, in der' ein herkömmlicher elastomerer Ring (O-Ring - nicht dargestellt) eingepaßt ist, der radial auswärts gegen den inneren Laufring 13 drückt. Diese bekannte Anordnung, hat ?.i? ^n der Beschreibungseinleitung angegebenen Nachteile.

Demgegenüber ist bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein elastomerer Ring 17 vorgesehen, der sich von herkömmlichen Ringen dadurch unterscheidet, daß er eine dünnere Seite 18 und eine dickere Seite 19 besitzt. Wenn der Ring 17 in die Nut 16 gemäß Fig. 1 eingebaut wird, drückt nur die dickere Seite 19 gegen den Laufring 13, wodurch ein Metall-auf-Metall-Kontakt am Punkt 21 zwischen dem Laufring und dem Umfang der Welle 11 hervorgerufen wird.

Welche Belastungen auch immer auf das Lager 12 relativ zur Welle 11 einwirken, bleibt der Kontaktpunkt 21 stets ein Rückkehrpunkt für das Lager 12 relativ zur Welle 11, da der Ring 17 dauernd innerhalb der Nut 16 bleibt. Die Position des Kontaktpunkts 21 kann innerhalb des Computer-Plattenlaufwerks derart orientiert werden, daß einer Schaukel- oder Radialbewegung in einer Richtung entgegengewirkt wird. Der Ring 17 nimmt das Spiel zwischen dem inneren Laufring 13 und der Welle 11 auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Ring 17 durch eine Feder 2 7 ersetzt. Eine in Längsrichtung verlaufende Nut 26 ähnlich einer Keilnut ist in die Welle 11a eingearbeitet, und die Blattfeder 2 7 ist in die Nut 26 derart eingesetzt, daß sie gegen den inneren Laufring 13a drückt, wodurch ein Spalt 14a neben der Feder 27 und ein Kontaktpunkt 21a an der der

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Feder diametral gegenüberliegenden Stelle des Wellenumfangs geschaffen werden.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren und 7 ist eine Radialbohrung 31 in der Welle 11b vorgesehen und eine Schraubenfeder 32 in die Bohrung 31 eingesetzt. Das innere Ende der Feder 32 ist auf der Bodenfläche der Bohrung abgestützt, und das äußere Ende der Feder drückt gegen den .!Laufring 1 3b. ^-Auäh ?.hief 4wird*ein| Spalt 1 4b; nahe' d&riFbäer- 32-gebildet, und es entsteht an der der Feder diametral gegenüberliegenden Seite ein Metäll-aüf-Metall-*Kohtakt 21b. '

Im übrigen sind die Ausführurigsbeispiele gemäß den Figiiren 4 und 5 bzw. 6 und 7 demjenigen gemäß Figuren 1 bis 3 ähnlich, so daß ihnen die.entsprechenden Bezugszeichen mit nächgeordneten Buchstaben a bzw. b zur Bezeichnung entsprechender Teile zugeordnet sind.

Claims

Ansprüche

daß das elastische Bauteil (17; 27; 32) so ausgebildet und zwischen der Welle (11; 11a; 11b) und dem Lager (12; 12a; 12b) angeordnet ist. daß es das Lager an einem Punkt (21; 21a; 21b) in direkten Kontakt mit der Welle drängt und an einem dem einen Punkt diametral gegenüberliegenden anderen Punkt von der Welle abhebt, wodurch eine exzentrische Wellenlageranordnung entsteht.

I 2. Anordnung anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

idie Welle (11; 11a; 11b) eine zur Aufnahme des elastischen _r Bauteils (17; 27; 32) geeignete Ausnehmung (16; 26; 31) auf-I weist.

I 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

I die Ausnehmung als Umfangsnut (16) ausgebildet ist und daß das

\ elastische Bauteil aus einem elastomeren Ring (17) besteht,

I der an dem einen Punkt (21) vollständig in der Nut (16) ver-

I senkt und an dem anderen Punkt aus der Nut radial vorspringend

t angeordnet ist.
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4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17) an seinem dem zweiten Punkt benachbarten Abschnitt dicker als an seinem dem ersten Punkt (21) benachbarten Abschnitt ausgebildet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil als Feder (27; 32) ausgebildet ist.

. r,6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ' _r die Welle (11a) mit einer dem zweiten Punkt benachbarten

Längsnut versehen ist und daß die Feder als teilweise in der Längsnut aufgenommene Blattfeder (27) ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11b) an einer dem zweiten Punkt benachbarten Stelle ,|/mit einer Radialbohrung (31) versehen ist und daß die Feder teilweise in der Bohrung vesenkt angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Schraubenfeder (32) ausgebildet ist.