DE3729102A1 - Einstellbare lagerung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Lagerung. Die Anwendung der einstellbaren Lagerung erfolgt vorwiegend in der Gerätetechnik und dem Maschinenbau, wo es erforderlich ist, die Antriebs- und Über­ tragungselemente justierbar zu gestalten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die definierte Einstellung von Lagerungen in drei Koordinatenrich­ tungen ist bei hohen Genauigkeitsanforderungen in den bekannten Lösungen mit großem Aufwand verbunden.

In den nachfolgend aufgeführten bekannten Lösungen wird das Ziel verfolgt, die wirkenden Elemente einer Lagerung zueinander zu ju­ stieren oder auszugleichen.

Es sind Lagerungen bekannt, bei denen eine Neigungsänderung einer gelagerten Achse oder Welle durch Kugelgelenke bzw. kardanische Lagerung ermöglicht wird. Diese Lagerungen besitzen im Normalfall keine feinfühlige spielfreie Neigungsverstellmöglichkeit.

Um dies zu erreichen, müssen gesonderte Maßnahmen ergriffen wer­ den. In den Patentschriften DD 1 39 281 und DE OS 29 34 218 werden Kugelgelenke vorgestellt, bei denen die Spielfreiheit durch eine Zwischenschicht aus thermisch ausgleichendem Werkstoff bzw. durch einspreizbare kegelige Federringe erreicht wird.

In der Offenlegungsschrift DE OS 32 06 217 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Kardangelenke zur Erhöhung der Tragfähig­ keit in Kugelkalotten geführt werden, wobei eine Welle in zwei Achsrichtungen ausgleichend gelagert wird.

Die Erfindung DE 30 26 904 beschreibt eine feinfühlige Neigungsein­ stellung. Dabei werden, durch an den Lagerstellen einer zweistelli­ gen Lagerung angeordnete Betätigungsgetriebe bewegliche Lagerplat­ ten, in denen sich ein gelagertes Element befindet, justiert. Wegen des zur Einstellung verwendeten Schlittenprinzips verlangt diese Lösung relativ großen Bauraum.

Da für jede Einstellrichtung ein Verstellgetriebe benötigt wird, ist außerdem ein hoher Fertigungsaufwand erforderlich.

Im EP 16 270 ist die Neigungseinstellung einer gelagerten Achse dargestellt. Als Einstellelement zur feinfühligen Verstellung dienen Paare von Keilhülsen, Keilscheiben oder koaxial montierte exzentrisch gebohrte Buchsen, durch die das gelagerte Element, zum Beispiel eine Welle, hindurchgeht.

Alle beschriebenen Erfindungen zeichnen sich durch die Möglichkeit zur Neigungsänderung aus. Eine axiale Verstellmöglichkeit ist jedoch nicht vorgesehen. Zu diesem Zweck sind zusätzliche konstruktive Maßnahmen notwendig.

Es ist außerdem festzustellen, daß im allgemeinen für jede Justa­ gerichtung mindestens ein gesondertes Verstellelement benötigt wird, also keine Kompaktverstellung vorhanden ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Justage von Lagersystemen in drei Freiheitsgraden mit geringem Aufwand zu erreichen. Im Rahmen der modularen Verkettungslösungen ist es notwendig, Module zueinander paßfähig zu gestalten.

Ein weiteres Ziel besteht in der Verbesserung der elektrischen und mechanischen Sicherheit bei Inbetriebnahme und Wartung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lagersysteme feinfühlig einstellbar zu gestalten, mit denen es möglich ist, vorwiegend modular aufgebaute Anlagen und Gerätesysteme miteinander paßfähig und justierbar zu verbinden. Dabei werden sowohl statische als auch dynamische Einflußgrößen verringert bzw. kompensiert. Durch die Möglichkeit der dezentralen Anordnung der Einstellvorrichtung wird die Gefährdung bei mechanischen bzw. elektrischen Eingriffen besei­ tigt.

In der Erfindung wird ein Lagerbolzen in axialer und radialer Rich­ tung in drei Freiheitsgraden einstellbar gestaltet. Dabei wird erfindungsgemäß ein Lagerbock an einer Aufhängung befestigt. In diesem Lagerbock ist ein exzentrisch gelagerter Lagerbolzen, der axial verstellbar ist, angeordnet. Die über dem Lagerbolzen auf ein Halterungsteil wirkenden Stellgrößen, Neigung und Höhenverstel­ lung, bringen das auf diesem Halterungsteil angebrachte Justageob­ jekt in die gewünschte Lage. Durch Drehen der lageveränderlichen Einstellelemente wird über den darin gelagerten Lagerbolzen er­ reicht, daß gleichzeitig bzw. nacheinander die radiale und axiale Lage verändert wird. Die damit verbundene Taumelbewegung bei gleichzeitiger Höhenverstellung führt zur notwendigen Neigungs- und Höhenausrichtung des Justageobjektes.

Die Einstellung von einem bzw. zwei Einstellpunkten aus, kann sowohl unter statischen als auch unter dynamischen Bedingungen erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es wird in

Fig. 1 eine einstellbare Lagerung mit getrenntem Verstellsystem,

Fig. 2 eine einstellbare Lagerung mit kompakter Verstellung dargestellt.

In einem Lagerbock 1 Fig. 1, 2 wird direkt oder indirekt ein Lager­ bolzen 2 aufgenommen. Das obere Lager 1 a ist dabei zum unteren Lager 1 b fluchtend angeordnet, wobei das untere Lager 1 b bzw. das obere Lager 1 a mit einer Gewindebohrung versehen ist. Am mittleren Lager­ bolzenteil 2 b ist ein Halterungsteil 4, z. B. eine Schwinge mit einer Befestigungsfläche 4 a zur Aufnahme des justierenden Elements, angeordnet.

Mittels Auflageelement 6 - z. B. einer Scheibe, Federelement 8 - z. B. einer Tellerfeder und Sicherungselement 5 - z. B. eines Siche­ rungsrings wird die axiale Lage des Halterungsteiles 4 mit definier­ tem Spiel bzw. spielfrei eingestellt.

Eine Einstellung in drei Freiheitsgraden wird durch Änderung der Achslage des mittleren Lagerbolzenteils 2 b zum oberen/unteren Lager 1 a/1 b bei gleichzeitiger Verstellung in Achsrichtung erreicht.

Bei einer einstellbaren Lagerung mit getrenntem Verstellsystem Fig. 1 nehmen im Lagerbock 1 Fig. 1 die Exzenterbuchsen unten/oben 3 a/3 b den Lagerbolzen 2 auf. Dabei ist der untere Lagerbolzenansatz 2 c als Kugel ausgebildet und rollt sich auf dem inneren Kegelansatz der Exzenterbuchse unten 3 a ab. Der obere Lagerbolzenansatz 2 a ist über ein Schwenklager 3 c in der Exzenterbuchse oben 3 b gelagert, wobei die Paarung Außenring des Schwenklagers 3 c zu Exzenterbuchseninnen­ durchmesser oder oberer Lagerbolzenansatz 2 a zu Schwenklagerinnen­ durchmesser bzw. beide Kombinationen als Spielpassung ausgeführt sind.

Durch die Schraubbewegung der Exzenterbuchse unten 3 a wird durch die Exzentrizität e 1 die Neigung α bei gleichzeitiger Höhenverstel­ lung des Lagerbolzens 2 verändert. Nachfolgend bzw. gleichzeitig kann durch Einstellung der Exzentrizität e 2 an der Exzenterbuchse oben 3 b die definierte Lagerbestimmung der Befestigungsfläche 4 a erfolgen. Auf der mit beispielsweise einer Radienkontur versehenen Auflageseite der Exzenterbuchse unten 3 a wälzt sich ein Federele­ ment 8 so ab, daß eine Taumelbewegung erfolgen kann und sich das einmal am Sicherungselement 5 eingestellte Spiel nicht mehr ändert. Nach erfolgter Einstellung der Lagerung wird die Lage der Exzenter­ buchsen unten/oben 3 a/3 b durch Feststellelemente 7 - z. B. Kontermutter - gesichert.

In einer einstellbaren Lagerung mit kompakter Verstellung Fig. 2 wird im Lagerbock 1 Fig. 2 der Lagerbolzen 2 am oberen/unteren Lager 1 a/1 b direkt am oberen 2 a und unteren Lagerbolzenansatz 2 c aufgenommen. Oberes/unteres Lager 1 a/1 b und oberer/unterer Lagerbolzenansatz 2 a/2 c sind fluchtend zueinander angeordnet.

Das untere Lager 1 b ist mit Innengewinde und der untere Lagerbolzen­ ansatz 2 c mit Außengewinde versehen. Der mittlere Lagerbolzenteil 2 b besitzt eine Neigung α zur gemeinsamen Achse des oberen/unteren Lagerbolzenansatzes 2 a/2 c. Dabei liegt die Einbaubedingung vor, daß der mittlere Lagerbolzenteil 2 b nicht über die verlängerte Zylin­ derkontur des unteren Lagerbolzenansatzes 2 c und der obere Lagerbol­ zenansatz 2 a nicht über die verlängerte Zylinderkontur des mittle­ ren Lagerbolzenteils 2 b hinausragen darf.

Das Halterungsteil 4 mit Befestigungsfläche 4 a wird am mittleren Lagerbolzenteil 2 b durch ein Sicherungselement 5, z. B. einen Siche­ rungsring, arretiert. Eine spielarme Bewegung des Halterungsteils 4 wird durch ein Auflageelement 6 zwischen Halterungsteil 4 und unterem Lagerbolzenansatz 2 c in Verbindung mit einem Federelement 8 erreicht. Durch Schraubbewegung des Lagerbolzens 2 im Bereich von 0 bis 2 π wird eine Taumelbewegung des mittleren Lagerbolzen­ teils 2 b bei gleichzeitiger Höhenverstellung erzeugt. Durch Drehung des Lagerbolzens 2 in diskreten Schritten von n × 2 π, wobei n die Anzahl der freibeweglichen Gewindegänge des unteren Lagerbol­ zenansatzes 2 c ist, erfolgt die Höhenverstellung bei gleichbleiben­ der Neigung. Die optimierte Einstellung wird mittels eines Feststellelements 7 am unteren Lagerbolzenansatz 2 c fixiert.

Claims (6)

1. Einstellbare Lagerung, die einen Lagerbolzen, einen Lagerbock, Exzenterbuchsen, Schwenklager und Feststellelemente enthält, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer Exzenterbuchse unten (3 a) ein kugelförmiger unterer Lagerbolzenansatz (2 c) eines Lagerbolzens (2) gelagert ist und in einer weiteren Exzenterbuchse oben (3 b) der obere Lagerbolzenansatz (2 a) in einem Schwenklager (3 c) aufgenommen wird, so daß das über Federelement (8) und Sicherungselement (5) am Lagerbolzen (2) aufgenommene Halterungsteil ( 4) über die Ex­ zenterbuchsen (3 a, 3 b) die Bewegungen des Lagerbolzens (2) auf das Halterungsteil (4) übertragen wird und somit sich die Neigung (α) und die Höheneinstellung am mittleren Lagerbolzenteil (2 b) ergibt.

2. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterbuchse unten/oben (3 a/3 b) konturiert ist, wobei ihre Kontaktflächen zum unteren Lagerbolzenansatz (2 c) eine spezielle Innenkontur und zum Halterungsteil (4) eine spezielle Außenkontur zum Federelement (8) aufweisen.

3. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellelement ein schraubfähiger Lagerbolzen (2) verwendet wird, wobei ein mittlerer Lagerbolzenteil (2 b) zum oberen/unteren Lagerbolzenansatz (2 a/2 c) geneigt ist.

4. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Sicherungselement (5) und Federelement (8) ein definier­ tes Spiel erreichbar ist.

5. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageeinstellung des Halterungsteils (4) mittels Feststell­ element (7) fixiert wird.

6. Einstellbare Lagerung nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Ein- und Mehrlagensystemen diese Einstellvorrichtung einzeln oder mehrfach angeordnet wird.