DE644104C - Lager, insbesondere fuer Kreiselgeraete - Google Patents

Description

Flugzeuggeräte sind großen Temperaturänderungen "unterworfen, besonders in Flugzeugen, welche für größere Höhen bestimmt sind. Bei tiefen Temperaturen, denen die Gerate ausgesetzt werden müssen, ziehen sich die Metallteile unter Umständen sehr erheblich zusammen, so daß die leicht beweglichen Achsen geklemmt werden können. Selbst ein leichtes Klemmen der Achsen stellt die Gebrauchsfähigkeit der Instrumente in Frage. Die Gefahr ist besonders bei Kreiselgeräten sehr groß. Die gewöhnlich aus Stahl hergestellte Achse des Kreiselläufers ist in einem aus möglichst leichtem Metall, meist aus einer Aluminiumlegierung, hergesteEten Kardanring gelagert. Da Aluminium einen wesentlich größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt als die Stahlachse, so wird die Achse bei tiefen Temperaturen durch die damit verbundene Zusammenziehung leicht geklemmt.

Es sind temperaturkompensierte Lager bekanntgeworden, bei denen eine konische Spindel in einer konischen Buchse läuft und bei denen bei Temperaturerhöhung, die eine Vergrößerung des Wellendurchmessers zur Folge hat, ein Klemmen des Lagers dadurch verhindert wird, daß die Welle in der Buchse axial verschoben wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Lager der bekannten Art, nämlieh mit zwei mit kegelförmigen Flächen ineinandergreifenden Teilen von verschiedenem Wärmeausdehnungskoeffizienten, mit Vorteil bei Kreiselgeräten zur Kompensation der unterschiedlichen Ausdehnung der Rotorachse und des Rahmens in der Längsrichtung der Rotorachse verwendet werden können, wenn man erfindungsgemäß die Anordnung so trifft, daß der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Teile und der Konuswinkel der Kegelfläche derart gewählt sind, daß die radiale Zusammenziehung des Sitzes bei Temperaturabnahme den in diesen Sitz passenden Teil in axialer Richtung um ein Stück verschiebt, das dem Unterschied der Zusammenziehung des die Achse tragenden Rahmens gegenüber der Achse selbst entspricht.

Es ist zweckmäßig, den inneren Lagerteil mittels Federn gegen den kegelförmigen Sitz anzudrücken. Hierdurch wird erreicht, daß zwangsläufig das Lagerspiel an der richtigen Stelle erhalten wird, unabhängig von der räumlichen Anordnung des Lagers.

Die geschilderte Wirkungsweise der Erfindung ist aus dem in den Abbildungen in

einer zweckmäßigen Ausführungsform dargestellten Beispiel zu erkennen. Das Ausführungsbeispiel ist ein Azimutkreisel zum Anzeigen der Azimutrichtung. Die Erfindung ist jedoch in ihrer Tragweite und Anwendbarkeit nicht auf Azimutkreisel beschränkt, sondern läßt sich mit gleichem Vorteil bei anderen Kreiselgeräten sowie anderen Flugzeuginstrumenten, bei denen es auf spielend leichten Gang der Achse ankommt, verwenden. Abb. ι zeigt einen Grundriß des waagerechten Rahmens eines Azimutkreisels, teilweise im Schnitt, während

Abb. 2 eine Seitenansicht darstellt. Der Kreiselläufer 1 wird in üblicher Weise durch Luftstrahlen angetrieben, die durch das Rohr 3 zugeführt werden und auf schaufelartige Teile 2 treffen. Der aus Messing hergestellte Läufer ist an einer Stahlachse 4 befestigt, die in kegelförmige Zapfen ausläuft, mit denen die Achse in dem Rahmen 7 in Kugellagern 5 gelagert ist. Zur Gewichtsersparnis wird der Rahmen 7 gewöhnlich aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Bei tiefer Temperatur zieht sich der Rahmen 7 stärker zusammen als die Stahlachse 4, so daß sich die Kugellager bei den bisher bekannten Geräten bei tiefer Temperatur beträchtlich nähern und die Achse festgeklemmt oder in ihrer Beweglichkeit derart gehemmt werden kann, daß das einwandfreie Arbeiten des Instrumentes in Frage gestellt wird. Dieser Gefahr wird dadurch vorgebeugt, daß die Lager, wie an sich bekannt, aus zwei mit kegelförmigen Flächen ineinandergreifenden Teilen von verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt und daß erfindungsgemäß der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Teile und der Konuswinkel der Kegelfläche derart gewählt sind, daß sich der das Kugellager tragende Teil 6 bei Temperaturänderungen derart gegenüber dem Sitz 12 in axialer Richtung verschiebt, daß die Zusammenziehung bzw. Ausdehnung des Ringes 7 parallel zur Richtung der Rotorachse dadurch ausgeglichen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel ist dies in der Weise geschehen, daß die aus Stahl hergestellte Laufschale 6 für die Kugeln auf dem Umfang kegelförmig abgedreht ist und mit der Kegelfläche 10 in die gleichfalls kegelförmige Aussparung 13 des Ringes 12 eingesetzt ist. Der Ring 12 ist zweckmäßig als Teil für sich hergestellt und in den Rahmen 7 bei 11 eingeschraubt. Das Teil 6 wird mit seiner kegelförmigen Außenfläche 10 gegen die kegelförmige Innenfläche 13 des Ringes 12 durch Federn 15 gepreßt, die ihr Widerlager in einer Kappe 16 finden, die in den Ring 12 eingesetzt ist. Die Kappe 16 ist mit dem Ring 12 möglichst durch einen Stift 22 verbunden, der jedoch so kurz gellalten ist, daß er eine Drehung des Ringes 12 in dem Gewinde 11 nicht behindert. Die Kappe 16 sorgt gleichzeitig für den Abschluß des Lagers nach außen. Sie kann ferner eine Kammer für Schmiermittel 17 enthalten. Das Lager für den anderen Zapfen wird zweckmäßig in ähnlicher Weise ausgebildet. Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei tiefen Temperaturen zieht sich der aus einem Stoff von größerem Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellte Ring 12 stärker zusammen als die Kugellaufbahn 6, welche aus Stahl hergestellt ist. Infolgedessen gibt die Kugellaufbahn 6 wegen der Keilwirkung der Flächen 13 und 10 aufeinander nach, so daß sie sich gegen die Wirkung der Feder 15 nach außen bewegt, wobei die Größe der Bewegung der Kugellaufbahn bei einer bestimmten Temperaturänderung von dem Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Kugellaufbahn und des Ringes 12 sowie von der Steigung der Kegelfläche abhängt. Durch geeignete Wahl der Steigung der Fläche und der Stoffe für die Kugellaufbahn und den Ring ist daher leicht zu erreichen, daß diese Bewegung der Kugellaufbahn genau der Änderung entspricht, die die beiden entsprechenden gegenüberliegenden Teile des Ringes 7 durch die Temperaturzusammenziehung desselben parallel zur Richtung der Rotorachse erfahren, so daß die Läuferachse bei allen Temperaturen spielend leichten Gang aufweist.

Der Rahmen 7 selbst ist in dem in Abb. 2 im Teilschnitt dargestellten lotrechten Rahmen 9 um zwei waagerechte, kegelförmige Lagerzapfen in Kugellagern 8 schwingbar gelagert. Notfalls können diese Lager in der gleichen Weise ausgeführt sein.

Wie bereits bemerkt, dient die Verschraubung 11 des Ringes 12 in dem Ring 7 dazu, die Einstellung der Entfernung der beiden Lager für die Läuferachse 4 zu erleichtern. Um die Einstellung zu sichern, ist es zweckmäßig, in dem Rahmen 7 einen schrägen Schlitz 20 vorzusehen, so daß die Einstellung durch Anziehen einer durch den Ring hindurchgeführten Schraube 21 gesichert werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Lager, insbesondere für Kreiselgeräte, mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation, bei der zwei mit kegelförmigen Flächen ineinandergreifende Teile von verschiedenem Wärmeausdehnungskoeffizienten vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizien-

   ten der beiden Teile und der Konuswinkel der Kegelfläche derart gewählt sind, daß die radiale Zusammenziehung des Sitzes (12) bei Temperaturabnahme den in diesen Sitz passenden Teil (6) in axialer Richtung um ein Stück verschiebt, das dem Unterschied der Zusammenziehung des die Achse tragenden Rahmens (7) gegenüber der Achse (5) selbst in axialer Richtung entspricht.
2. 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil (6) mittels Federn (15) gegen den kegelförmigen Sitz (13) angedrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen