DE839433C

DE839433C - Storage for axles, especially those of gyroscopic runners

Info

Publication number: DE839433C
Application number: DES20319A
Authority: DE
Inventors: Lennox Frederick Beach
Original assignee: Sperry Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1943-01-28
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-05-19

Description

Lagerung für Achsen insbesondere solche von Kreiselläufern Vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Achsenlagerungen und im besonderen eine Lagerung für Achsen von Kreiselläufern.Storage for axles, especially those of rotary rotors Present The invention relates generally to axle bearings and, in particular, to a bearing for axes of rotary rotors.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Lagerung für moderne, schnellaufende Kreiselläufer innerhalb des Tragrahmens, die geeignet ist, jedes Spiel bzw. Klemmen zwischen der Läuferachse und ihrer Lagerung zufolge verschiedener Ausdehnung bzw. Schrumpfung zwischen Achse und Tragrahmen, hervorgerufen durch größere Temperaturschwankungen, wie sie bei luftangetriebenen Kreiseln und Ortungsgeräten an Flugzeugen auftreten, zu verhindern. The main purpose of the present invention is to provide one Storage for modern, high-speed gyroscopes within the support frame, the is suitable, any play or clamping between the rotor axis and its storage due to different expansion or contraction between the axle and the support frame, caused by larger temperature fluctuations, such as those with air-powered To prevent gyroscopes and tracking devices from occurring on aircraft.

Es ist weiter der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung dieser Art zu schaffen, worin der axiale Abstand zwischen den Lagern im Rahmen bzw. im Läufergehäuse vorweg gegenüber dem Abstand erhöht wird, der sich beim größten zu erwartenden Bereich der Temperaturschwankungen ergeben könnte, und zwar dadurch, daß der Rahmen auseinandergepreßt bzw. in der auseinandergepreßten Stellung gehalten wird. It is further the purpose of the present invention to provide storage to create this type, in which the axial distance between the bearings in the frame or is increased in advance in the rotor housing compared to the distance that is the largest the expected range of temperature fluctuations, namely by that the frame is pressed apart or held in the pressed-apart position will.

Die Zeichnungen zeigen ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, und zwar ist Fig. r eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, einer beispielsweisen Anwendungsform der vorliegenden Erfindung an dem Rahmen und Läufer eines Kurskreisels und Fig. 2 ein Aufriß, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform der Erfindung, angewendet im Läuferlagergehäuse und Läufer eines Lotkreisels. The drawings show an application example of the invention, and although Fig. r is a plan view, partly in section, of an exemplary embodiment of the present invention on the frame and runner of a course gyro and Fig. Figure 2 is an elevation, partly in section, of another embodiment of the invention; used in the rotor bearing housing and rotor of a soldering gyro.

Wie in Fig. I gezeigt, beinhaltet die verbesserte Achsenlagerung einen Rahmen so um einen Kreiselläufer II. Der Rahmen IO kann rechteckigen Quer- Schnitt haben, wobei seinen Schmalseiten 12 größere Ouerschnittfläche gegeben wird als den Längsseiten 13. As shown in Fig. I, the improved axle includes bearings a frame so around a rotary rotor II. The frame IO can have rectangular transverse cut have, with its narrow sides 12 is given larger cross-sectional area than the Long sides 13.

Dadurch wird es den Seiten I3 ermöglicht, sich auszudehnen bzw. die in Abb. 1 gestrichelt gezeichnete Form einzunehmen, ohne daß Durchbiegung oder Verzerrung der Rahmenenden eintritt. Der Rahmen 10 wird zwecks Gewichtseinsparung vorzugsweise aus einer Leichtmetllegierung hergestellt, welche einen ziemlich hohen Wärmedehnungsbeiwert hat. Der RahmenIo kann mit den üblichen waagerechten Zapfen I4 versehen werden. Die Erfindung ist zwar in einem Kreiselläufer angewendet dargestellt, doch ist dadurch ihr Anwendungsgebiet keinesfalls darauf beschränkt.This enables the pages I3 to expand or the to assume the form shown in dashed lines in Fig. 1 without sagging or distortion the frame ends enter. The frame 10 is preferred in order to save weight made of a light alloy, which has a fairly high coefficient of thermal expansion Has. The frame IO can be provided with the usual horizontal pins I4. While the invention is shown applied in a gyroscope, it is thereby their field of application is by no means restricted to this.

Die Tragorgane der verbesserten Achsenlagerung in(l in der Achse der gegenüberliegenden Rahmenseiten 13 angeordnet. Jedes dieser axial angeordneten ()rgane beinhaltet ein Gehäuse 15, 15', einen feststehenden äußeren Kugellagerlaufring I6, I6' sowie ein Kugellager I7, 17'. Beide Lagerorgane sind im vorliegenden Fall in der Längsachse verstellbar, wobei die Gehäuse I5, I5' mit einem Außengewinde I8, I8' versehen sind und sich in axial einander gegenüberliegende Schraublöcher in den entsprechenden Rahmenseiten einschrauben lassen. Zur Schmierung der Lagerorgane sind Ölringe I9, I9' vorgesehen. Der Rahmen kann als irgendein Lagertragorgan angesehen werden, das jeder Vergrößerung des normalen Abstandes zwischen den beiden Lagerorganen wirksamen \\'iderstand entgegensetzt. The supporting members of the improved axle bearing in (l in the axle the opposite frame sides 13 arranged. Each of these axially arranged () rgane includes a housing 15, 15 ', a fixed outer ball bearing race I6, I6 'and a ball bearing I7, 17'. Both camp organs are in the present case adjustable in the longitudinal axis, the housing I5, I5 'with an external thread I8, I8 'are provided and are located in axially opposite screw holes screw into the corresponding frame sides. For the lubrication of the bearing organs oil rings I9, I9 'are provided. The frame can be viewed as any bearing support member that each increase in the normal distance between the two bearing organs effective \\ 'resistance opposed.

Der Kreiselläufer sitzt, zweckentsprechend befestigt, auf einer Achse 20. Im vorliegenden Fall sind entlang der Umfangsfläche des Läufers Schaufeln 21 vorgesehen, die dazu dienen, den auf diese Fläche aus einer Düse 22 gerichteten Luftstrahl aufzunehmen. The centrifugal rotor sits, appropriately attached, on an axis 20. In the present case, blades 21 are along the circumferential surface of the rotor provided, which serve the directed onto this surface from a nozzle 22 Absorb air jet.

Die auf die Schaufeln 2I auftreffende Luft dient so zum Antrieb des Kreiselläufers. Gemäß vorliegender Erfindung ist die Achse 20 röhrenförmig ausgeführt.The air hitting the blades 2I is used to drive the Centrifugal rotor. According to the present invention, the axis 20 is tubular.

Die Längsbohrung der Achse ist mit 20' bezeichnet.The longitudinal bore of the axle is denoted by 20 '.

Eine I)ruckversteifung 23 ist in der Achsenbohrung koaxial mit dieser befestigt, wie dies tieferstehend noch eingehender besprochen werden soll. Die beiden Enden der axial durchbohrten Achse 20 drehen sich in den einander gegenüberliegenden Lagerorganen I5 und i'. Die aus Fig. I ersichtlich, sind die so gelagerten Enden der Achse verjüngt. Die Versteifung 23 und die Achse 20 werden vorzugsweise aus Werkstoffen mit gleichem Ausdehnungsbeiwert oder aus ein und demselben Werkstoff hergestellt, wie etwa aus Feinstahl mit einem Ausdehnungsbeiwert, der niedriger ist als der des Rahmens 10. Weiter werden Versteifung und Achse wesentlich gleich lang gemacht, so daß sie bei Temperaturänderungen sich entweder gleichmäßig msdehnen oder gleichmäßig schrumpfen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Abstand der Lager trotz Temperaturschwankungen stets dem Abstand zwischen den Lagerstellen der Achse entspricht.A jerk stiffener 23 is coaxial with this in the axis bore attached, as this is to be discussed in more detail below. The two Ends of the axially pierced shaft 20 rotate in the opposite Storage organs I5 and i '. Those shown in Fig. I are the ends so supported the axis tapers. The stiffener 23 and the axis 20 are preferably made Materials with the same expansion coefficient or made of one and the same material made, for example, of fine steel with an expansion coefficient that is lower is than that of the frame 10. Further, the stiffening and axis are essentially the same made long so that they either expand evenly when the temperature changes or shrink evenly. This ensures that the distance the bearing, despite temperature fluctuations, always the distance between the bearing points corresponds to the axis.

Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, um die Versteifung 23, die in den Mittelpunkten ihrer beiden Enden mit Vertiefungen versehen ist, unter Druck festzuhalten. Diese in Fig. I gezeigten Mittel sind als Stellschrauben 24, 24' ausgebildet, die am Rahmen 10 in den gegenüberliegenden Lagergehäusen 15, I5' eingeschraubt sind. Diese Stellschrauben 24, 24' lassen sich in Gewinde in den gegenüberliegenden Gehäusen, die mit der Versteifung 23 und der Achse 20 koaxial angeordnet sind, einschrauben. Die Schraubverbindung dieser Mittel mit dem Rahmen macht letzteren in bezug auf die Versteifung nachstellbar. Die verjüngten nach innen gerichteten Enden der Stellschrauben 24, 24' greifen in die Vertiefungen in den Enden der Versteifung ein und ermöglichen das Auseinanderspreizen des Rahmens in der in Fig. I durch den Pfeil angedeuteten Richtung, wodurch wieder der Abstand der Lagerorgane entlang der Achse nach Wunsch eingestellt werden kann. Bei der Einstellung der Temperaturausgleichsorgane werden die Lagergehäuse I5, I5' im vorliegenden Fall nach innen geschraubt, bis der Rahmen etwas nach außen gespreizt wird. Dadurch bekommen die Lager einen kleinen Vordruck und die Achse 20 wird blockiert. Hierbei werden die Gehäuse wie angegeben einzeln und gleichzeitig gedreht, bis die Achse und der Läufer innerhalb des Rahmens zentriert sind. Die Stellschrauben 24, 24', die zunächst ein wenig in die Versteifung hineingeschraubt worden sind, werden nun weiter so nachgestellt, daß die Versteifung unter Druck eingespannt bleibt. Die Stellschrauben 24, 24' werden angezogen, bis der auf den Lagern lastende Vordruck von der Versteifung übernommen wird. Dies wird wirksam dadurch erzielt, daß man den Rahmen weiter in der Pfeilrichtung nach Fig. 1 auseinanderspreizt. Dabei sind dann die Stellschrauben 24, 24' so weit verdreht worden, daß der Achsenabstand der Enden der Versteifung vergrößert worden ist, so daß der Rahmen auf diese Weise den Abstand zwischen den Lagerungen bestimmt. There are also means provided to the stiffener 23, which in is depressed at the centers of both ends thereof, under pressure to hold on. These means shown in Fig. I are designed as adjusting screws 24, 24 ', which are screwed on the frame 10 in the opposite bearing housings 15, I5 '. These adjusting screws 24, 24 'can be threaded in the opposite housings, which are arranged coaxially with the stiffener 23 and the axis 20, screw in. The screw connection of these means with the frame makes the latter with respect to the stiffening adjustable. The tapered inward ends of the set screws 24, 24 'engage in the recesses in the ends of the stiffener and allow the spreading of the frame in the one indicated by the arrow in FIG Direction, whereby again the distance between the bearing organs along the axis as desired can be adjusted. When setting the temperature compensation organs are the bearing housing I5, I5 'screwed inwards in the present case until the frame something is spread outwards. This gives the warehouse a small form and the axle 20 is blocked. Here, the housings are individually as specified and rotated at the same time until the axis and the rotor are centered within the frame are. The adjusting screws 24, 24 ', which are initially screwed a little into the stiffener have been adjusted so that the stiffener is under pressure remains clamped. The adjusting screws 24, 24 'are tightened until the Storage burdening pre-pressure is taken over by the stiffener. This takes effect achieved by spreading the frame further apart in the direction of the arrow according to FIG. The adjusting screws 24, 24 'have then been turned so far that the axis distance the ends of the stiffener has been enlarged, making the frame that way determines the distance between the bearings.

Wird nun das Gerät, nachdem es bei mäßiger Temperatur eingestellt worden war, größerer Kälte ausgesetzt, so setzt sich der Spannung im Rahmen, der unter diesen Umständen stärker schrumpft als die Versteifung und die Achse, ein Widerstand seitens der Nachstellmittel und der Versteifung entgegen. In einem solchen Fall tritt eine Erhöhung des Druckes zwischen diesen Teilen auf und der Rahmen wird daran verhindert, sich so weit zusammenzuziehen, daß er sich an der Läuferachse festklemmen bzw. den Lagerdruck erhöhen könnte. Unter entgegengesetzten Temperaturbedingungen dehnt sich der Rahmen mehr aus als die Achse und die Versteifung. Dadurch wird der Druck zwischen Nachstellmitteln und Versteifung vermindert und wirkt sich nicht auf den Abstand der gegenüberliegenden Lagerungen aus. Es ist selbstverständlich, daß der anfänglich eingestellte Druck zwischen Versteifung und Nachstellmitteln genügend groß ist, um jederzeit wirksam zu bleiben. Now the device is set after it has been set at a moderate temperature had been exposed to severe cold, the tension builds up in the framework of the under these circumstances shrinks more than the stiffener and the axle Resistance on the part of the adjusting means and the stiffening against. In such a In this case, there is an increase in pressure between these parts and the frame becomes prevents it from contracting so far that it is on the rotor axis could jam or increase the bearing pressure. Under opposite temperature conditions the frame expands more than the axle and the stiffener. This will make the Pressure between adjusting means and stiffener is reduced and has no effect on the distance between the opposing bearings. It goes without saying that the initially set pressure between stiffening and adjusting means is large enough to remain effective at all times.

Nach durchgeführter Einstellung der Lager werden die Muttern 25, 25' auf die Stellschrauben 24, 24' aufgeschraubt um eine Verstellung der richtigen Einstellung zu verhindern. After the bearings have been adjusted, the nuts 25, 25 'screwed onto the adjusting screws 24, 24' in order to adjust the correct Prevent recruitment.

In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kreiselläufer 30 im Läufergehäuse 31 eines Lotkreisels eingebaut. Die verbesserte Lagerung entspricht im wesentlichen der vorstehend beschriebenen, wobei die Teile hier vertikal anstatt horizontal angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat die Versteifung 23' verjüngte oder konisch zulaufende Enden. Eines der einander axial gegenüberliegenden Lagergehäuse, 32, ist im unteren Ende des (.ehäuses 3I fest angebracht. Das andere Lager, 33, entspricht dem einen oder anderen der vorstehend beschriebenen Lager. Hier ist das innere Ende der Stellschraube 34 angebohrt, und diese Bohrung nimmt das ohere Ende der Versteifung 23' auf. Der vorstehende Teil der Stellschraube 34 kann zur Aufnahme der Gegengewichte 35 des Läufergehäuses verwendet werden. T)as Lagergehäuse 32 ist weiterhin mit einem Rubinträger 3b versehen, auf dem das untere Ende der Versteifung 23' gelagert ist. Diese Anordnung mit Stellschraube 34 ermöglicht es, die Versteifung in der oben beschriebenen Weise unter Andrllck festzuhalten. In the embodiment of the invention shown in FIG the rotary rotor 30 built into the rotor housing 31 of a soldering gyro. The improved Storage corresponds essentially to that described above, with the parts are arranged vertically instead of horizontally here. In this embodiment of the invention the stiffener 23 'has tapered or tapered ends. One of each other axially opposite bearing housing, 32, is in the lower end of the (.ehäuses 3I firmly attached. The other bearing, 33, corresponds to one or the other of the above described camp. Here the inner end of the adjusting screw 34 is drilled, and this hole takes the upper end of the stiffener 23 '. The preceding part the adjusting screw 34 can be used to hold the counterweights 35 of the rotor housing will. T) the bearing housing 32 is also provided with a ruby support 3b which the lower end of the stiffener 23 'is mounted. This arrangement with adjusting screw 34 allows the stiffener in the manner described above under Andrllck to hold on.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Axle bearing, characterized in that the Bearings are kept at a distance from each other, the bearing points of the axis corresponds, by means of a pressure device, including a stiffener, which is housed in the longitudinal bore of the axle and serves to support the bearing to hold against inwardly acting forces exerted by the frame, this stiffening is made of a material that has essentially the same coefficient of expansion how the material of the axle has.

2. axle bearing according to claim I, characterized in that between one end of the stiffener and the axle bearings one or more non-adjusting means are provided, whereby an adjustment of the bearing or ctcr bearing for the purpose of inclusion any play is made possible without clamping.

3. Axle bearing according to claim I or 2, characterized in that that the support frame is set in advance to such a tension during manufacture is that it triggers inward forces between the bearings during operation, wherein these forces are large enough to allow relaxation of the frame under normal temperature conditions to prevent.

4. axle bearing according to claim 3, characterized in that a or more adjustment means are provided, which from the stiffener against press the supporting frame and thus create constant tension in the frame.

5. axle bearing according to claim 4, characterized in that the Adjustment means consists of axially arranged adjusting screws with the ends the stiffening cooperate.

6. Axis storage according to claim 5 for the rotor axis of a course gyro, characterized in that the ends of the stiffener are drilled and the conical the tapered ends of the set screws extend into these holes.

7. Axis bearing according to claim 5 for the rotor axis of a plumb line, characterized in that the ends of the stiffener are tapered, the lower one End rests on a ruby carrier arranged in a stationary bearing carrier, while its upper end in a recess in the adjacent end of the set screw intervenes.

8. axle bearing according to claim 7, characterized in that the Adjusting screw is set up to accommodate the counterweights of the gyro.