DE850256C - Lager mit einer in verstellbaren Kugellagern laufenden Welle - Google Patents

Description

• Lager mit einer in verstellbaren Kugellagern laufenden Welle Die Erfindung betrifft ein Lager mit einer in verstellbaren Kugellagern laufenden Welle, besonders für Genauigkeitsinstrumente, z. B. veränderliche Kondensatoren, bei denen es mit Bezug auf die Länge der Welle erwünscht ist, die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur bedingten Änderungen in der Wellenlänge gegenüber dem Lagerabstand zu berücksichtigen.
• 13ei der üblichen Bauart war man mit Rücksicht darauf gezwungen, entweder eines der beiden Wellenlager mit einem verschiebbar auf der Welle angebrachten Innenring zu versehen oder für das die Wellenlager abstützende Gestell einen Werkstoff mit dem gleichen Ausdehnungskoeffizienten, wie derjenige der Welle zu verwenden. Sogar in diesem letzteren Fall können noch zulässige Spannungen auftreten, wenn die thermische Trägheit der Welle und des Gestells Verschieden ist, so daß sie bei Temperaturschwankungen zeitweise verschiedene Temperaturen annehmen können. Es ist ersichtlich, daß die Einstellung der Kugellager ernstlich gestört werden kann, indem bei Temperaturänderung entweder Lagerspiel oder ein abnorm hoher Druck auftritt, wobei die Torsion .im Gestell derart beschaffen sein kann, daß das betreffende Instrument nicht mehr die Genauigkeitsbedingungen erfüllt, die bei ihm beachtet werden müssen.
• Es ist der Zweck der Erfindung, in höchst einfacher Meise zu einer solchen Lagerungsgestaltung zu gelangen, daß die Einstellung des Lagers unabhängig von Längenveränderungen der Welle wird, so daß die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden. Zu diesem Zweck wird die Lagerbauart nach der Erfindung derart ausgestaltet, daß die Welle an einem Ende mit zwei vertieften Kugelbahnen versehen ist, in denen Kugeln laufen, die von zwei einander entgegengesetzt angeordneten Näpfen abgestützt werden, so daß durch gegenseitige axiale Verstellung der Näpfe das Lagerspiel beseitigt werden kann, sowohl in Richtung der Welle als auch quer hierzu, während das andere Ende der Welle zylindrisch ist und in einer einzigen Reihe von Kugeln aufruht, die ihrerseits zwischen zwei Näpfen mit einander zugewendeten Höhlungen verschlossen sind, so daß in diesem Lager das radiale Spiel beseitigt werden kann, ohne daß die Welle daran gehindert wird, sich in der Längsrichtung frei zu dehnen.
• Auf die vorstehende erläuterte Weise wird das Gestell des Instruments vollkommen frei von Kräften in Richtung der Welle gehalten, und das Lager an einem Wellenende wirkt auf höchst einfache Weise ausschließlich als radiales Lager, ohne daß dafür ein besonderer Unterteil auf der Welle erfordert wird, die an der Stelle dieses Lagers selbst überhaupt nicht auf besondere Weise bearbeitet zu werden braucht.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung befindet sich an jedem Wellenende die Napfbohrung eines einzigen Napfs im Boden eines Flansches, der beispielsweise in der betreffenden Endplatte des Gestells des Instruments mit nach außen gerichteter Napfhöhlung befestigt ist, wobei zu beiden Seiten ein entgegengesetzt orientierter Napf in einem Gewindeloch verstellbar von der Außenseite her in den in Frage kommenden Flansch geschraubt ist, und die Einrichtung derart getroffen ist, daß auf der einen Seite zwei in Vertiefungen der Welle liegende Kugelreihen und auf der anderen Seite eine einzige, auf dem glatten Ende der Welle laufende Kugelreihe von den Näpfen eingeschlossen werden. Es ergibt sich auf diese Weise eine sehr einfache Nachstellmöglichkeit der Näpfe, wobei das eine und das andere sich den bei solchen Kugellagern üblichen Ausgestaltungsformen vollkommen an.paßt.
• Es ist empfehlenswert, bei der Ausführung der Bauart nach der Erfindung Lagerelemente zu verwenden, welche die. zur Erzielung einer genau rollenden Kugelbewegung gestellten Bedingungen erfüllen, gemäß denen man die Näpfe mit einer kegelförmigen Bohrung ausgestalten kann, deren geradliniger Meridian die Umdrehungsachse unter einem Winkel von 19 bis 24°, zweckmäßig jedoch unter einem Winkel von 22°3o' schneidet, während der Meridian der anderen Laufflächen des doppelten Kugellagers kreisförmig ist und einen Krüm= mungsradius besitzt, der höchstens 5% mehr beträgt als derjenige der Kugel.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Die Figur zeigt, teilweise im Schnitt, das Gestell eines Drehkondensators, in dem die Welle auf die Weise der Erfindung von verstellbaren Kugellagern abgestützt wird. Das Gestell besteht aus Endplatten i, die mittels Distanzstücke 2 und Schrauben 3 im Abstand gehalten werden. In diesem Gestell befindet sich eine Welle 4, die mittels verstellbarer Kugellager abgestützt wird. Diese bestehen aus Flanschen 5 und 6, in deren Boden kegelförmige Bohrungen angebracht sind, deren Meridian die Umdrehungsachse unter einem Winkel von 22°3o' schneidet. Außerdem sind diese Flansche mit einem Innengewinde 7 bzw. ä versehen, in das Näpfe 9 und lo geschraubt sind, deren Lauffläche ebenfalls eine Neigung von 22°3ö gegenüber der Umdrehungsachse besitzt. Diese Näpfe werden in richtiger Lage mittels Gegenmuttern ii und 12 gesichert. Die Näpfe erfüllen in bezug auf ihre Form die gestellten Bedingungen, indem sie beim doppelten Lager mit Kugeln 13 zusammenwirken, die in Vertiefungen 14 von kreisbogenförmigem Profil laufen, die in der Welle 4 angebracht sind. Infolgedessen liegen die Berührungspunkte einer jeden Kugel einerseits mit dem kegelförmigen und andererseits mit der hohlen Lauffläche stets auf dem gleichen Kugeldurchmesser, so daß die Kugeln um eine Achse umlaufen, die parallel zum Meridian der Kegelfläche verläuft und in 15 bzw. 16 in Form einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Für die Vertiefungen 14 ist hierbei ein Profil gewählt, dessen Radius nur sehr wenig größer als der Kugelradius ist, z. B. um 0,02 mm, was in der Praxis für eine Kugel von 1/1s mm 2,5 °% des Kugelradius ist. Infolgedessen ergibt sich ein besonders vorteilhafter Lauf der Kugel in der Vertiefung, die ein Profil besitzt, das fast mit dem Kugelprofil übereinstimmt, aber gerade genügend frei läuft, um unerwünschte Reibung zwischen Flächen von verschiedener Umfanggeschwindigkeit zu verhindern. Beim einfachen Lager wird auch die theoretische Bedingung für die rein rollende Kugelbewegung erfüllt. Die Kugel in der von den beiden kegelförmigen Näpfen gebildeten Vertiefung wird ja eine rollende Bewegung vollführen, und zwar um *eine Achse parallel zu der Verbindungslinie der Berührungspunkte, d. h. parallel zur Mittellinie der Welle 4. Die Berührungspunkte der Kugel mit diesen Näpfen beschreiben daher Kreise in zwei zu dieser Welle senkrechten, parallelen Ebenen. Der Berührungspunkt der Kugel mit der Welle 4 beschreibt nun- einen Kreis in einer dritten, ebenfalls zu der Mittellinie der Welle 4 senkrechten und daher parallel zu den vorstehend erwähnten Ebenen liegenden Ebene. Jeder Berührungspunkt beschreibt somit seine eigene Bahn um die gleiche Achse, so daß die Kugel rein rollt. Es ist zu bemerken, daß, obgleich die Neigung der Näpfe nicht an einen bestimmten Winkel gebunden ist, es erwünscht ist, diesen nicht zu stark zu machen, zweckmäßig 22°3o 5 wobei selbstverständlich beide Näpfe mit der gleichen Neigung ausgebildet werden müssen.

Claims (3)

1. PATEN T A N S P P Ü C I I E i. Lager mit einer in verstellbaren Kugellagern laufenden Welle, besonders für Genauigkeitsinstrumente, z. B. veränderliche Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle an einem Ende mit zwei vertieften Kugelbahnen versehen ist, in denen Kugeln laufen, die von zwei einander entgegengesetzt angeordneten Näpfen abgestützt werden, so daß durch gegenseitige axiale Verstellung der Näpfe das Lagerspiel sowohl in Richtung der Achse als auch quer hierzu beseitigt werden kann, während das andere Ende der Welle zylindrisch ist und in einer einzigen Reihe von Kugeln aufruht, die ihrerseits zwischen zwei Näpfen mit einander zugewendeten Höhlungen verschlossen sind, so daß in diesem Lager das radiale Spiel beseitigt werden kann, ohne daß die Welle daran gehindert wird, sich in der Längsrichtung frei zu dehnen.
2. 2. Lager nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Wellenende die Napfbohrung eines einzigen Napfs im Boden eines Flansches angebracht ist, der z. B. in der betreffenden Endplatte des Gestells des Instruments mit nach außen gerichteter Napfhöhlung befestigt ist, wobei zu beiden Seiten ein entgegengesetzt orientierter Napf verstellbar in einem Gewindeloch von der Außenseite her in den in Frage kommenden Flansch geschraubt ist, und die Einrichtung derart getroffen ist, daß auf der einen Seite zwei in Vertiefungen der Welle liegende Kugelreihen und auf der anderen Seite eine einzige, auf dem glatten Ende der Welle laufende Kugelreihe von den Näpfen eingeschlossen werden.
3. 3. Lager nach Anspruch t oder a, dadurch gekennzeichnet, daß die Näpfe mit kegelförmigen Bohrungen ausgestaltet sind, deren Meridian die Umdrehungsachse unter einem Winkel von z9 bis a4°, zweckmäßig von 22°3ö schneidet, während der Meridian der anderen Laufflächen des doppelten Kugellagers kreisförmig ist und einen Krümmungsradius besitzt, der höchstens 5% mehr beträgt als derjenige der Kugel.