DE850365C

DE850365C - Impact and play-free storage of spindles for precision machining by means of two bearings, of which at least one can be adjusted and readjusted

Info

Publication number: DE850365C
Application number: DEL765D
Authority: DE
Inventors: Ernst Leitz Dr Jun; Wilhelm Schaefer
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1941-11-13
Filing date: 1941-11-13
Publication date: 1952-09-25

Description

Schlag- und spielfreie Lagerung von Spindeln für Feinstbearbeitungsmaschinen mittels zweier Lagerstellen, von denen mindestens eine ein- und nachstellbar ist Die Erfindung bezieht sich auf eine schlag- und spielfreie Lagerung von Wellen, Spindeln od. dgl. mittels Gleitlager; sie wird vorzugsweise angewandt für die genaue Lagerung von Wellen oder Spindeln, beispielsweise zum Zentrieren von Linsen oder für Schleifspindeln und ähnliches.Impact and backlash-free bearing of spindles for precision processing machines by means of two bearings, of which at least one can be adjusted and readjusted The invention relates to an impact and play-free storage of shafts, Spindles or the like by means of plain bearings; it is preferably applied for the exact Storage of shafts or spindles, for example for centering lenses or for grinding spindles and the like.

Nachstellbare Gleit- und Kugellageranordnungen sind an sich bekannt. Sie hatten jedoch den Nachteil, daß sie nicht genügend schlagfrei arbeiten, um hohen Genauigkeitsanforderungen zu genügen. Die bei diesen bekannten Lagerungen vorgesehene Anordnung und Gestalt der Lagerflehen begünstigte sogar durch das Nachstellen das Schlagen des gelagerten Teiles. Man hat auch bereits sphärisch gekrümmte Lagerflächen bei Pfannenlagern vorgeschlagen, die dazu dienten, ein Pendeln des gelagerten Teiles zu ermöglichen. Auf eine genaue schlag- und spielfreie Lagerung von Wellen, Spindeln od. dgl. kam es dabei nicht an.Adjustable sliding and ball bearing arrangements are known per se. However, they had the disadvantage that they did not work smoothly enough to achieve high To meet accuracy requirements. The one provided in these known bearings The arrangement and shape of the camp supplications even favored this through the adjustment Hitting the stored part. You also have spherically curved bearing surfaces suggested for socket bearings, which were used to pendulum the supported part to enable. For precise, impact-free and backlash-free mounting of shafts and spindles or the like did not arrive.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine schlag- und spielfreie Lagerung hoher Genauigkeit für Spindeln, Wellen od. dgl. mittels zweier Lagerstellen zu schaffen, von denen mindestens eine eir-und nachstellbar ist. Sie schlägt zu diesem Zweck vor, die aufeinander gleitenden Rotationsflächen sphärisch gekrümmt zu machen und derart anzuordnen, daB die 'KrümmungsmittelpunktederLagerstellen nicht zusammenfallen. Die Nach- und Einstellung . der Lagerung erfolgt vorzugsweise durch eine .Differentialgervindeanordnung.The invention now sets itself the task of an impact and play-free Storage of high accuracy for spindles, shafts or the like by means of two bearings to create, of which at least one is adjustable and adjustable. She strikes for this purpose, the surfaces of revolution sliding on one another are spherically curved and to arrange them in such a way that the centers of curvature of the bearing points do not to coincide. The adjustment and adjustment . the storage takes place preferably by a .Differentialgervindeanordnung.

In weiterer Ausführung der Erfindung wird eine selbsttätige Nachstellung der Lagerung dadurch erzielt, daß eine Torsionsfeder den einen Lagerkörper gegenüber seinem Gegenkörper unter Zuhilfenahme eines Schraubengewindes entgegen, :der Laufrichtung drehend verstellt.In a further embodiment of the invention there is an automatic adjustment the storage achieved in that a torsion spring opposite the one bearing body counter to its counter body with the aid of a screw thread: the direction of travel rotating adjusted.

Die Laufeigenschaften dieser Lagerung werden erfindungsgemäß dadurch günstig beeinflußt, daß die aufeinander laufenden Gleitflächen von ihrem größten Durchmesser an tragend eingeschliffen werden. Hierdurch wird eine gute Zuführung des Ölfilms in das Lagerinnere erzielt. Um einen guten Ülanl.auf zu erzwingen, wird erfindungsgemäß der nicht umlaufende Lagerkörper etwa am größten Durchmesser der Gleitfläche mit einer Ölnut versehen, die zur Aufnahme und .Abführung des in das Lager gezogenen Öles dient und mit einer Vorratskammer, gegebenenfalls über eine Kühlkammer, in Verbindung steht. Zur Entlastung der erfindungsgemäßen, hochempfindlichen Lagerung wird in weiterer Ausführung der Erfindung der Antrieb der Welle, Spindel od. dgl. unabhängig von dieser gelagert, so daß auf :die Welle lediglich ein reines Drehmoment ohne Querkräfte übertragen wird.According to the invention, the running properties of this storage are thereby achieved has a favorable effect that the sliding surfaces running on one another from their largest Diameter to be ground on load-bearing. This makes a good feed of the oil film achieved in the interior of the bearing. In order to force a good Ülanl.on, will according to the invention the non-rotating bearing body approximately at the largest diameter of the Provide the sliding surface with an oil groove, which is used to receive and discharge the into the Used oil drawn from stock and with a storage chamber, possibly via a Cooling chamber, is in communication. To relieve the highly sensitive according to the invention In a further embodiment of the invention, storage is the drive of the shaft, spindle Od. The like. Mounted independently of this, so that on: the shaft only a pure Torque is transmitted without lateral forces.

Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen die Abb. i und 2 zwei Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes.Details of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, namely, Figs. i and 2 show two possible embodiments of the subject matter of the invention.

Die schlag- und spielfrei zu lagernde Welle i ist im Innern eines Gehäuses '2 angeordnet, das seiner-' seits in einem Tragarm, @Maschinenrahnien, Gehäuse od. dgl. 3 befestigt ist. Mit dem einen Wellenende fest verbunden ist der Gleitkörper 4 mit sphärisch gekrümmter . G.leitflläche 5. Dieser Gleitkörper 4 stützt sich auf einen fest im Gehäuse 2 ;angeordneten Gegenkörper 6 ab, der ebenfalls eine sphärisch -gekrümmte Gleitfläche aufweist, das andere Wellenende trägt ebenfalls einen Gleitkörper B. Dieser iGleitkörper 8 stützt sich ebenfalls wieder gegen einen fest im Gehäuse 2 angeordneten Gegenkörper 9 ab. fluch bei diesen Lagerkörpern sind die Gleitflächen sphärisch gekrümmt. Die Lagerkörper 6 und 9 werden durch Verschraubung i o, i i in dem Gehäuse 2 gehalten, wobei gegebenenfalls noch besondere, an sich bekannte Mittel zur öldichten Einschließung vorgesehen sein können. Der Gleitkörper 4 kann ebenfalls mittels einer einfachen gekenterten Verschraubung 12 fest mit dem Wellenende verbunden sein. Eine gleiche Befestigung kann auch für den anderen Lagerkörper 6 vorgesehen sein, wobei die Nach- und Einstellung der Lagerung dann durch bloßes Nachstellen der Verschraubung erfolgt.The shaft i, which is to be supported without impact and play, is inside one Housing '2 arranged, which in turn' in a support arm, @Maschinenrahnien, Housing od. Like. 3 is attached. The is firmly connected to one end of the shaft Slider 4 with spherically curved. G.leitflläche 5. This sliding body 4 is supported on a fixed in the housing 2; arranged counter body 6, which also has a Has spherically curved sliding surface, the other shaft end also carries a sliding body B. This sliding body 8 is also supported again against a Fixed in the housing 2 arranged counter body 9 from. curse are with these bearing bodies the sliding surfaces are spherically curved. The bearing bodies 6 and 9 are screwed together i o, i i held in the housing 2, with possibly special ones per se known means for oil tight containment may be provided. The sliding body 4 can also by means of a simple capsized screw connection 12 firmly with the Be connected to the shaft end. The same fastening can also be used for the other bearing body 6 may be provided, the readjustment and setting of the storage then by mere Readjustment of the screw connection takes place.

Eine bessere und feinfühligere Ein- und Nachstellung wird jedoch erzielt mittels einer Differentialgewindeordnung. Zu diesem Zweck ist der auf einer Buchse 7 am Wellenende gelagerte Lagerkörper 8 auf einer Buchse 1 am Wellenende gelagert, wobei die Buchse 7 mit Gewinde 13 versehen ist. In dieses Gewinde einschraubbar ist eine Ringverschraubung 14, die mittels eines weiteren Gewindes 15 gleichzeitig mit der Welle r verschraubt ist. Dabei ist die Steigung des Gewindes 'i5 unterschiedlich gegenüber der Steigung des Gewindes 13, so daß eine Verstellung der Buchse 7 und damit des Lagerkörpers 8 gegenüber der Welle i bzw. dem Lagerkörper 9 nur nach Maßgabe dieser Steigungsdifferenz erfolgt. Eine Kontermutter 16 dient zur Sicherung der Einstellung. Der Lagerkörper 8 ist mittels der gekonterten Verschraubung 17 auf der Buchse 7 befestigt. Die Übertragung des Drehmomentes von der Welle auf die Buchse 7 erfolgt durch einen Mitnehmer 18 und von,der Buchse 7 auf den Gleitkörper 8 durch einen Mitnehnrer i9.A better and more sensitive adjustment and readjustment is achieved, however, by means of a differential thread arrangement. For this purpose, the bearing body 8 mounted on a bush 7 at the shaft end is mounted on a bush 1 at the shaft end, the bush 7 being provided with a thread 13. An annular screw connection 14 can be screwed into this thread and is screwed simultaneously to the shaft r by means of a further thread 15. The pitch of the thread 'i5 is different from the pitch of the thread 13, so that an adjustment of the bushing 7 and thus of the bearing body 8 relative to the shaft i or the bearing body 9 only takes place in accordance with this pitch difference. A lock nut 16 is used to secure the setting. The bearing body 8 is fastened to the socket 7 by means of the locked screw connection 17. The torque is transmitted from the shaft to the bushing 7 by a driver 18 and from the bushing 7 to the sliding body 8 by a driver 19.

Etwa in der Nähe des größten Durchmessers der Gleitflüche ist jeweils in den beiden feststehen-,den Lagerkörpern 6 und 9 eine Ölnut 20 und 21 vorgesehen, die zur Aufnahme und Abführung des in das Lager hineingezogenen Öles dient. Je eine Bohrung oder Aussparung 22 und 23 dient zur Abführung des Öles in eine Vorratskammer 24, die beispielsweise durch den zwischen Gehäuse 2 und Welle i verbleibenden Hohlraum gebildet wird und von wo aus das Ü1 wieder zur Eintrittsstelle in den Gleitkörper fließen kann (Abt. i). Statt der unmittelbaren Zuführung des Öles in die Vorratskammer kann das 0I auch' erst einer Kühlvorrichtung zugeführt werden, die beispielsweise aus einem durch eine Buchse 32 gegen den Vorratsraum' abgeschlossenen Schnecken- oder Gewindegang 25 bestehen kann und nach dessen Durchlaufen das 01 erst wieder in die Vorratskammer gelangt (Abb.2).Approximately in the vicinity of the largest diameter of the sliding surfaces, an oil groove 20 and 21 is provided in each of the two fixed, the bearing bodies 6 and 9, which is used to receive and discharge the oil drawn into the bearing. One hole or recess 22 and 23 each serves to drain the oil into a storage chamber 24, which is formed, for example, by the cavity remaining between housing 2 and shaft i and from where the Ü1 can flow back to the point of entry into the sliding body (Section i ). Instead of the oil being fed directly into the storage chamber, the OI can also first be fed to a cooling device which, for example, can consist of a screw or thread 25 closed off from the storage space by a bushing 32 and after which the OI can only be returned to the The storage chamber (Fig.2).

An Stelle der Ein- und Nachstellung mittels einfacher Verschraubungs- oder Differentialgewinde ist bei der Ausführung nach Abb.2 eine selbsttätige Ein- und Nachstellung vorgesehen, die aus einer im Innern des Gehäuses 2 angeordneten Torsionsfeder 26 (besteht, die sich mit ihrem einen Ende gegen das entsprechend ausgebildete Gehäuse 2 und mit ihrem anderen Ende gegen den sich an der ständigen Drehbewegung nicht beteiligten Lagerkörper 27 abstützt. Der eigentliche Gleitkörper 4 ist durch einfache, gegebenenfalls gekonterte Verschraubung mit der Welle i fest verbunden, während der Gleitkörper 27 mittels eines Gewindes 28 im Gehäuse 2 ,dreh- und verstellbar gelagert ist. Das andere, in der Zeichnung nicht dargestellte Wellenende ist in der aus der Einrichtung nach Abb. i bekannten Weise ohne besondere Einstellmöglichkeiten gelagert. Die Einstellung und selbsttätige Nachstellung erfolgt dadurch, daß bereits beim Zusammenbau der Torsionsfeder eine gewisse Verspannung gegeben wird, so daß unter der Wirkung dieser Verspannung der Lagerkörper 27 drehend gegen den Gleitkörper 4 gepreßt wird, wobei sich der Anpreßdruck nach der gewählten Verspannung der Torsionsfeder bestimmt. Durch die besondere Ausbildung der Lagerfläche wird aber durch diese Anpressung stets die gewollte Zentrierung der Welle erreicht. Ein entstehendes Abnutzungsspiel gleicht sich unter der Wirkung der Torsionsfeder durch verschiedenes Drehen des Lagerkörpers selbsttätig aus, so daß die spiel- und schlagfreie Lagerung stets beibehalten wird. Der Steigungssinn des Bewegungsgewindes 28 zwischen Lagerkörper 27 und Gehäuse 2 ist dabei zweckmäßig gleich dem Drehsinn der Welle zu wählen, damit kein ungewolltes Verspannen der beiden Lagerkörper unter dem Einfluß der an den Gleitflächen auftretenden Reibungskräfte eintreten kann.Instead of adjustment and readjustment by means of simple screwing or differential thread is an automatic and adjustment is provided, which consists of a arranged inside the housing 2 Torsion spring 26 (consists of one end against the corresponding trained housing 2 and with its other end against the standing on Rotary movement not involved bearing body 27 is supported. The actual sliding body 4 is fixed to the shaft i by means of a simple screw connection, possibly locked connected, while the sliding body 27 by means of a thread 28 in the housing 2, rotatable and is adjustable. The other shaft end, not shown in the drawing is in the manner known from the device according to Fig. i without special setting options stored. The setting and automatic readjustment takes place in that already when assembling the torsion spring a certain tension is given, so that under the action of this bracing, the bearing body 27 rotates against the sliding body 4 is pressed, the contact pressure depending on the selected tensioning of the torsion spring certainly. Due to the special design of the bearing surface, however, this pressure always achieved the desired centering of the shaft. An emerging game of wear and tear equals under the action of the torsion spring by rotating the bearing body in different ways automatically, so that the play and impact-free storage is always maintained. The direction of pitch of the movement thread 28 between the bearing body 27 and the housing 2 it is advisable to choose the same direction of rotation of the shaft so that there is no unwanted movement Bracing of the two bearing bodies under the influence of those occurring on the sliding surfaces Frictional forces can occur.

Zur Entlastung der erfindungsgemäßen Lagerung von durch den Antrieb od. dgl. bedingten Querkräften ist bei der Einrichtung gemäß Abb. 2 die Antriebsscheibe 29 mittels einer besonderen Lagerung, beispielsweise derKugellagerung3o, unmittelbar im Gehäuse 2 gelagert. Die Übertragung des Drehmomentes auf die Welle i erfolgt in bekannter Weise mittels der Feder 31. In order to relieve the bearing according to the invention from transverse forces caused by the drive or the like, in the device according to FIG. The torque is transmitted to the shaft i in a known manner by means of the spring 31.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die aufeinander gleitenden Flächen der Lagerkörper sphärisch gekrümmt. Gerade die sphärische Krümmung dieser Lagerlccirper läßt sich technisch einwandfrei mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit herstellen. Dabei ist ein besonderer Vorteil die Tatsache, claß sich die sphärisch gekrümmten Flächen einläppen lassen und so einen außerordentlichen hochwertigen Sitz und gute Laufeigenschaften des Lagers gewährleisten. Die aufeinander gleitenden eingelappten Flächen ermöglichen einen Schmierzustand des Lagers, der wohl als ideale Flüssigkeitsbeschreibung bezeichnet werden kann. Die Walil geeigneter Werkstoffe für die Lagerkörper, beispielsweise hochwertiger Stahl für einen oder beide Lagerkörper jeder Lagerung, der gegebenenfalls auch gehärtet wird, ergibt eine weitere Verbesserung der Lauf- und Verschleißeigenschaft der so ausgebildeten Lagerung. Für die genaue und hochwertige Herstellung derartiger Lager mit sphärisch gekrümmten Flächen lassen sich besonders vorteilhaft die bekannten optischen Kontrollmittel für den Einpaß- und Läppvor-gang verwenden.In the illustrated embodiments, the sliding on each other Surfaces of the bearing body are spherically curved. Just the spherical curvature of this Lagerlccirper can be technically flawless with high machining accuracy produce. A particular advantage is the fact that it is spherical lapping curved surfaces and thus an extraordinarily high quality Ensure that the bearing is seated and running smoothly. The sliding one on top of the other Collapsed surfaces enable the bearing to be lubricated, which is probably considered ideal Fluid description can be designated. The walil of suitable materials for the bearing body, for example high quality steel for one or both bearing bodies any storage, which is optionally also hardened, results in a further improvement the running and wear properties of the bearing designed in this way. For the exact and high-quality manufacture of such bearings with spherically curved surfaces the known optical control means for the fitting and use lapping process.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Impact and play-free storage of spindles for Precision machining by means of two bearings, of which at least one is adjustable and adjustable, characterized in that the sliding on each other Rotational surfaces are spherically curved and the centers of curvature of the bearings do not coincide.

2. Storage, in particular according to claim i, characterized in that that the readjustment and adjustment of the storage by means of a differential thread arrangement he follows.

3. Storage according to claims i and / or 2, wherein the adjustment and readjustment takes place by means of a spring arrangement, characterized in that a torsion spring the one bearing body opposite its counter body with the aid of a screw thread rotated against the direction of rotation.

4. Storage according to claims i to 3, characterized in that the sliding surfaces running on one another of their the largest diameter is ground in and, if necessary, included, preferably at least one bearing body made of high quality, possibly highly tempered Steel is made.

5. Storage according to claims i .to 4, characterized in that that the non-rotating bearing body is approximately at the largest diameter of the sliding surface is provided with an oil groove for receiving and discharging the lubricating oil, the Oil groove in connection with a storage chamber, if necessary via a cooling chamber stands.

6. Storage according to claims i to 5, characterized in that the drive of the shaft, spindle and the like is mounted independently of the shaft bearing on this, so that a pure torque is transmitted from the drive to the shaft without transverse forces. Cited references: British Patent No. 491,781; French Patent No. 543,328; German Patent No. 87 872; USA. Patent Nos. 2,213,432, 2,205,876, 1,647,523, 1,448,157, 1,193,648, 1,186,839, 538,055.