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Wälzlagereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wälzlagereinrichtung,
bei der das Lager in einer oder mehreren Membranen genalten ist, und bei der die
Welle im wesentlichen rechtwinklig zur Membran steht.
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Die Erfindung besteht darin, daß, die Membran mit Zungen. versehen
ist, die eine Nabe bilden und mit Reibung gegen das Lager anliegen. Diese Konstruktion.
stellt sich in, der Herstellung relativ billig, da die einzelnen Teile reicht mit
so genauen Toleranzen bearbeitet zu werden brauchen wie bei den früher vorgeschlagenen
Lösungen.
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Durch die Zeichnungen. werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht.
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Fig. F ist ein: Längsschnitt durch den Motor und das Flügelrad eines
Staubsaugers; Fig.2 ist eine Seitenansicht eines Teilstückes der Membran in der
Richtung des Pfeils 2 in Fig.z gesehen; Fig. 3 ist ein Schnitt durch die genannte
Membran; Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Scheibe in der durch den Pfeil 4 in
Fig. r gezeigten Richtung; Fig. 5 ist ein Schnitt, der einem Teil von Fig. r entspricht,
jedoch eine alternative Konstruktion. zeigt; die Fig. 6 und 7 stellen entsprechende
Schnitte anderer Konstruktionen dar; Fig. 8 ist ein Teilstück in der durch die Pfeile
8 in Fig. 7 angegebenen Richtung gesehen, und Fig. 9 ist ein anderes Teilstück in,
der Richtung besehen, die durch die Pfeile 9 in Fig. 7 angedeutet sind;
Fig.
-o ist ein. Längsschnitt eines weiteren El.ektr omotors mit Gehäuse; Fig. ii ist
ein Schnitt der Membran in Fig. io; Fig. 12 ist ein Schnitt einer anderen Lagereinrichtung;
Fig. 13 ist ein Teilstück in der durch den Pfeil 13 in Fig. 12 angegebenen Richtung
gesehen; Fig. 14 ist ein Schnitt entsprechend Fig. 12, jedoch einer anderen Konstruktion
und Fig. 15 ein Längsschnitt einer Walze, die auf einer Spindel montiert ist.
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Bei der in. den Fig. i bis 4. gezeigten Konstruktion bezeichnet die
Ziffer 2o den Rotor eines Staubsaugermotors, der auf einer Welle -21 in einem, Gehäuse
23 montiert und mit einem Kommutator 22 ausgerüstet ist. Die Welle zi ist an ihren
beiden Enden 24 und =5 abgedreht, um Sitze für die Kugellager zu bilden. Das Wellenende
25 ragt aus dem Lager heraus und trägt das. Flügelrad 26. Der Außenring 27 des Lagers
24 auf dem linken Wellenende ist mit geeigneter Passung in das Gehäuse 23 eingebaut,
und der Inn,enrin;g 28 liegt gegen die durch das Abdrehen des Zapfens 24 auf der
Welle gebildete Schulter an. Der Innenring 29 des anderen Lagers. liegt gegen eine
entsprechende, nach der .entgegengesetzten: Seite gerichtete Schulter an, und der
Außenring 3o dieses Lagers wird durch Reibung von einer Anzahl Zungen 31 festgehalten,
die an einer federnden, scheibenartigen Membrane 32 sitzen. Die äußere Kante der
Membran ist mittels Schrauben 33 am Gehäuse 23 befestigt. Die Membran hat einen
zylindrischen Teil, der gegen die innere Fläche des Gehäuses anliegt. Sind die Teile
zusammengebaut und werden die Schrauben 33..angezogen, wird die Membran 32 so gebogen,
daß sie einen Druck auf den Lagerauß,en.ring 3o ausübt, wodurch die Welle 21 an.
der Kommutatorseite gegen den Innenring 28 gedrückt wird. Mit anderen Worten, die
für die verschiedenen Teile gewählten axialen Abmessungen sind so beschaffen, daß
die Membran 32, nachd@:in sie festgeschraubt worden ist, eine etwas gewöll;te Form
annimmt und dabei die Lager axial belastet. Die Zungen 31 werden dabei gezwungen,
fest um den Lageraußenring 3o zu greifen. Eine mit Zacken versehene lose Scheibe
' 34 (in Fig. 4 gezeigt) ist zwischen der .Membran 32 und, der n.aheliegenden Seitenfläche
des Lagerringes 30 angebracht, -wodurch die Membran einen axialen Druck gegen
den. Ring 3o ausüben kann. Die lose Scheibe 34 kann aus Gußeisen bestehen oder aus
einem geeigneten th-ermoplastisch-en, Material. Die Ringe der gezeigten Lager sind
so ausgestaltet, daß sie von den. Kugeln daran verhindert ---erden, sich in axialer
Richtuni im Verhältnis zueinander wesentlich: zu verschieben. Es können selbstverständlich
anstatt Kugeln auch andere Roll liörper verwendet werden.
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Die Zungen 31 können -entweder so angeordnet sein, daß sie im wesentlichen
einen rechten Winkel mit der NI.embran 32 bilden, oder so, daß sie eine kleine
Sc'hi.efstellung,einnehmen, so daß ihre freien Enden einen anderen Durchmesser bilden
als ihre Fußenden. Sie können gerade sein, -wie in Fig."i gezeigt, oder etwas gekrümmt,
wie in Fig.3. Die Form und Einstellung der Zungen ist von dem, verwendeten Werkstoff
und den Abmessungen der verschiedenen Teile abhängig, z. B. von der Dicke der Zungen
und der Membran, den federnden Eigenschaften des Werkstoffes und von: der Größe
der gewünschten Formänderungen, nachdem die Teile in der Einbaulage befestigt sind.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion. wird z. B. für eine Membran. mit 122 mm
Durchmesser am besten, eine nitrierte Platte aus Stahl. mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt
und einer Dicke von 44 mM verwendet. Der mittlere Teil der Platte wird ausgestanzt
und zu einer Schale ausgeformt. Darauf wird um die mittlere Öffnung ein einteiliger
Ring aufgezogen, aus welchem die Zungen, ausgeschnitten werden. Aus diesem Ring
werden Zungen mit einer Gesamtlänge von etwa 14 mm ausgeschnitten. Für ein. Lager
mit 4o mm Manteltdurchmesser werden am besten Zungen mit gleicher Breite und parallelen
Seiten mit einem Zwischenraum von etwa 3 mm (-entsprechend etwa ein Drittel der
Zungenbreite) vorgesehen. Die Flächen der Zungen sind somit gerundet, so daß sie
mit der Form des Lagers übereinstimmen, und die Füße der Zungen werden. am besten
durch eine Rundung mit der Membran verbunden. Für ein. Lager mit 40 mm Manteldurchmesser
liegt der innere Durchmesser der Zunge am besten zwischen 4o,2 und 4o mm. Für die
Herstellung ist es sehr vorteilhaft, daß eine so große Toleranz wie 0,2 mm verwendet
werden kann. Der Ring, aus dem. die Zungen. ausgeschnitten, werden, ist am besten
in axialer Richtung gekrümmt, so daß die Zungen in dieser Richtung ein konvexes
Profil mit einem Krümmungshalbmesser von, etwa 150 mm erhalten, dessen Mitte
9 mm von der Membran entfernt liegt. Die Membran selbst ist in unbelastetem Zustand
flach; um. ihre Federungsfähigkeit zu erhöhen, wird sie mit Löchern 35 versehen.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion ist die Membran 32 mit einem
nach außen gerichteten zylindrischen Teil 3,6 und Hülsen 3.7 versehen, die gegen.
Vertiefungen, 38 im Gehäuse 23 für die Befestigungsschrauben 33 anliegen. Anstatt
der früher beschriebenen losen Scheibe 34 ist die Membran 32 mit Zungen 39 versehen,
die sich radial nach, innen zwischen die Zungen erstrecken und gegen die Seitenfläche
3o des Lagerringes anliegen.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion ist die ;Membran mit einem
zylindrischen kand,4o versehen, der so gerichtet ist, daß er gegen die äußere Fläche
des Lagergehäuses 23 anliegt. An den mittleren Teil der Membran 32 ist in
geeigneter Weise, beispielsweise durch Nieten, eine dünne Metallscheibe angebracht,
die in. der Mitte eine Vertiefung hat und zwei Funktionen erfüllt. Der ebene Teil
41 der :Metallscheibe liegt gegen die Seitenfläche des Lagerringes 3o an, auf welchen
sie einen axialen Druck ausübt, so daß der Innenring des Lagers gegen eine Dichtung
46 gedrückt wird, die gegen die Schulter auf der Welle zi anliegt. Der mittlere
Teil der Scheibe 42 reicht genügend nah-,
an eine auf der Welle
sitzende Hülse 43 heran, so daß diese Organe zusammen eine Dichtung bilden.
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Bei der in den Fig.7 bis 9 gezeigten Konstruktion sind im, äußeren
Umkreis der Membran 32 Ausschnitte angebracht, welche Zungen 44 bilden, die mit
Zungen 45 in Eingriff gebracht werden können, welche sich vom Gehäuse 23 nach innen
erstreckten. Die Zwischenräume zwischen. den Zun, gen 45 sind genügend groß, um
die Einführung der Membran zuzulassen.; darauf wird die Membrav so gedreht, daß
die Zungen 44 gegen die hinteren Flächen der Zungen 45 anliegen. An ihrem m,ittleren
Teil ist die Membran mit Zungen 39 versehen, die den früher im Zusammenhang
mit Fig. 5 beschriebenen ähneln, es ist jedoch ein Dichtungsorgan 46 zwischen den
Zungen 39 und dem Lagerring 3o angebracht. Bei der gezeigten Konstruktion ist das
Wellenende 25 nicht abgedreht. Anstatt dessen ist in der Welle eine Nut 77 angebracht,
in welcher ein Sprengring 78. liegt, der eine Schulter für den Lagerring 29 bildet,
der an der anderen Seite gegen eine Hülse 43 anliegt.
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Die Konstruktion nach den Fig. io und ii zeigt einen Elektromotor
mit einem Rotor 47, der in einem zylindrischen Gehäuse 48 und auf .der Welle 49
montiert ist, deren. Enden 5o und 51 abgedreht sind. An. jedem Ende des Gehäuses
ist eine Membran 32 mit Zungen 31 der früher beschriebenen Art befestigt, die gegen
den Lagerring 30 eines Wälzlagers anliegt, dessen Innenring gegen ein Dichtungsorgan52
anliegt, welches seinerseits gegen die Schulter auf der Welle 49 sich stützt. Die
Membran 32 ist so angeordnet, daß die Zungen, 31 axial nach innen gerichtet sind.
Zwischen. jeder Membran und dem zugehörigen Lageraußenring ist eine mit Zacken,
versehene lose Scheibe 53 angebracht, die der früher beschriebenen Scheibe 34 entspricht.
Wenn die Membran am Gehäuse befestigt ist, übt sie einen Druck aus, der die Lager
gegen die Schultern drückt. Wie aus Fig. i i hervorgeht, werden die Zungen 31 so
gestaltet, daß ihre freien Enden 54 auf einem anderen Durchmesser liegen als die
Enden 55.
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Bei der in den Fig. 12 und 13 gezeigten Konstruktion dienen die Membranen
nicht zur Ausübung eines axialen Druckes auf eine Welle, sondern lediglich zur Fixierung
der Lage eines Lagers. Bei dieser Konstruktion, rollen die Rollen 56 unmittelbar
auf dem Umfang der Welle 57 und werden von einem Ring 58. umgeben. Die Mantelfläche
des Ringes 58 liegt mit Reibung gegen die zwischen einander eingeschobenen Zungen
31 zweier gegeneinandergerichteter Membranen 32 an, die am Rahmen 59 festgenietet
sind. Diese Membranen werden anfänglich etwas ,gewölbt ausgestattet,. nach der Befestigung
am. Rahmen 59 werden. sie jedoch flach, wie in Fig. 12 angegeben. Die Zungen werden
dabei gegen den Lagerring'58 gedrückt, und die beiden Membranen drücken gegeneinander
und. arbeiten zusammen, um die Lage .des Lagers im, Verhältnis zum Rahmren 59 festzulegen.
Zwischen den Membranen 32 und dem Lagerring 58 sind ebene, mit Zacken versehene
Scheiben 6o angebracht, wodurch die Membranen in. den Stand gesetzt werden, einen
axialen Druck gegen den Lagerring auszuüben. Diese Scheiben dienen auch zum Führen
der Rollen 56 und zur Abdichtung des Lagers.
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Bei der in Fig. 14 gezeigten Konstruktion wird der Innenring 61 eines
Wälzlagers zwischen einer Schulter 62 auf der Welle 63 und .einer auf der Welle
festgeschraubten Mutter 64 festgehalten. Der Außenring des Lagerst 65 wird durch
die Reibung zwischen. den ineinander eingreifenden Zungen 31 zweier gegeneinandergerichteter
Membranen 32 festgehalten, und zwar in der im Zusammenhang mit den Fig. 12 und 13
beschriebenen Weise. Nachdem die Membranen. mittels des Ringes 67 in der Stütze
66 befestigt worden. sind, nehmen sie eine flache Form an und üben in der Richtung
gegeneinander Druck aus. Die Zungen, 3:1 werden also gegen den Lagerring 65 gedrückt
und üben einen federnden Widerstand gegen axiale Bewegung des Lagers und folglich
auch der Welle in beiden Richtungen aus. Ein die Zungen 31 umgebender Abstandsring
68 ist zwischen den Membranen angebracht, um dieselben an einer allzu großen Annäherung
aneinander zu veihindern. Auch zwischen den Außenkanten der Membranen sind entsprechende
Abstandsring-, 69 vorgesehen.
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Fig. 15 zeigt eine Walze 70, die mittels zweier Lager mit .einander
entgegengerichteten Anordnungen auf einer Spindel 71 montiert ist. Die Welle 71
ist mit zwei Nuten 72 ausgerüstet, in welchen je .ein Sprengring 73 liegt. Gegen
jeden Sprengring 73 liegen. die äußeren Seitenflächen des Lagerringes 74 an, und
gegen jede der inneren Seitenflächen des äußeren Lagerringes 75 liegen auf der Membran.
32 angebrachte Zungen 39 an. Die Membran 32 ist außerdem auch mit Zungen 31 versehen,
welche den Mantel des Lagerringes 75 umfassen. Nachdem die Teile zusammengebaut
sind, werden also durch .die Federung der Membranen 32 die Ringe 75 auseinandergeschoben
und die Lager gegen. die Sprengringe 73 gedrückt.
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Anstatt die Membran ursprünglich flach auszugestalten und ihr die
gewölbte Form beizubringen oder sie anfänglich gewölbt auszugestalten und ihr flache
Form beizubringen, kann sie auch ursprünglich gewölbt ausgeführt und zur Einnahme
einer anderen gewölbten Form gezwungen werden., die entweder weniger tief oder tiefer
ist als die ursprüngliche Form.