NL8202316A - Lagerinrichting voor een roteerbaar orgaan. - Google Patents

Description

i *.........‘..... V ,- . -3 \ T/tj/lh/1427

Lagerinrichting voor een roteerbaar orgaan.

De uitvinding heeft betrekking op een lager-inrichting voor het roteerbaar ondersteunen van een roteerbaar orgaan door middel van twee kogellagers die gevormd worden door verscheidene kogels tussen een binnenring en 5 een buitenring aan te brengen,

Figuur 1 toont een borstelloze gelijkstroommotor die voorzien is van een conventionele lagerinrichting van deze soort en deze is zo geconstrueerd dat bijvoorbeeld een voorraad- of opwindspoeldrager 2 van een VTR (videoband-10 recorder) direkt aangedreven wordt door middel van deze borstelloze gelijkstroommotor 1. Zoals in figuur 1 wordt getoond is het bovenste gedeelte van een rotatieas 3 met een perspassing in de de rotorvormende haspeldrager 2 ge-monteerd en is in een uitsparing in het onderste gedeelte 15 een ringvormige magneet 4 opgenomen welke magneet zodanig gemagnetiseerd is dat verschillende polariteiten afwisselend op dezelfde afstand in de omtreksrichting aanwezig zijn.

De rotatieas 3 is roteerbaar ondersteund met behulp van kogellagers 5 en 6 die boven- en onderin een lagerhuis 10 20 zijn opgenomen, terwijl de eerdergenoemde magneet 4 dichtbij de meervoudige statorspoelen 8 zijn aangebracht welke spoelen in een ring zijn opgesteld en bevestigd zijn op een statorjuk 7 van weekijzerplaat.

De bovengenoemde kogellagers 5 en 6 zijn opgevuld 25 met een aantal kogels (stalen bollen) tussen resp. de buiten-ringen 5a en 6a en de binnenringen 5b en 6b, waarbij deze buitenringen 5a en 6a met een perspassing in het lagerhuis 10 zijn gemonteerd dat onbeweeglijk met het statorjuk 7 is verbonden. De rotatieas 3 wordt relatief verschuifbaar in 30 de binnenringen 5b en 6b van de kogellagers 5 en 6 gestoken. Bovendien is op een schroefdraad voorzien gedeelte 3a aan het ondereinde van de rotatieas 3 een moer 11 aangebracht en is tussen deze moer 11 en de binnenring 6b van de kogel-lager 6 een schroefdrukveer 12 opgenomen.

8202316 -2-

Omdat de binnenring 5b van het kogellager 5 in de door pijl A in figuur 1 aangegeven richting wordt belast tengevolge van een magnetische aantrekkingskracht tussen de magneet 4 en het statorjuk 7 en tengevolge van het gewicht 5 van de rotor 13 dat bestaat uit een haspeldrager 2 en de magneet 4, is een spleet tussen de groeven 14a en 14b van de buitenring 5a en de binnenring 5b en de kogels 9 zodanig verschoven dat een soort voorbelasting wordt gevormd op zodanige wijze dat tussen deze geen speling bestaat. De 10 binnenring 6b van de kogellager 6 wordt in de door pijl B in figuur 1 aangegeven richting belast door de kracht van de genoemde schroefveer 12, waarbij dit kogellager 6 eveneens onder voorbelasting staat op dezelfde wijze als de boven-genoemde kogeHagers 5.

15 Bij een dergelijke lagerconstructie staat het kogellager 5 onder invloed van een magnetische aantrekkingskracht tussen de magneet 4 en het statorjuk 7 en eveneens op een belastingskracht tengevolge van het gewicht van de rotor 13 evenals van een voorbelastingskracht die opgewekt 20 wordt door de schroefdrukveer 12. Om deze reden is, met het oog op de mechanische sterkte een grotere kogellager 5 nodig zodat de gehele constructie van het lagerblok groot wordt. Bovendien moet de schroefdrukveer 12 op de rotatieas 3 worden gemonteerd nadat de rotor 13 is samengesteld en 25 vervolgens moet een moer 11 worden aangebracht. Het aantal montagehandelingen is daardoor groot waardoor de produkti-viteit bij de montage slecht is. Ook het aantal onderdelen en componenten is groot, waardoor de kosten hoog zijn.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het 30 verschaffen van een lagerinrichting die het gebruik van een relatief klein kogellager mogelijk maakt.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een goedkope lagerinrichting met een kleiner aantal onderdelen en componenten.

35 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een lagerinrichting waarvan de montage-werkzaamheden eenvoudiger en doelmatiger kunnen zijn.

Volgens. een aspect van de onderhavige uitvinding 8202316 φ· ϊ -3- een lagerinrichting de twee kogellagers met een binnen en buitenring en een aantal tussen de binnen en buitenring aangebrachte kogels, waarbij de buitenringen van de twee kogellagers resp. in het roterende orgaan zijn gemonteerd, 5 terwijl tussen de binnenringen van de twee kogellagers voorbelastingsmiddeien zijn aangebracht en de twee kogel- / lagers daardoor onder een voorbelaste toestand worden gebracht waarbij de belastingskracht tussen de twee kogellagers wordt verdeeld.

10 Figuur 1 is een vertikale doorsnede die een con- ventionele lagerinrichting toont.

Figuur 2 is een perspectivesch aanzicht met uit-eengenomen delen van een lagerinrichting voor een borstel-loze gelijkstroommotor voor de haspeldrageraandrijving in 15 een VTR van het type met direktetaandrijving.

Figuur 3 is een vertikale doorsnede van de lagerinrichting en

Figuur 4 is een vergrote vertikale doorsnede van het belangrijkste deel van de lagerinrichting.

20 In figuur 2-4 wordt de uitvinding getoond toege- past op een uitvoeringsvorm van een lagerinrichting voor een borstelloze gelijkstroommotor die bedoeld is voor de aandrijving van een haspeldrager in een VTR van het type met direkte aandrijving. In deze figuren zijn de onderdelen die 25 overeenkomen met de onderdelen in figuur 1 met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven en hierna niet in detail beschreven.

Zoals in figuur 2 en 3 wordt getoond zijn twee borstelloze gelijkstroommotoren 1 op een statorjuk 7 gemon-30 teerd welk juk bestaat uit een ijzeren plaat (in de figuren is slechts Sen borstelloze gelijkstroommotor weergegeven), en de rotoren 13 van deze borstelloze gelijkstroommotoren 1 zijn uitgevoerd als een voorraadhaspeldrager en een opwind-haspeldrager 2. In deze uitvoeringsvorm bestaan de haspel-35 dragers 2 uit een geintegreerd kunststofspuitgietstuk en deze haspeldragers 2 zijn roteerbaar op de onbeweeglijke en vertikale vaste as 16 aangebracht weIke as 16 via de bus 15 aan het statorjuk 7 is bevestigd.

8202316 * * -4-

De bussen 15 zijn op twee vaste plaatsen in het statorjuk 7 bevestigd en deze twee bussen 15 zijn elk met een perspassing verbonden met de vaste as 16. Enige stator-spoelen 8, bijvoorbeeld 6, zijn in een ring op een zodanige 5 wijze aangebracht en bevestigd dat elke statorspoel 8 de genoemde vaste as 16 omgeeft en deze statorspoelen 8 zijn elektrisch verbonden in een bepaald bedradingspatroon, dat in de figuur is weggelaten. Verder is een cilindrische uit-sparing 17 met twee getrapte gedeelten 20 en 21 in de 10 axiale richting aangebracht in het middendeel van de achter-zijde van de haspeldrager 2, en een kogellager 18 met een relatief kleine diameter en een kogellager 19 met een rela-tief grote diameter zijn- resp. in de getrapte cfedeelten 20 en 21 geperst. Deze kogellagers 18 en 19 hebben een con-15 structie waarbij een aantal stalen kogels 22 tussen buitenringen 18a en 19a, en binnenringen 18b en 19b zijn opgenomen, waarbij deze buitenringen 18a en 19a in resp. de getrapte gedeelten 20 en 21 zijn gelegd, zodat de buitenringen 18 en 19 met de haspeldrager 2 zijn verbonden als een blok. Boven-20 dien is de vaste as 16 relatief verschuifbaar in lagerboringen 23 en 24 van de binnenringen 18b en 19b van de kogellagers 18 en 19 gestoken en wordt de rotor 13 roteerbaar om de vaste as 16 ondersteund door middel van twee kogellagers 18 en 19.

25 Anderzijds is een ringvormige magneet 4 in de haspeldrager 2 aangebracht dicht nabij en tegenover de statorspoelen 8, waarbij de rotor 13 met de twee kogellagers 18 en 19 naar de zijde van het statorjuk 7 aangetrokken wordt (in de door de pijl A in figuur 4 aangegeven richting) 30 tengevolge van de magnetische aantrekking tussen de magneet 4 en het statorjuk 7. De beweging van de rotor 13 naar de stator 7 toe tengevolge van deze magnetische aantrekkings-kracht wordt verhinderd door aangrijping tussen de bussen 15 en de binnenring 19b van het kogellager 19 (zie 35 figuur 3 en 4). Zoals weergegeven is in figuur 4 bevindt de binnenring 19b van het kogellager 19 zich dus op een ten opzichte van de buitenring 19a omhoog verschoven stand (verschoven in de door pijl C aangegeven richting). Daar* 8202316 ,. * i -5- door wordt een speling van de kogels 22 tussen de binnenring 19a en de buitenring 19b verplaatst zodat de kogels 22 met een punt in kontakt zijn iriet de groeven 25a en 25b van resp. de binnenring 19a en de buitenring 19b. Het gevolg is 5 dat het kogellager 19 onder voorbelasting staat.

Teneinde het kogellager 18 voor te belasten en eveneens een belastingskracht tussen de twee kogeHagers 18 en 19 te verdelen, is tussen de kogellagers 18 en 19 een schroefdrukveer 26 jaangebracht. Beide einden van de 10 schroefdrukveer 26 zijn opgenomen in twee veerschotels 28. Elke veerschotel 28 omvat een deel 28a met een relatief kleine diameter en een deel 28b met een relatief grote diameter. De delen 28a van deze veerschotels 28 worden tegen de binnenringen 18b en 19b van 3iesp. de kogellagers 18 en 15 19 aangedrukt door middel van de schroefdrukveer 26. De binnenring 18b van het kogellager 18 verschuift dus.van de buitenring 18a omhoog (zie pijl C in figuur 4) tengevolge van de kracht van de schroefdrukveer 26, zodat dit evenals het kogellager 19 onder voorbelasting wordt gebracht. In 20 dit geval werkt de kracht van de schroefveer 26 ook op de binnenring 19b van het kogellager 19. Deze kracht is echter zo ingesteld dat deze kleiner is dan de genoemde magnetische aantrekkingskracht, waardoor het kogellager 19 op de in figuur 4 getoonde wijze onder voorbelasting blijft.

25 De handelingen voor het samenstellen van een lagerinrichting met een dergelijke constructie zal hierna worden beschreven. Eerst worden het kogellager 19, de veerschotel 28, de schroefdrukveer 26, de veerschotel 28 en het kogellager 18 achtereenvolgens op de vaste as 16 gemonteerd. 30 Vervolgens wordt de rotor 23 op de vaste as 16 aangebracht zodanig dat de vaste as 16 en de bijbehorende delen in de uitsparing 17 van de rotor 23 kunnen worden gestoken. Als gevolg van deze montagewerkzaamheden worden de buitenringen 18a en 19a van de kogellagers 18 en 19 in de getrapte 35 gedeelten 20 en 21 van de genoemde uitsparing 17 geperst en tegelijkertijd wordt de schroefdrukveer 26 samengedrukt.

Met dergelijke eenvoudige werkzaamheden wordt de rotor 13 en dus de haspeldrager 2 roteerbaar op de vaste as 16 gemon- 8202316 . -6- teerd.

Bij de lagerinrichting met een dergelijke con-structie kunnen de twee kogellagers 18 en 19 onder voorbe-lasting worden gebracht, dat wil zeggen een toestand waarin 5 de kogel 22 geen speling heeft, terwijl eveneens de magne-tische aantrekkingskracht tussen de magneet 4 en het stator-juk 7 tussen de twee kogellagers 18 en 19 verdeeld kan worden. Omdat, met andere woorden, de rotor 13 via het kogellager 18 een kracht ondervindt die deze omhoog tracht 10 te bewegen (in de door de pijl C aangegeven richting), waarbij de kracht van de schroefveer 26 tussen de kogellagers 18 en 19 werkt, wordt de magnetische aantrekkingskracht die op het kogellager 19 werkt verkleind door de .genoemde voor-belastingskracht. Wanneer bijvoorbeeld de voorbelastings- 15 kracht die door de schroefdrukveer 26 wordt uitgeoefend, half zo groot gemaakt wordt als de magnetische aantrekkingskracht, dragen de twee kogellagers 18 en 19 deze aantrekkingskracht gelijkmatig. Zelfs wanneer de kogellagers 18 en 19 relatief klein van afmeting zijn, kunnen deze lagers 20 18 en 19 daardoor een lagerfunktie volledig vervullen en op deze wijze langer meegaan.

Dankzij de techniek waarmee een roterend systeem gerealiseerd kan worden door de buitenringen 18a en 19a van de kogellagers 18 en 19 in de uitsparing 17 van de haspel-25 lager 2 te persen, zijn geen organen zoals het in figuur 1 getoonde lagerhuis 10 nodig zodat miniaturisatie van de gehele inrichting kan worden verwezenlijkt. Omdat bovendien de in figuur 1 getoonde groef 11 en enige andere dingen niet nodig zijn, kan het aantal onderdelen en componenten 30 van een lagerinrichting worden verkleind en kan het montage-werk van de lagerinrichting aanzienlijk worden vereenvoudigd en ook doelmatiger geschieden, waardoor de produktiviteit bij de montage sterk wordt verbeterd.

Alhoewel een uitvoeringsvorm van de uitvinding 35 is beschreven, zal het duidelijk zijn dat verscheidene modificaties op basis van het technische concept van de uitvinding mogelijk zijn.

In de bovengenoemde uitvoeringsvorm is het rote- 82 0 2 3 1 6 -7- rende orgaan 13 roteerbaar op een vaste as 16 gemonteerd.

De uitvinding is hier dus niet toe beperkt en ook niet tot een uitvoeringsvorm waarbij het roterende orgaan 13 en een rotatieas tot edn geheel zijn geintegreerd. Bovendien 5 kunnen de tussen de binnenringen 18b en 19b van de kogel-lagers 18 en 19 aangebrachte voorbelastingsmiddelen andere elastische voorwerpen zijn zoals een cilindrisch rubber of ander voorwerp in plaats van een schroefdrukveer 26. Bovendien is het natuurlijk zeker dat deze uitvinding ook toege-10 past kan worden als lagerinrichting voor verscheidene soorten roterende organen zoals een kaapstander van een VTR, een bandrecorder, enz., en een centrale as van een draaitafel van een grammofoon.-

Zoals boven uiteengezet is de lagerinrichting 15 volgens de uitvinding zo geconstrueerd dat de twee kogel- lagers onder voorbelasting worden gebracht en de belastings-kracht tussen de tw&&'.’kogellagers wordt verdeeld met behulp van de volgende twee techhieken: (1) De buitenringen van de twee kogellagers zijn 20 beide als e£n geheel in het genoemde roterende orgaan opge- nomen.

(2) De voorbelastingsmiddelen (bijvoorbeeld een in de uitvoeringsvorm getoonde schroefdrukveer 26) is tussen de binnenringen van de twee kogellagers aangebracht.

25 Het gebruik van kogellagers die kleiner zijn dan een kogellager in een conventioneel systeem is dus mogelijk, zodat de miniaturisatie van een lagerinrichting en kosten-beparingen kunnen worden gerealiseerd. Bij de montage van de lagerinrichting is verder niets nodig dan het tussen de 30 binnenringen van de twee kogellagers aanbrengen van de voorbelastingsmiddelen en het aantal onderdelen en componen-ten kan worden verkleind. De montagewerkzaamheden van een lagerinrichting kunnen dus worden vereenvoudigd en doel-treffender geschieden waardoor de produktiviteit van de 35 montage kan worden verbeterd.

Hoewel de uitvinding weergegeven is aan de hand van een speciale uitvoeringsvorm zal het voor de vakman duidelijk zijn dat modificaties daarin kunnen worden aangebracht zonder het kader van de uitvinding te verlaten.

8202316

Claims (5)

1. Lagerinrichting voor het roteerbaar ondersteunen van een roteerbaar orgaan door middel van twee kogellagers die resp. geconstrueerd zijn door een aantal kogels tussen een binnenring en een bnitenring aan te brengen, 5 met het kenmerk, dat de buitenringen (18a en 19a) van de twee kogellagers (18 en 19) resp. vast in het roterende orgaan (2) zijn gemonteerd en dat tussen de binnenringen (18b en 19b) van de twee kogellagers (18 en 19) voorbelas-tingsraiddelen (26) zijn aangebracht waardoor de twee kogel- 10 lagers (18 en 19) onder voorbelasting worden gebracht en de belastingskracht tussen de twee kogellagers (18 en 19) wordt verdeeld.

2. Lagerinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen de binnenringen van de twee kogellagers 15 een paar veerschotels (28) is aangebracht en dat de voor-belastingsmiddelen tussen deze veerschotels (28) zijn aangebracht .

3. Lagerinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de voorbelastingsmiddelen uit een schroefdruk- 20 veer (26) bestaan.

4. Lagerinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het roterende orgaan een rotor van een borstel-loze gelijkstroommotor is.

5. Lagerinrichting volgens conclusie 4, met het 25 kenmerk, dat de rotor van de borstelloze gelijkstroommotor een haspeldrager is van een VTR of bandrecorder van het type met direkte aandrijving, een draaitafel van een grammo-foon, of dergelijke is. 8202316