SE529201C2

SE529201C2 - Bearing spacer comprising washers, has flat and chamfered ends on washers so that axial length of spacer can be changed by altering relative position of washers

Info

Publication number: SE529201C2
Application number: SE0602167A
Authority: SE
Inventors: Bengt Engelbrekt
Original assignee: Emeta Encoders Ab
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-05-29
Also published as: SE0602167L

Abstract

Each washer (16, 17) has a flat end and a chamfered end, the shape of the chamfered end being chosen so that the washer has a first height for at least two angles in the radial plane, the height of the washer increasing continuously between these two angles with an increasing angle in the radial plane up to a second height slightly different than the first height. These angles are evenly distributed in the radial plane. The washers are positioned concentrically one inside the other so that the axial length of the spacer changes when the relative position between the washers is altered. The spacer comprises two washers each containing a central hole.

Description

20 25 lsg9 201 KORT SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en lagerdistans som tillåter montering av intilliggande lager utan press. BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bearing spacing which allows mounting of adjacent bearings without press.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en lagerkonstruktion som tillåter' montering av lager utan press.A further object of the present invention is to provide a bearing structure which allows the mounting of bearings without press.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod för förspänning av en lagerkonstruktion sonx gör att lager inte behöver' monteras under press.A further object of the present invention is to provide a method for prestressing a bearing structure which means that bearings do not have to be mounted under pressure.

Dessa syften, bland andra, uppnås med en lagerdistans, en lagerkonstruktion respektive en metod enligt medföljande patentkrav.These objects, among others, are achieved with a bearing spacer, a bearing construction and a method according to the appended claims.

Genom att en lagerdistans enligt föreliggande uppfinning innefattar två brickor, var och en med en avfasad ände i axiell riktning, positionerade mot och intill varandra kan lagerdistansens axiella längd justeras efter montering i en lagerkonstruktion, vilket gör att intilliggande lager kan monteras utan press men sedan ändå förspännas för exakt upphängning av en roterande axel.Because a bearing spacer according to the present invention comprises two washers, each with a chamfered end in the axial direction, positioned against and adjacent to each other, the axial length of the bearing spacer can be adjusted after mounting in a bearing structure, which allows adjacent bearings to be mounted without pressure. prestressed for precise suspension of a rotating shaft.

Genom att en lagerkonstruktion enligt föreliggande uppfinning innefattar ett lager på vardera änden av en lagerdistans innefattande två brickor, var och en med en avfasad axiell ände, positionerade mot och intill varandra, kan montering av lagren ske utan press, men kan därefter förspännas av lagerdistansen.Because a bearing structure according to the present invention comprises a bearing on each end of a bearing spacer comprising two washers, each with a bevelled axial end, positioned against and next to each other, mounting of the bearings can take place without pressure, but can then be biased by the bearing spacer.

Genom att en nætod för förspänning av en lagerkonstruktion enligt föreliggande uppfinning innefattar förspänning av två 10 15 20 25 f 529 201 lager genom vridning av brickor i en lagerdistans relativt varandra, efter nwntering av de två lagren, behöver dessa tvâ lager inte monteras under press.Because a net node for biasing a bearing structure according to the present invention comprises biasing two bearings by rotating washers at a bearing distance relative to each other, after mounting the two bearings, these two bearings do not need to be mounted under pressure.

Med en hylsa monterad koncentriskt innanför brickorna så kan dessa limmas i förspänt läge, utan att lim riskerar att läcka omkring in i en lagerkonstruktion.With a sleeve mounted concentrically inside the washers, these can be glued in a prestressed position, without glue risking leaking around into a bearing construction.

Genom låg stigning på avfasningen hos brickorna kvarstår brickorna i förspänt läge även under relativt stor förspänning.Due to the low pitch of the chamfer of the washers, the washers remain in the biased position even under relatively large bias.

Urtagningar på mantelytan hos brickorna medför att dessa enkelt kan vridas relativt varandra.Recesses on the mantle surface of the washers mean that they can easily be rotated relative to each other.

Med en låsring nwnterad i ett spår i axeln i en lagerkonstruktion erhålls en säker fasthållning av ett yttre lager.With a locking ring inserted in a groove in the shaft of a bearing structure, a secure holding of an outer bearing is obtained.

Ytterliggare kännetecken och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av följande beskrivning.Additional features and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att exemplifieras genom den detaljerade beskrivningen av utföringsformer given nedan och de uædföljande figurerna, således uppfinning, varvid: vilka endast ges i illustrativt syfte och är inte begränsande för föreliggande Fig. 1 visar schematiskt utsignalen från en pulsgivare, Fig. 2 visar schematiskt en pulsgivare utan lagerdistans, Fig. 3 visar schematiskt en pulsgivare enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 529 201 4 Fig. 4a-c visar i detalj sidovy, reSPektiVe toppvy perspektivvy av en av brickorna i lagerdistansen 'visad i Fig. 3, Fig. 5a visar i detalj i sidovy en lagerdistans enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, Fig. 5b visar i detalj i axiell vy en lagerdistans enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, och Fig. 6 visar ett snitt av en lagerkonstruktion enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be exemplified by the detailed description of embodiments given below and the following figures, thus the invention, in which: which are given for illustrative purposes only and are not limiting of the present Fig. 1 schematically shows the output of a pulse generator; Fig. 2 schematically shows a pulse sensor without bearing distance, Fig. 3 schematically shows a pulse sensor according to a preferred embodiment of the present invention, Figs. 4a-c show in detail side view, respectively top view perspective view of one of the washers in the bearing distance shown in Fig. 3, Fig. 5a shows in detail in side view a bearing distance according to a preferred embodiment of the present invention, Fig. 5b shows in detail in axial view a bearing distance according to a preferred embodiment of the present invention, and Fig. 6 shows a section of a bearing structure according to a preferred embodiment of the present invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Först kommer pulsgivare/vinkelgivare beskrivas generellt som exempel på sensorer som ställer höga krav på stabil drift vid roterande axlar, där hänvisning kommer att ges till fig. 1 och 2.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS First, encoders / angle sensors will be described in general terms as examples of sensors that place high demands on stable operation at rotating shafts, where reference will be made to Figs. 1 and 2.

Pâ en axel 1 sitter två kullager 2 och 3 nwnterade. På en vilken innefattar radiella slitsar. Genom att kullagren 2 och 3 är anordnade på avstånd från varandra blir det enklare att få ände av axeln l finns även en kodskiva 4 nmnterad, axeln att rotera utan vibrationer än om man bara använder ett kullager eller två kullager nära varandra.On a shaft 1 are two ball bearings 2 and 3 mounted. On one which includes radial slots. Because the ball bearings 2 and 3 are arranged at a distance from each other, it becomes easier to get the end of the shaft 1, there is also a code disc 4 mounted, the shaft to rotate without vibrations than if you only use one ball bearing or two ball bearings close to each other.

På så nära avstånd sonx möjligt från kodskivan 4 finns en ljussensor 5 med fyra olika slitsar. Var sitter ljuskällan? Avståndet mellan kodskivan 4 och ljussensorn 5 skall vara så litet som möjligt för att få så bra upplösning som möjligt, vilket ställer mycket hög' noggrannhet på stabil drift av kodskivan. Samtidigt får inte kodskivan 4 och ljussensorn vara så att de nära varandra riskerar kollidera med varandra. 10 15 20 25 30 529 201 s Då axeln 1 roterar upphängd på kullagren 2 och 3 uppstår ljuspulser hos ljussensorn 5. Ljussensorn 5 ger ifrån sig signaler med fyra olika moder som uppstår genom att de fyra slitsar hos ljussensorn 5 har fyra olika former/positioner (ej visade), vilket är känt i sig inom pulsgivar/vinkelgivarteknik. I en första mod 1 är ljuset i sensorn 5 helt släckt, i en andra mod 7 är ljuset under upptändning, i en tredje mod 8 är ljuset tänt, och i en fjärde mod 9 är ljuset under nedsläckning. Dessa moder upprepas då axeln 1 roterar. De fyra moderna motsvarar signalen illustrerad i fig. 1, som sedan kan användas för att fastställa rotationshastighet, vinkelposition, position mm hos axeln 1.At as close a distance as possible from the code disc 4 there is a light sensor 5 with four different slots. Where is the light source? The distance between the code disc 4 and the light sensor 5 must be as small as possible in order to obtain as good a resolution as possible, which places very high accuracy on stable operation of the code disc. At the same time, the code disc 4 and the light sensor must not be such that they risk colliding close to each other. 10 15 20 25 30 529 201 s When the shaft 1 rotates suspended on the ball bearings 2 and 3, light pulses occur at the light sensor 5. The light sensor 5 emits signals with four different modes which occur when the four slots of the light sensor 5 have four different shapes / positions (not shown), which is known per se in encoder / angle sensor technology. In a first mode 1 the light in the sensor 5 is completely off, in a second mode 7 the light is on, in a third mode 8 the light is on, and in a fourth mode 9 the light is off. These modes are repeated as the shaft 1 rotates. The four modes correspond to the signal illustrated in Fig. 1, which can then be used to determine the rotational speed, angular position, position, etc. of the shaft 1.

En föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig. 3-6. I denna föredragna utföringsform kommer en pulsgivare att användas som exempel på en anordning i vilken en lagerkonstruktion enligt uppfinningen kan användas. Det skall dock inses att även :un pulsgivare är' ett särskilt fördelaktigt område går en lagerkonstruktion enligt föreliggande uppfinning att tillämpa också inom andra områden.A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to Figs. 3-6. In this preferred embodiment, a encoder will be used as an example of a device in which a bearing structure according to the invention can be used. It should be understood, however, that even if a encoder is a particularly advantageous area, a bearing construction according to the present invention can also be applied in other areas.

En lagerdistans innefattar två identiskt formade brickor 16 och 17 och en hylsa 19. Brickorna 16 och 17 har ett centralt hål. Genom att använda två identiskt formade brickor 16 och 17 erhålls tillverkningstekniska fördelar eftersom endast en tillverkningsprocess behövs. Varje bricka har en plan ände 21 och en avfasad ände 22, 4a. se fig. Avfasningen är för varje bricka utformad så att höjden h hos brickan vid en första vinkel al i radialplanet har en första höjd hl och har vid en andra vinkel a2 i radialplanet en andra höjd h2.A bearing spacer includes two identically shaped washers 16 and 17 and a sleeve 19. The washers 16 and 17 have a central hole. By using two identically shaped washers 16 and 17, manufacturing technical advantages are obtained since only one manufacturing process is needed. Each washer has a flat end 21 and a bevelled end 22, 4a. see fig. The chamfer is for each washer designed so that the height h of the washer at a first angle a1 in the radial plane has a first height h1 and has at a second angle a2 in the radial plane a second height h2.

Vinklarna är jämt fördelade i radialplanet, dvs differensen 10 15 20 25 30 529 20116 mellan ocl och oc2 är 180°, för att få så stabil drift som möjligt. Höjden h på. brickan ökar kontinuerligt. med ökad vinkel från den första höjden hl till den andra höjden h2, för att sedan stegvis diskret återgå till den första höjden hl igen. Brickorna är positionerade med avfasningarna 22 mot och intill varandra.The angles are evenly distributed in the radial plane, ie the difference between ocl and oc2 is 180 °, in order to have as stable an operation as possible. The height h on. the tray increases continuously. with increased angle from the first height h1 to the second height h2, to then gradually discreetly return to the first height h1 again. The washers are positioned with the chamfer 22 facing and adjacent to each other.

Brickorna 16 och 17 2 med kraftigt överdriven stighöjd på avfasningen, för att det skall vara illustreras i fig. lättare att se hur den är utförd. Stighöjden på avfasningen är exempelvis 0,4 mm på en bricka med 10 mm i diameter. Låg stighöjd gör att två brickor vridna relativt varandra låses mot inbördes rotation med önskad förspänningskraft.The washers 16 and 17 2 with greatly exaggerated rise height on the bevel, in order to be illustrated in Fig., Are easier to see how it is made. The pitch height of the bevel is, for example, 0.4 mm on a washer 10 mm in diameter. Low pitch height means that two washers rotated relative to each other are locked against mutual rotation with the desired prestressing force.

Hylsan 19 är hålet i brickorna 16 och 17, se fig. 5b. Hylsan används dels för att positionera brickorna koncentriskt, dels för att stoppa lim positionerad koncentriskt inuti som, används för att fixera. brickorna från att rinna till oönskade ställen. Även om den låga stighöjden hos brickorna gör att de kvarstår i önskat läge :med önskad förspänning riskerar användning att rucka detta läge, och med fördel limmas därför brickorna till varandra.The sleeve 19 is the hole in the washers 16 and 17, see Fig. 5b. The sleeve is used partly to position the washers concentrically, partly to stop glue positioned concentrically inside which is used to fix. the tiles from running to unwanted places. Even if the low pitch height of the washers means that they remain in the desired position: with the desired preload, use risks jerking this position, and advantageously the washers are therefore glued to each other.

Ett alternativ till att ha två identiska brickor' med en hylsa innanför dem är att utforma ena brickan och hylsan som en enhet, vilket ger monteringsfördel genom att endast två delar behöver monteras istället för tre delar enligt ovan.An alternative to having two identical washers' with a sleeve inside them is to design one washer and the sleeve as a unit, which provides mounting advantage in that only two parts need to be mounted instead of three parts as above.

Vid denna alternativa utföringsform avser höjden på brickorna den del som ligger radiellt utanför hylsdelen av lagerdistansen.In this alternative embodiment, the height of the washers refers to the part which lies radially outside the sleeve part of the bearing distance.

En brickas avfasade sida kan alternativt ha fler segment än den ovan beskrivna avfasningen med två segment (avdelade med två diskreta steg), vilket ger högre stighöjd med kortare relativ vridning av brickorna, men detta leder dock till ett 10 15 20 25 30 = 529 2017 mer komplicerat tillverkningsförfarande. Eftersom vinklarna är jämt fördelade i radialplanet blir differensen mellan två intilliggande vinklar 120° för tre segment eller vinklar, eller 90° för fyra segment eller vinklar, etc.The chamfered side of a tile may alternatively have more segments than the chamfer described above with two segments (divided by two discrete steps), which gives a higher pitch with shorter relative rotation of the tiles, but this leads to a 10 15 20 25 30 = 529 2017 more complicated manufacturing process. Since the angles are evenly distributed in the radial plane, the difference between two adjacent angles becomes 120 ° for three segments or angles, or 90 ° for four segments or angles, etc.

Med fördel har respektive bricka en urtagning 20 i mantelytan, se fig. Sa eller 5b, för att underlätta ingrepp i brickorna vid deras vridning relativt varandra.Advantageously, each washer has a recess 20 in the mantle surface, see Figs. 5a or 5b, in order to facilitate engagement with the washers when they are rotated relative to each other.

Urtagningen 20 kan vara ett genomgående hål, en försänkning, en greppyta eller liknande som en momentnyckel enkelt kan få fäste i.The recess 20 can be a through hole, a recess, a gripping surface or the like in which a torque wrench can easily be fastened.

I en lagerkonstruktion sitter lagerdistansen mellan två lager 12 och 13 nmnterade på en axel 10. Det ena lagret (inre lagret) 12 sitter monterat närmast en kodskiva 14 och det andra lagret (yttre lagret) 13 sitter företrädesvis monterat på så långt avstånd som möjligt från det inre lagret 12, för att ge axeln 10 så stabil drift som möjligt.In a bearing construction, the bearing distance between two bearings 12 and 13 is mounted on a shaft 10. One bearing (inner bearing) 12 is mounted closest to a code disc 14 and the other bearing (outer bearing) 13 is preferably mounted as far away as possible from the inner bearing 12, to give the shaft 10 as stable operation as possible.

Det inre lagret 12 är företrädesvis limmat till axeln 10 och har kodskivan 14. Det yttre företrädesvis limmat till axeln 10 och har företrädesvis stöd mot lagret 13 är stöd mot en låsring 18 monterad i en försänkning i axeln 10.The inner bearing 12 is preferably glued to the shaft 10 and has the code disc 14. The outer one is preferably glued to the shaft 10 and preferably has support against the bearing 13 is support against a locking ring 18 mounted in a recess in the shaft 10.

Lagerdistansen är monterad mellan lagren 12 och 13. Då brickorna 16 och 17 vrids relativt varandra kommer lagerdistansens axiella avstånd att justeras. Normalt monteras brickorna positionerade mot varandra så att de sedan vrids tillsammans bildar en hylsa. När brickorna relativt varandra ökar lagerdistansens axiella avstånd och lagren 12 och 13 kommer därigenom att förspännas med önskad kraft. Då brickorna vridits relativt varandra uppstår en öppning eller glipa 23 i manteln i deras hylsformade utseende, i vilket lim sedermera kan hällas för att fixera lagerdistansen i önskat läge, dvs med önskad förspänning. 529 201 Det är uppenbart att föreliggande uppfinning kan varieras på ett flertal sätt. Sådana variationer skall inte betraktas som avvikelse från omfånget av föreliggande uppfinning.The bearing distance is mounted between the bearings 12 and 13. When the washers 16 and 17 are rotated relative to each other, the axial distance of the bearing distance will be adjusted. Normally, the washers are mounted positioned against each other so that they are then rotated together to form a sleeve. When the washers relative to each other increase the axial distance of the bearing distance and the bearings 12 and 13 will thereby be biased with the desired force. When the washers are rotated relative to each other, an opening or gap 23 arises in the jacket in their sleeve-shaped appearance, in which glue can later be poured to fix the bearing distance in the desired position, ie with the desired prestress. It is obvious that the present invention can be varied in a number of ways. Such variations should not be construed as departing from the scope of the present invention.

Exempelvis har limning använts som. sätt att fixera delar till varandra, men andra typer av fixering såsom lödning, mekanisk låsning, mm är själklart möjliga. Alla sådana variationer som skulle vara uppenbara för en fackman inom området avses vara inkluderade inom omfånget av nædföljande krav.For example, gluing has been used as. ways of fixing parts to each other, but other types of fixing such as soldering, mechanical locking, etc. are of course possible. All such variations as would be apparent to one skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.

Claims

10 15 20 '25 30 529 2Û1 9 PATENTKRAV

Bearing distance comprising a first washer (16, 17) with a central hole and a second washer (16, 17) with a central hole, characterized in that said first and second (16, 17) end (21) and a chamfered end (22), where the chamfered end washer (22) for each of the washers (16, 17) is designed so that the washer (16, 17) for at least two angles (d1, d2) in the radial plane has a first height (hl ) and where the height (h) of the washer (16, 17) continuously increases between said at least two angles (d1, d2) with increasing angle in the radial plane to (h2) (16, 17) where the height (h) changes substantially discreetly to said first height (h1), wherein a second height of the washer said at least two angles (d1, a2) are evenly distributed in the radial plane, the washers being concentrically positioned with the chamfered ends (22) towards and next to each other so that the axial length of the bearing distance varies as the relative position between the washers is varied.

A bearing spacer according to claim 1, comprising a sleeve (19) concentrically positioned inside said hole in said washers (16, 17).

Bearing distance according to claim 1 or 2, wherein the height difference between said first and second height of the washers (16, 17) is at most 0.4 mm?

A bearing spacer according to any one of the preceding claims, wherein (16, 17) comprises a recess (20) on the casing surface, to facilitate the variation of said first and second washers of the axial length of the bearing spacer.

A bearing structure comprising a shaft (10), a first bearing (12) mounted on said shaft and a second bearing (13) in the axial direction each having a plane 10 mounted on said shaft (10) , characterized by a bearing spacer, according to any one of the preceding claims, mounted on said shaft (10) between said first and second bearings (12, 13);

A bearing structure according to claim 5, wherein said bearings (12, 13) are glued to said shaft (10).

A bearing structure according to claim 5 or 6, depending on claim 2, wherein said washers (16, 17) are glued to said V sleeve (19).

A bearing structure according to any one of claims 5-7, comprising a locking ring (18) mounted in a groove in said shaft (10), adjacent to said second bearing (18).

Sensor comprising a bearing structure according to any one of claims 5-8.

Method for biasing a bearing structure comprising a shaft (10), a first and a second bearing (12, 13), and a bearing spacer according to any one of claims 1-4, characterized by the steps - mounting said first bearing (12) on said shaft (10), - mounting said bearing spacing on said shaft (10), adjacent to said first layer (12), - mounting said second bearing (13) on said shaft (10), adjacent said bearing spacing, (12, 13) 17) 1 - biasing said first and second bearings by rotating said first and second washers (16, said bearing distance relative to each other, after mounting said first and second bearings (12, 13) on said shaft (10).