DE112011104354T5 - Doppel-Lageranordnung für eine rotierende Welle - Google Patents
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Abstract
Eine doppelte Lageranordnung zum Abstützen einer drehbaren Welle in einem Gehäuse und zwei axial beabstandeten inneren Laufringe auf dem Schaft montiert ist. Jeder Innenring eine äußere Lauffläche mit einem radial nach außen erstreckende Schulter benachbart einem axialen Ende und derart angeordnet sind, dass die beiden Schulter Oberflächen gegenüberliegen. Zwei axial beabstandete äußere Laufringe innerhalb des Gehäuses, die jeweils über eine der inneren Laufringe angeordnet sind. Jeder Außenring eine innere Lauffläche mit einem radial nach innen erstreckende Schulter benachbart einem Ende und derart angeordnet sind, dass die beiden Oberflächen der Schulter abgewandten miteinander. Ein Satz Wälzkörper zwischen jedem Paar von Laufringen angeordnet ist. Mindestens ein Vorspannelement einer der Außenringe axial um die zugehörigen Wälzkörper zwischen der inneren Schulter des äußeren Laufring und dem äußeren Schulter des entsprechenden inneren Laufring angeordnet zu halten.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lager und insbesondere auf Doppel-Lageranordnungen zur Unterstützung von Drehwellen.
- Drehantriebe, wie zum Beispiel Aktoren, welche verwendet werden, um Röntgenanoden zu drehen, sind oft mit zwei Lagern ausgebildet, um eine zentrale rotierenden Welle zu lagern. Obwohl solche bekannten ”Doppel-Lager” Baugruppen allgemein akzeptable Leistung haben, wäre es wünschenswert, die den Aktuators an verschiedene Beladungszustände anpassen zu können.
- In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine doppelte Lageranordnung zur Lagerung einer Welle in einer Bohrung eines Gehäuses, wobei die Welle drehbar um eine zentrale Achse. Die Lageranordnung weist erste und zweite Innenring Mitglieder auf der Welle, so dass die entlang der Achse beabstandet montiert werden, wobei jeder innere Laufring entgegengesetzten axialen Enden und einer äußeren Lauffläche mit einer radial nach außen erstreckende Schulter proximalen Abschnitt an einem axialen Ende. Die beiden inneren Laufring sind so angeordnet, dass die äußere Schulter Flächenabschnitt jedes inneren Laufring allgemein nach der Schulterfläche Abschnitt des anderen inneren Lagerring. Erste und zweite äußere Laufring Mitglieder innerhalb des Gehäuses so angeordnet sind, dass sie axial verschiebbar in der Bohrung und in der Regel über eine entsprechende der ersten und zweiten Innenring Mitglieder angeordnet sind, wobei jeder äußere Laufring gegenüberliegenden axialen Enden und eine innere Lauffläche mit einen sich radial nach innen erstreckende Schulter proximalen Abschnitt an einem axialen Ende. Die beiden äußeren Laufringe sind so angeordnet, dass die innere Schulterfläche Abschnitt jedes äußeren Lagerring im Allgemeinen weg von der Schulter Oberflächenabschnitt des anderen Außenring zugewandt ist. Erste und zweite Sätze von Wälzkörpern, der erste Satz von Wälzkörpern, die zwischen der ersten inneren und äußeren Laufring Elementen angeordnet, um einen ersten Lager und dem zweiten Satz von Wälzkörpern, die zwischen der zweiten inneren und äußeren Laufbahn angeordnet sind Mitglieder liefern, um ein zweites bereitzustellen Lager. Ferner ist mindestens ein Vorspannelement, um allgemein Vorspannung eines der ersten und zweiten äußeren Rollbahnelemente allgemein axial um den proximalen einer der ersten und zweiten Sätze von Wälzkörpern, die zwischen der inneren Schulter Oberflächenabschnitt des einen äußeren sandwichartig halten konfiguriert Laufring und der äußere Schulterfläche Abschnitt der entsprechenden inneren Lagerring. In einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Drehantrieb, umfassend eine Welle drehbar um eine zentrale Achse, ein Gehäuse mit einer Bohrung und einer Doppel-Anordnung nach dem vorhergehenden Absatz beschrieben.
- Die vorhergehende Zusammenfassung sowie die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Um die Erfindung zu veranschaulichen, sind bevorzugte Ausführungsformen zu Veranschaulichungszwecke schematisch dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist.
- In den Abbildungen zeigt:
-
1 eine axiale Querschnittsansicht eines rotierenden Antriebs mit einer Doppel-Lageranordnung nach der vorliegenden Erfindung, mit zwei Tellerfedern als Vorspannelemente -
2 eine axiale Querschnittsansicht des rotierenden Antriebs mit einer Doppel-Lageranordnung mit zwei Schraubenfedern als Vorspannelemente -
3 einen axialen Querschnitt der Drehsteller mit einer Doppel-Lageranordnung mit einer einzigen Schraubenfeder als Vorspannelement -
4 eine axiale Querschnittsansicht des rotierenden Aktuators der2 , mit einer Axialkraftbelastung des Gehäuses in einer ersten axialen Richtung; -
5 eine axiale Querschnittsansicht des rotierenden Aktuators der2 , mit einer Axialkraftbelastung des Gehäuses in eine zweite, entgegengesetzte Richtung; -
6 eine axiale Querschnittsansicht des rotierenden Aktuators der2 mit einer Darstellung der Wärmeausdehnung des Gehäuses; -
7 einen axialen Querschnitt der Welle mit den Innenringen der Drehsteller, bei welcher ein Teil der Welle nicht dargestellt ist. -
8 eine axiale Querschnittsansicht des Gehäuses und der Außenringe, bei welcher ein Teil der Welle nicht dargestellt ist. - In der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber eine bestimmte Terminologie verwendet, welche nicht beschränkend ist. Die Worte ”rechts”, links”, ”unten”, ”oben”, ”nach oben”, ”unten” und ”nach unten” bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Begriffe ”innen”, ”nach innen” und ”außen”, ”nach außen” beziehen sich auf Richtungen zu und weg von jeweils einer bestimmten Mittellinie oder einem geometrischen Mittelpunkt des Elements, die beschrieben sind. Die spezielle Bedeutung ist ohne weiteres aus dem Kontext der Beschreibung entnehmbar. Ferner soll der verwendete Begriff ”verbunden” direkte Verbindungen zwischen zwei Bauteilen ohne weitere Bauteile dazwischen und indirekte Verbindungen zwischen den Mitgliedern mit einem oder mehreren dazwischen angeordneten Bauteilen, umfassen. Die Terminologie umfasst hierbei Wörter und näher genannten Derivate davon und Wörter mit ähnlicher Bedeutung.
- Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente angeben, ist in den
1 –8 eine drehbare Betätigungsanordnung10 gezeigt, mit einer Welle12 , welche um eine zentrale Achse AC dreht, und einem Gehäuse14 mit einem Innenraum15 und einer Doppel-Lageranordnung16 gezeigt. Die Doppel-Lageranordnung16 lagert und stützt die Welle12 in dem Gehäuse14 . Vorzugsweise wird der Aktuator10 in einer Röntgen Maschine verwendet, wobei die Welle12 ausgebildet ist, eine Röntgenanode1 anzukoppeln, so dass bei Drehung der Welle12 die Anode1 um die zentrale Achse AC dreht. Natürlich kann die Betätigungsanordnung10 auch in jeder anderen geeigneten Anwendung verwendet werden. Die Doppel-Lageranordnung16 besteht im wesentlichen aus ersten und zweiten Innenring20 ,22 , welche auf der Welle12 angebracht sind, ersten und zweiten äußeren Laufringen24 ,26 , welche in der Regel über den entsprechenden ersten und zweiten Innenringen20 ,22 angeordnet sind, sind, und erste und zweite Sätze28 ,30 von Wälzkörpern29 . Die erste Reihe28 von Wälzkörpern29 ist zwischen den ersten inneren und äußeren Laufringelementen20 ,24 angeordnet und stellen ein erstes Lager17A bereit, der zweite Satz30 von Wälzkörpern29 ist zwischen den zweiten inneren und äußeren Laufring22 ,26 angeordnet und bildet mit diesen ein zweites Lager17b . Vorzugsweise ist jeder der Wälzkörper29 eine allgemein sphärische Kugel, kann aber auch in jeder anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Ferner sind ein oder mehrere Vorspannelemente32 angeordnet, die jeweils derart angeordnet sind, dass in der Regel eine Vorspannung des ersten und des zweiten Außenrings Elemente24 ,26 im Wesentlichen axial eine ”Vorlast” innerhalb der zugehörigen Lager17a bzw.17b , bewirkt wird. Dies ist im Detail nachfolgend beschrieben. - In den
1 –7 , sind die beiden inneren Laufring20 ,22 beabstandet auf der Welle12 angeordnet. Bezüglich der Achse AC, weist jeder innere Laufring20 ,22 gegenüberliegende axiale Enden20a ,20b und22a ,22b auf und eine äußere Lauffläche34 bzw.36 . Jede Lauffläche34 ,36 weist eine radial nach außen erstreckende Schulter35 bzw.37 auf, welche an den axialen Enden20a und22b der Lagerring20 bzw.22 ausgebildet ist. Ferner sind die zwei inneren Laufringe20 ,22 derart auf der Welle12 angeordnet, dass die äußeren Schulterflächen35 ,37 der inneren Laufringe20 ,22 sich gegenüberliegen wie in7 gezeigt. - In den
1 –6 und8 , sind die ersten und zweiten Außenringe24 ,26 innerhalb des Gehäuses14 derart angeordnet dass sie axial verschiebbar in der Aufnehmung15 angeordnet sind Insbesondere ist jeder der äußeren Laufringe24 ,26 nicht mit dem Gehäuse14 gekoppelt ist, sondern lediglich darin gleitbar und verschieblich darin gelagert, um eine axiale Verschiebung oder Verstellung des mindestens einen Lagerrings24 ,26 zu ermöglichen. Jeder der Außenringe24 ,26 weist einander gegenüberliegende axiale Enden24a ,24b und26a ,26b und eine innere Laufrille38 bzw.40 auf. Ferner weist jede Laufrille38 ,40 einen sich nach radial innen erstreckenden Schulterabschnitt39 ,41 auf, welcher an den axialen Enden24b ,26a ausgebildet ist. Dies ist beispielsweise in8 vergrößert dargestellt. Die beiden äußeren Laufringe24 ,26 sind derart gegeneinander angeordnet, dass die innere Schulterabschnitt39 ,41 der beiden äußeren Laufring24 ,26 voneinender weg weisen. - In
1 steht bei einer oben beschriebenen Anordnung, jeder Satz von Wälzkörpern28 ,30 mit dem zugehörige Paar von inneren und äußeren Laufbahnelementen20 /24 und22 /26 entlang der Drucklinie L1 bzw. L2 in Kontakt, wobei die Kontaktlinien einen festen spitzen Winkel PA mit Bezug auf die zentrale Achse AC bilden, das heißt dass sie im Wesentlichen keinen senkrechten Drucklinie wie in einem herkömmlichen Kugellagers (nichtgezeigt) bilden. Somit sind die ersten und zweiten Lager17A ,17B in der Regel von einen Typ gemäß eines ”Schrägkugellagers” Weiterhin sind die beiden Lager17A vorzugsweise in einer ”Diamant-” oder ”O”-Anordnung, wobei sich die Drucklinien jedes Lagers17A ,17B im Punkt CP auf der zentralen Achse AC ”außerhalb” der Lager17A ,17B , schneiden, das heißt auf der Seite des Lagers17A ,17B welche nicht gegenüber der Seiten der gegenüberliegenden Lager17B ,17A liegt. - In den
1 –6 , müssen aufgrund der ”abgewinkelten Kontakt” Struktur der Schräglager17A ,17B , Mittel für den Aufbau und die Aufrechterhaltung einer ”Vorspannung” auf oder innerhalb der Lagers17A ,17B , vorgesehen werden, um sicherzustellen, dass die Wälzkörpern29 der Wälzkörperreihen28 ,30 in Kontakt mit dem zugeordneten Paar von inneren und äußeren Laufflächen32 /36 und34 /38 bleiben. Somit umfasst die Doppel-Lageranordnung16 mindestens ein Vorspannelement32 im Allgemeinen um eine Vorspannung des Außenringelements24 ,26 auf den assoziierten Satz28 ,30 der Wälzkörper29 zu halten, welche sandwichartig zwischen den inneren Schulterflächenabschnitt39 ,41 des einen äußeren Laufring24 ,26 und der äußeren Schulterfläche35 ,37 der entsprechenden inneren Laufring20 ,22 , angeordnet sind. - In der
3 umfasst die Lagerbaugruppe16 nur ein Vorspannelement32 (welches aus mehreren Komponenten gebildet werden kann), das direkt auf das zweite Lager17b wirkt und indirekt über eine Vorspannung auf das erste Lager17a durch einen Anschlag54A des Gehäuses14 wirkt, wie unten beschrieben. In einer bevorzugten ”double-spring” Konstruktion weist die Lageranordnung16 zwei Vorspannelemente33A ,33B , die jeweils direkt auf einen separaten äußeren Laufring24 bzw.26 , wirken, wie in den1 ,2 und4 –6 dargestellt ist. - Das heißt, ein erstes Vorspannelement
33A dient allgemein zum Vorspannen des ersten äußeren Laufring24 in einer ersten Richtung D1 entlang der Achse. Die Vorspannung der ersten äußeren Laufring20 hält den ersten Wälzkörpersatz28 zwischen dem inneren Schulterflächenabschnitt39 der ersten äußeren Laufbahn24 und der äußeren Schulterfläche33 des ersten inneren Lagerring20 , wodurch eine Vorspannung innerhalb des ersten Lagers17a ausgebildet wird. Weiterhin dient das zweite Vorspannelement33B zum Vorspannen des zweiten äußeren Laufring26 in einer entgegengesetzten Richtung D2 im wesentlichen entlang der Achse Ac. Die Vorspannung des zweiten Außenring22 hält den zweiten Wälzkörpersatz30 zwischen der inneren Schulterfläche41 des zweiten äußeren Laufring26 und der äußeren Schulterflächenabschnitts37 des zweiten Innen rings22 wodurch eine Vorspannung in dem zweiten Lager17b ausgebildet wird. - Die bevorzugten Doppelfeder-Anordnung ist die Lagerbaugruppe
16 dazu ausgebildet, auf eine Vielzahl von Belastungsbedingungen, so zu reagieren, dass eine ein wandfreie Funktion des Aktuators10 erhalten bleibt. Wie in4 , gezeigt dehnt sich das zweite Vorspannelement33B und das erste Vorspannelement33A wird komprimiert, wenn eine axiale Last LA auf das Gehäuse14 in einer ersten axialen Richtung D1 wirkt, oder an der Welle12 in der zweiten axialen Richtung D2 angelegt wird, wobei eine Vorspannung innerhalb der ersten und zweiten Lager17 ,17b aufrechterhalten bleibt und damit ein guter Kontakt zwischen dem Wälzkörpersätze28 ,30 und den zugeordneten Lagerringpaaren20 /24 und22 /26 . - Wie in
5 dargestellt, dehnt sich das erste Vorspannelement33A und das zweite Vorspannelement33B wird komprimiert, wenn eine axiale Last LA entweder auf das Gehäuse14 in der zweiten axialen Richtung, oder an der Welle12 in der ersten axialen Richtung D1 angelegt wird. Die Vorspannung bleibt erhalten, genauso der korrekten Eingriff der Lagerkomponenten. - Ferner wird wie in
6 gezeigt, das erste und zweite Vorspannelement33A ,33B zusammengedrückt, wenn sich das Gehäuse14 aufgrund der thermischen Belastung (durch Pfeile T) ausdehnt, wobei jeder die Anschlagflächen74a ,74b des Gehäuses (8 ) in Richtung der Lager17A ,17B verschoben werden, wobei die Lagervorspannung aufrechterhalten wird. Ferner dehnen sich das erste und zweite Vorspannelemente33A 33B aus, wenn sich der Schaft12 aufgrund der thermischen Belastung ausdehnt, (nicht dargestellt), da sich die Innenringe20 ,22 von den Anschlagflächen74a ,74b weg verschieben. Die Lagervorbelastung bleibt auch unter dieser Bedingung erhalten. Somit kann die Doppel-Lageranordnung16 auf eine Vielzahl von Belastungsbedingungen reagieren wobei ordnungsgemäße Betrieb des Antriebs beibehalten wird. Nach der vorausgehend erfolgten Beschreibung der grundlegenden Komponenten und Funktionen werden diese und andere Elemente der vorliegenden Erfindung nachfolgend in weiteren Einzelheiten beschrieben. - In
7 , weisen der erste und zweite Innenring20 ,22 vorzugsweise einen im Allgemeinen ringförmigen Körper50 mit inneren und äußeren Umfangsflächen51A ,51B , auf und eine ringförmige Schulter52 , die sich radial nach außen von der Außenfläche51B erstreckt. Die Innenfläche51A jedes innere Element50 ist so bemessen, dass entweder die Welle mit ihrer Außenfläche12a entweder in Eingriff mit einer Presspassung/”press fit” ist, somit behalten die inneren Lagerring20 bzw.22 eine feste Position auf der Welle12 , oder aber die Innenringe und die Welle sind mit einer Spielpassung versehen, um die axiale Verschiebung zu ermöglichen. Ferner weist jeder Körper50 eine konkave ringförmige Oberfläche53 auf, die sich zwischen der äußeren Fläche51B und der Schulter52 befindet und die äußeren Schulterflächen35 ,37 der inneren Lagerringe20 bzw.22 darstellt. Wie in8 gezeigt, weisen jeder der ersten und zweiten äußeren Laufring24 ,26 vorzugsweise einen im Allgemeinen ringförmigen Körper56 mit inneren und äußeren Umfangsflächen57a ,57b auf, und eine ringförmige Schulter58 , die sich radial nach innen von der inneren Oberfläche57A erstreckt. Vorzugsweise ist die Außenfläche57B jedes äußere Element Körper56 so bemessen ist, die Gehäusebohrung15 mit einer Spielpassung versehen ist, so dass die äußere Laufbahn24 ,26 axial verlagerbar oder ”verschiebbar” innerhalb des Gehäuses14 sind. Außerdem hat jeder Körpers56 eine konkave ringförmige Oberfläche59 , die sich zwischen der Innenfläche57 und der Schulter58 befindet und die innere Schulterfläche39 ,41 des äußeren Laufrings24 bzw.26 darstellt. - Unter besonderer Bezugnahme auf die
1 , umfasst jedes des einen oder mehrerer Vorspannelemente32 vorzugsweise eine Federscheibe60 , bevorzugt eine als Belleville-Tellerscheibe asugebildete Tellerfeder wie abgebildet, die Feder kann aber auch als Wellfeder oder eine andere geeignete Art von Federringen ausgebildet sein. Alternativ kann das Vorspannelement32 wenigstens eine und vorzugsweise eine Mehrzahl von Schraubenfedern64 , welche in Umfangsrichtung um die Mittelachse AC beabstandet sind, wie in den2 –6 gezeigt umfassen. Die Feder kann auch als eine einzige, größere Schraubenfeder (nicht gezeigt) ausgebildet sein und um die Welle12 angeordnet werden. Jedoch können das eine oder die mehreren Vorspannelemente32 in irgendeiner anderen geeigneten Weise, wie zum Beispiel einem zusammendrückbaren elastomeren Ring gebildet werden. - Bezugnehmend auf die
1 –6 und8 , weist das Gehäuse14 vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindrischen Körper70 mit gegenüberliegenden, ersten und zweiten axialen Enden70a ,70b , und eine Bohrung15 , die sich mittig zwischen den beiden Enden70 ,70b befindet, auf. Vorzugsweise weist das Gehäuse14 erste und zweite Anschläge72A ,72B auf, die jeweils eine radiale Oberfläche74A ,74B aufweisen und derart angeordnet sind, dass jede radiale Anschlagfläche74A ,74B im Allgemeinen weg von der anderen Anlagefläche74B ,74A weist und allgemein zu den axialen Enden70a oder70b hin weist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die die Anschläge72A ,72B einstückig mit dem Gehäuse14 ausgebildet, insbesondere der Gehäusekörper70 ist vorzugsweise mit einem nach radial innen abgestuften Mittelabschnitt oder ringförmiger Schulter76 ausgebildet. Die zentrale Schulter76 umfasst sowohl die ersten und zweiten Anschläge72A ,72B , wobei die beiden Anschlagflächen74A ,74B an gegenüberliegenden axialen Enden des zentralen Schulterabschnitt76 angeordnet sind. Alternativ können die beiden Anschläge72A ,72B aus einem Paar von ringförmigen Schultern oder zwei separaten Komponenten (z. B. Sicherungsringe, etc.) innerhalb der Ausnehmung15 des Gehäuses gebildet sein und in Verbindung mit dem Gehäuse14 stehen. - In jedem Fall ist die bevorzugte Lageranordnung
16 mit zwei Vorspannelemente33A ,33B in dem Gehäuse mit den zwei Anschlägen72a ,72b , wie folgt angeordnet. Der erste Außenring24 ist im Allgemeinen zwischen dem ersten Anschlag72A und dem ersten axialen Ende70a des Gehäuses angeordnet und ist von dem ersten Anschlag74a beabstandet, wobei der Abstand einen ersten Zwischenraum C1 definiert. Das erste Vorspannelement33A ist in dem ersten Zwischenraum C1 angeordnet ist und erstreckt sich allgemein axial zwischen dem ersten radialen Anschlag74a und dem ersten äußeren Laufring24 . In einer ähnlichen, aber ”gespiegelten” Orientierung wird der zweite Außenring26 im Allgemeinen zwischen dem zweiten Anschlag72B und dem zweiten axialen Ende70b des Gehäuse angeordnet und ist von der zweiten Anschlagfläche74B beabstandet, wodurch ein zweiter Zwischenraum C2 definiert wird. Das zweite Vorspannelement33B ist innerhalb des zweiten Zwischenraum C2 angeordnet ist und erstreckt sich im Allgemeinen zwischen der zweiten radialen Anschlagfläche74b und dem zweiten äußeren Laufring26 . Somit ermöglichen die ersten und zweiten Zwischenräume C1, C2 eine Verschiebung des Gehäuses14 relativ zu den Lagern17A ,17B . Die Verschiebung erfolgt entweder durch tatsächliche Verlagerung/Verschiebung oder durch thermische Kontraktion oder Expansion, wodurch die Vorspannelemente33A ,33B komprimiert werden oder sich ausdehnen um die Verlagerung des Gehäuses14 auszugleichen. Vorzugsweise werden die axialen Abmessungen der beiden Freiräume C1, C2 so ausgewählt, dass eine gewünschte maximale axiale Verschiebung der Welle12 möglich ist. Insbesondere ist hierzu der erste und zweite Innenring20 ,22 vorzugsweise an einer im Wesentlichen festen Position in Bezug auf die Welle12 angeordnet, so dass jede axiale Verschiebung der Welle12 eine entsprechende axiale Verschiebung der Außenringelemente24 ,26 bewirkt. Somit wird durch geeignete Dimensionierung der axialen Abmessungen der Zwischenräume C1, C2, die maximale Verschiebung der Welle12 um einen gewünschten Betrag begrenzt. - Bezugnehmend auf
3 mit nur einem einzigen Vorspannelement32 , sind das erste und zweite äußere Laufringelement24 ,26 zwischen dem Anschlag74A ,74B und den nahen Gehäuseenden70a ,70b , angeordnet, wie vorausgehend beschrieben bei den Konstruktionen mit zwei Vorspannelementen. Allerdings ist nur der zweite Zwischenraum C2 vorhanden, in welchem das Vorspannelement32 angeordnet ist, während der erste Außenring24 im Allgemeinen gegen die erste Anschlagfläche72A das Gehäuse angeordnet ist. Somit kann die Vorspannung auf die beiden Lager17A ,17B durch ein einziges Vorspannelement32 aufgebaut werden, das sowohl direkt den zweiten Außenring26 in der zweiten axialen Richtung D2 in Richtung des zweiten Innenrings22 vorspannt und indirekt den ersten äußeren Laufring24 mittelbar aber die zentrale Schulter76 des Gehäuses in der ersten Richtung D1 in Richtung des ersten inneren Laufring20 vorspannt. Ferner ist, wie vorausgehend bei den beiden Vorspannelementen beschrieben, der zweite Zwischenraum C2 für das einzige Vorspannelement der Lageranordnung16 vorzugsweise so bemessen, dass eine gewünschte maximale axiale Verschiebung der Welle12 möglich ist. - Unter Bezugnahme auf die
1 bis3 und7 , umfasst die Doppel-Lagerbaugruppe16 ferner vorzugsweise einen Abstandshalter80 , welcher auf der Welle12 angeordnet ist und eine radiale Fläche82 aufweist, welche an einem äußeren Ende der ersten inneren Laufbahn20 anliegt, und wobei die Welle12 weiterhin eine integrale Schulter84 mit einer radialen Oberfläche86 aufweist, welche an einem äußeren Ende der zweiten inneren Laufbahn22 anliegt. Vorzugsweise ist der Abstandshalter80 axial in einer Richtung nach außen (dh weg von der Mitte der Welle12 ) durch eine Klammer81 gehalten, kann aber alternativ durch eine Mutter, einen Schlüssel oder mittels anderen geeignete Befestigungsmitteln befestigt werden. Der Abstandshalter80 und die Schulter84 haben die Funktion, eine axiale Verschiebung des zugehörigen inneren Lagerrings20 bzw.22 zu verhindern. Es wird für den Fachmann klar, dass Änderungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen möglich sind, ohne von dem breiten erfinderischen Konzept abzuweichen. Es versteht sich daher, dass diese Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern, Modifikationen innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie sie allgemein in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, mit umfasst sind.
Claims (17)
- Doppel-Lageranordnung zur Lagerung einer Welle in einer Aufnahme eines Gehäuses, wobei die Welle drehbar um eine zentrale Achse ist, wobei die Lageranordnung umfasst: erste und zweite Innenringelemente auf der Welle, die entlang der Achse beabstandet montiert sind, wobei jeder innere Laufring entgegengesetzte axiale Enden und eine äußere Lauffläche mit einer radial nach außen erstreckenden Schulter an einem axialen Ende aufweist, und wobei die zwei inneren Laufringglieder so gegeneinander angeordnet sind, dass die äußeren Laufflächen der Schulterflächenabschnitte der inneren Laufringe einander zugewand sind, erste und zweite Außenringelemente, die innerhalb des Gehäuses so angeordnet sind, dass sie axial verschiebbar in der Aufnahme sind und gegenüber den ersten und zweiten Innenringelementen angeordnet sind, wobei jeder äußere Laufring axial gegenüberliegende Enden und eine innere Lauffläche mit einem sich nach radial innen erstreckenden Schulterabschnitt an einem axialen Ende aufweist, wobei die beiden äußeren Außenringelemente derart angeordnet sind, dass der innere Schulterflächenabschnitt des einen Lagerrings im Allgemeinen weg von dem Schulterflächenabschnitt des anderen Außenring gewandt ist; erste und zweite Sätze von Wälzkörpern, wobei der erste Satz von Wälzkörpern zwischen den ersten inneren und äußeren Laufringelementen angeordnet ist, um ein erstes Lager bereitzustellen und der zweiten Satz von Wälzkörpern zwischen den zweiten inneren und äußeren Laufringelementen angeordnet ist, um ein zweites bereitzustellen Lager und mindestens ein Vorspannelement, welches eines der ersten und zweiten äußeren Laufringelemente vorspannt, um einen des ersten und zweiten Satzes von Wälzkörpern mit dem inneren Schulterflächenabschnitt des einen äußeren Laufrings und dem äußeren Schulterflächenabschnitt des entsprechenden inneren Laufrings in Kontakt zu halten
- Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Vorspannelement umfasst: ein erstes Vorspannelement zum Vorspannen des ersten Außenrings in einer ersten Richtung entlang einer Achse, um die erste Gruppe von Wälzkörpern, die zwischen dem nach radial innen erstreckenden Oberflächenabschnitt des ersten äußeren Laufrings und dem nach radial außen erstreckenden Oberflächenabschnitt des ersten inneren Laufrings angeordnet ist, in Kontakt zu halten und um eine Vorspannung innerhalb des ersten Lagers zu bewirken; ein zweites Vorspannelement zum Vorspannen des zweiten Außenrings in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung entlang der Achse, um die zweite Gruppe von Wälzkörpern, die zwischen dem nach radial innen erstreckenden Oberflächenabschnitts des zweiten äußeren Laufrings und dem nach radial außen erstreckenden Oberflächenabschnitt des zweiten inneren Laufrings angeordnet ist, in Kontakt zu halten und um eine Vorspannung innerhalb des zweiten Lagers zu bewirken;
- Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Vorspannelement eine Federscheibe oder mindestens eine Schraubenfeder umfasst.
- Lageranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens einen Anschlag mit einer radialen Fläche, wobei sich das mindestens eine Vorspannelement zwischen der radialen Anschlagfläche und einem axialen Ende des einen der ersten und zweiten Außenringelemente befindet und wobei der Anschlag mit dem Gehäuse verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet ist.
- Lageranordnung nach Anspruch 4, wobei jedes der ersten und zweiten Innenringelemente mit einer im wesentlichen festen Position in Bezug auf der Welle angeordnet ist und ein Zwischenraum zwischen dem zumindest einem Anschlag und einem der einer der ersten und zweiten Außenringelementen gebildet ist, um eine axialen Verschiebung der Welle zu ermöglichen
- Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei: jedes der ersten und zweiten Innenringelemente einen allgemein ringförmigen Körper mit einer äußeren Umfangsfläche und einer ringförmigen Schulter umfasst, die sich nach radial außen von der äußeren Oberfläche erstreckt und eine konkave ringförmige Oberfläche aufweist, die sich zwischen der Außenfläche und den Schulter befindet und äußere Schulter Oberflächenabschnitt des einen inneren Laufrings bildet, und jeder der ersten und zweiten Außenring Elemente eine allgemein ringförmige Körper mit einer inneren Umfangsfläche eine ringförmige Schulter, die sich radial nach innen von der inneren Oberfläche erstreckt und eine konkave ringförmige Oberfläche, die sich zwischen der Innenfläche und der Schulter befindet und die einen Innenschulter Oberflächenabschnitt des einen äußeren Laufrings bildet.
- Aktuator umfassend: eine Welle, die drehbar um eine zentrale Achse ist; ein Gehäuse mit einer Aufnahme, und eine Doppel-Lageranordnung, um die Welle innerhalb des Gehäuses zu lagern, ersten und zweiten Innenringelementen auf der Welle, die auf der Achse beabstandet montiert sind, wobei jeder innere Laufring entgegengesetzte axiale Enden und eine äußere Lauffläche mit einer radial nach außen erstreckenden Schulter aufweist und wobei die zwei inneren Laufringglieder so angeordnet sind, dass die äußeren Schulterflächenabschnitte der beiden inneren Laufringe einander zugewandt sind; erste und zweite Außenringelemente, die innerhalb des Gehäuses so angeordnet sind, dass sie axial verschiebbar in der Aufnahme sind und gegenüber den ersten und zweiten Innenringelementen angeordnet sind, wobei jeder äußere Laufring axial gegenüberliegende Enden und eine innere Lauffläche mit einem sich nach radial innen erstreckenden Schulterabschnitt an einem axialen Ende aufweist, wobei die beiden äußeren Außenringelemente derart angeordnet sind, dass der innere Schulterflächenabschnitt des einen Lagerrings im Allgemeinen weg von dem Schulterflächenabschnitt des anderen Außenring gewandt ist; erste und zweite Sätze von Wälzkörpern, wobei der erste Satz von Wälzkörpern zwischen den ersten inneren und äußeren Laufringelementen angeordnet ist, um ein erstes Lager bereitzustellen und der zweiten Satz von Wälzkörpern zwischen den zweiten inneren und äußeren Laufringelementen angeordnet ist, um ein zweites bereitzustellen Lager und mindestens ein Vorspannelement, welches eines der ersten und zweiten äußeren Laufringelemente vorspannt, um einen des ersten und zweiten Satzes von Wälzkörpern mit dem inneren Schulterflächenabschnitt des einen äußeren Laufrings und dem äußeren Schulterflächenabschnitt des entsprechenden inneren Laufrings in Kontakt zu halten.
- Aktuator nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine Vorspannelement umfasst: ein erstes Vorspannelement zum Vorspannen des ersten Außenrings in einer ersten Richtung entlang einer Achse und in Richtung eines ersten Innenrings, um die erste Gruppe von Wälzkörpern, die zwischen dem nach radial innen erstreckenden Oberflächenabschnitt des ersten äußeren Laufrings und dem nach radial außen erstreckenden Oberflächenabschnitt des ersten inneren Laufrings angeordnet ist, in Kontakt zu halten und um eine Vorspannung innerhalb des ersten Lagers zu bewirken; ein zweites Vorspannelement zum Vorspannen des zweiten Außenrings in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung entlang der Achse und in Richtung ein zweiten Innenrings, um die zweite Gruppe von Wälzkörpern, die zwischen dem nach radial innen erstreckenden Oberflächenabschnitts des Zweiten äußeren Laufrings und dem nach radial außen erstreckenden Oberflächenabschnitt des zweiten inneren Laufrings angeordnet ist, in Kontakt zu halten und um eine Vorspannung innerhalb des zweiten Lagers zu bewirken.
- Aktuator nach Anspruch 8, wobei: das Gehäuse gegenüberliegende erste und zweite axiale Enden und erste und zweite Anschläge aufweist, die jeweils eine radiale Fläche aufweisen und derart angeordnet sind, dass jede radiale Anschlagfläche im Allgemeinen weg von der anderen Anlagefläche weist und zu einem axialen Ende hin weist; der erste äußere Laufring zwischen dem ersten Anschlag und dem ersten axialen Ende des Gehäuses angeordnet ist und dem ersten Anschlag beabstandet ist, um einen ersten Zwischenraum zu definieren; der zweite äußere Laufring zwischen dem zweiten Anschlag und dem zweiten axialen Ende des Gehäuses angeordnet ist und von der zweiten Anschlagfläche beabstandet ist, um einen zweiten Zwischenraum zu definieren; das erste Vorspannelement in dem ersten Zwischenraum angeordnet ist und sich im Allgemeinen zwischen der ersten radialen Anschlagfläche und dem ersten äußeren Laufring und das zweite Vorspannelement innerhalb der zweiten Zwischenraum angeordnet ist und sich zwischen der zweiten radialen Anschlagfläche und dem zweiten äußeren Laufring erstreckt.
- Aktuator nach Anspruch 9, wobei: sich das erste Vorspannelement ausdehnt und das zweite Vorspannelement komprimiert, wenn eine axiale Last auf das Gehäuse in einer ersten Richtung entlang der Achse aufgebracht wird oder in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung entlang der Achse auf die Welle aufgebracht wird, wobei die Vorspannung in dem ersten und zweiten Lager gehalten wird; sich das zweite Vorspannelement ausdehnt und das erste Vorspannelement komprimiert, wenn eine axiale Last auf das Gehäuse in der zweiten axialen Richtung aufgebracht wird oder auf die Welle in der ersten axialen Richtung aufgebracht wird, wobei die Vorspannung in dem ersten und zweiten Lager gehalten wird; das erste und zweite Vorspannelemente komprimiert werden, wenn sich das Gehäuse thermisch ausdehnt, wobei die Vorspannung in dem ersten und zweiten Lager gehalten wird, und das erste und zweite Vorspannelemente sich ausdehnen, wenn sich die Welle sich thermisch ausdehnt, wobei die Vorspannung in dem ersten und zweiten Lager gehalten wird.
- Aktuator nach Anspruch 9, wobei das erste und zweite Innenringelement mit einer im wesentlichen festen Position in Bezug auf der Welle angeordnet ist und der ersten und zweiten Zwischenräume so bemessen ist, um eine gewünschte maximale axiale Verschiebung der Welle zu ermöglichen.
- Aktuator nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine Vorspannelement als Federscheibe oder als Spiralfeder ausgebildet ist.
- Aktuator nach Anspruch 7, ferner umfassend mindestens einen Anschlag mit einer radialen Fläche, wobei das mindestens eine Vorspannelement zwischen der radialen Anschlagfläche und dem einen axialen Ende des einen der ersten und zweiten Außenringelemente angeordnet ist
- Aktuator nach Anspruch 13, wobei der Anschlag mit dem Gehäuse gekoppelt ist oder integral mit dem Gehäuse ausgebildet ist.
- Aktuator nach Anspruch 13, wobei das erste und zweite Innenringelement im wesentlichen an einer festen Position auf der Welle angeordnet ist und wobei ein Zwischenraum zwischen zumindest einem Anschlag und einem der ersten und der zweite Außenringelemente, wobei der Zwischenraum so bemessen ist, dass eine gewünschte maximale axiale Verschiebung der Welle ermöglicht wird.
- Aktuator nach Anspruch 7, wobei: jedes der ersten und zweiten Innenringelemente einen allgemein ringförmigen Körper mit einer äußeren Umfangsfläche und einer ringförmigen Schulter umfasst, die sich nach radial außen von der äußeren Oberfläche erstreckt und eine konkave ringförmige Oberfläche aufweist, die sich zwischen der Außenfläche und der Schulter befindet und äußere Schulter Oberflächenabschnitt des einen inneren Laufrings bildet, und jeder der ersten und zweiten Außenring Elemente eine allgemein ringförmige Körper mit einer inneren Umfangsfläche eine ringförmige Schulter, die sich radial nach innen von der inneren Oberfläche erstreckt und eine konkave ringförmige Oberfläche, die sich zwischen der Innenfläche und der Schulter befindet und die einen Innenschulter Oberflächenabschnitt des einen äußeren Laufrings bildet.
- Aktuator nach Anspruch 16, wobei die Welle so konfiguriert ist, eine Röntgen-Anode anzukoppeln, so dass bei Drehung der Welle die Anode um die Mittelachse dreht.
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