DE1575596A1

DE1575596A1 - Praezisionskugellager

Info

Publication number: DE1575596A1
Application number: DE19661575596
Authority: DE
Inventors: Philippe Boillat
Original assignee: RMB ROULEMENTS MINIATURES SA
Current assignee: RMB ROULEMENTS MINIATURES SA
Priority date: 1965-08-13
Filing date: 1966-08-09
Publication date: 1972-04-13
Also published as: GB1154254A; US3395954A; CH441885A

Description

ROULEMENTS MINIATURES S.A. BIENNE

Präzisionskugellager

Bei bestimmten Geräten, zum Beispiel Kreiselinstrumenten, welche mit rotierenden, im dynamischen Gleichgewicht befindlichen Elementen ausgestattet sind, oder bei empfindlichen Messinstrumenten ist es erforderlich, für die bewegten Teile Lager zu verwenden, deren mechanischer Widerstand auf Grund von Reibungen und bzw. ..." oder Unregelmässigkeiten des Lagers so gering wie möglich gehalten werden muss.

Zu diesem Zweck wurden schon Lager vorgeschlagen, innerhalb welchen eine Flüssigkeit oder ein Gas die sich bewegenden Teile voneinander trennen. Eine solche Anordnung ist jedoch sehr kompliziert in der praktischen Ausführung und gestattet ausserdem kein zuverlässiges Arbeiten, sobald die Umgebungstemperatur grossen Schwankungen unterworfen ist.

2 0 9 816/01 U

R 302/12D.1 KW-BIl/hd

157 5598 - ζ -

Es wurde auch schon die Verwendung von doppelten Kugellagern vorgeschlagen, bei denen der mittlere Ring, welcher den Aussenring des inneren Lagers bildet, ständig zu einer vorzugsweise wechselnden

S.

Bewegung angeregt wird, wobei sich die gegeneinander gerichteten Widerstandskräfte praktisch aufheben.

Für eine solche Bewegung des mittleren Ringes sind ebenfalls schon verschiedene Ausführungsmöglichkeiten bekannt. So kann beispielsweise der mittlere Ring aus dem Rotor eines kleinen Motors bestehen, dessen Pole durch einen äusseren, auf zwei Kugellagern laufenden Ring gehalten werden. Bei einer anderen Ausführungsform erfolgt die Erregung des Mittelringes durch eine elektromagnetisch mit Hilfe eines Oszillators hervorgerufenen Vibration. Diese beiden Ausführungsformen sind jedoch verhältnismässig kompliziert in ihrem Aufbau und ihre Verkleinerung stösst auf erhebliche Schwierigkeiten, da die Kraft, mit welcher der Mittelring erregt werden muss, sehr schnell mit den Abmessungen der Wicklungen und der Vorrichtungsteile abnimmt.

Eine andere Ausführungsform, wie sie bei Kreiselinstrumenten angewendet wird, besteht darin, den Mittelring mit einem Zahnkranz zu versehen, dessen Durchmesser grosser als der Aussenring ist, um hierdurch diesen Mittelring mechanisch mit einer verhältnis mäss ig grossen Kraft antreiben zu können. Hierbei ist ferner eine elektrisch gesteuerte Umkehreinrichtung vorgesehen, um die gewünschte wechselnde Bewegung des Mittelringes zu erzielen. Die erforderliche Antriebskraft ergibt sich hierbei aus den Abmessungen und dem Gewicht der betreffenden Teile. Weiterhin muss ein Lager bei seiner Anwendung in Kreiselinstrumenten einen sehr genauen, in der Grossenordnung von Mikron ausgerichteten Schwerpunkt hab.en, um jede nach-_ teilige Auswirkung auf das Kreiselinstrument zu verhindern. Eine

209816 /0.1 1 Λ : -'

1575598

solche Genauigkeit ist aber sehr schwer zu erzielen, wenn ein Zwischenring mit einem Zahnkranz grossen Durchmessers verwendet wird, welcher' aus serdem noch unter der Einwirkung eines Antriebs ritzeis steht.'

Zwecks der vorliegenden Erfindung, ist die Schaffung eines Präzisions-Kugellagers, womit die Nachteile der vorstehend beschriebenen Konstruktionsweise vermieden werden.'

Ein solches Präzisions-Kugellager besteht aus einem Innenring, einem Aussenring und einem Mittelring mit mindestens je einem Satz Kugeln zwischen dem Innenxing und dem Mittelring einerseits sowie dem Aussenring und dem Mittelring andererseits und ist mit einer. Einrichtung zur Erregung des Mittelringes zu einer Schwingbewegung um die Lagerachse ausgestattet. Ein solches Präzisions-Kugellager ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch einen um eine zur Lagerachse parallelen Achse in Umdrehung versetzten Teil mit einem exzentrischen Ansatz, welcher am Aussenrand des Mittelringes angreift.^:

Durch diese Anordnung ist es möglich, ein Lager in sehr kompakter Bauweise und mit geringen Abmessungen herzustellen, wobei gleichzeitig der Mittelring mit einer ausreichenden Kraft erregt werden kann. Diese Anordnung gestattet ferner die Schaffung von Präzisions-Kugellagern mit Verhältnis massig geringen Herstellungskosten.'

In den beigefügten Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäss en Präzisions-Kugellagers dargestellt, wobei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Lager mit einer Turbine

zum Antrieb des Mittelringes

2098 16/0 11 A '

Fig. '2 einen Schnitt durch ein Lager, wobei ein Getriebe

. zur Erregung des Mittelringes verwendet wird.^:

Das in Fig.^f 1 dargestellte Lager besteht im wesentlichen aus einem Innenring 1, einem Aussenring 2 und einem Mittelring 3, wobei ein Satz Kugeln 4 zwischen dem Ring 1 und dem Ring 3 sowie ein Satz Kugeln 5 zwischen dem Ring 2 und dem Ring 3 angeordnet sind.' Dieses Lager sitzt mit seinem Aussenring 2 in einer Auflage 7 an einem Ringteil 6, dessen Gesamthöhe geringer ist als die doppelte Höhe der Ringe 1, 2 und 3. Die Wand 6a der Auflage 7 ist von geringerer Dicke als die Ringe 1 und 2 und bildet einen Schutz für dieses Doppel-Kugellager nach aussen.

Die Einrichtung zur Bewegung des Mittelringes 3 ist in einer zylindrischen Bohrung 8 untergebracht, deren Achse parallel zu der Achse des Lagers gerichtet ist und annähernd durch die Mitte des graden Teiles des Mittelringes 3 verläuft. Diese Einrichtung besteht aus einer kurzen "Welle 11, die in zwei Kugellagern 9 und 10 gelagert ist und ein Turbinenrad 12 trägt, welches durch einen Druckluftstrom aus einer Düse 13 angetrieben wird.' Das untere-Ende dieser Welle 11 ist mit einem exzentrischen Kurbelzapfen 14 versehen,

welcher während seiner exzentrischen Bewegung in die Nabe 15 eines Kugellagers eingreift.^! Der Aussenring 16 dieses Kugellagers sitzt fest an einem Vorsprung 17 am Aussenrand des Mittelringes 3.

Sobald hierbei die Turbine 12 in Tätigkeit gesetzt wird, wird der Mittelring 3 zu einer Schwingbewegung kleiner Amplitude erregt, wobei die Bewegung diesesRinges durch die Anordnung der Kugellager

2.098 16/0 1 U

15 und 16 nahezu ohne Abnützung und Verschleiss erfolgt. Selbstverständlich ist das Kugellager 15 und 16 für die Wirkungsweise der Einrichtung nicht unbedingt erforderlich, da eine Polierung und leichte Schmierung des Kurbelzapfens 14 und des Vorsprunges 17 in vielen Fällen ausreichen, um eine zufriedenstellende Arbeitsweise im Hinblick auf einen Reibungsvers chleiss zu erzielen,'

Wie praktische Versuche ergeben haben, ist die Schwingungsamplitude des Mittelringes 3 bei der erfindungsgemässen Anordnung vollständig ausreichend für den vorgesehenen Zweck und die zu überwindenden Widerstände sind mindestens genau so gering wie bei den bisher bekannten Konstruktionen.' Darüber hinaus gestattet die erfindungsgemässe Anordnung die Herstellung stabiler und kompakter Lager mit sehr kleinen Abmessungen, von beispielsweise 16 mm Gesamtdurchmesser und 7, 5 mm Gesamthöhe.'

Das in der Fig.' 2 dargestellte Lager unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 nur durch den Antrieb der Welle 11. Diese trägt hierbei ein Ritzel 18, welches mit einem Zahnrad 19 in Eingriff steht, das von einem au ssen, angeordneten Motor angetrieben wird.' Statt der in Fig.^: 2 dargestellten Anordnung des Zahnrades 19, wobei dieses seitlich durch den Ringteil 6 geht, kann dieses auch in einer Bohrung^ untergebracht werden, welche zu der Bohrung 8 parallel verläuft und wobei dessen Achse mit der Verlängerung der Motorachse zusammenfällt.¹ ^

Selbstverständlich sind auch weitere Abwandlungen für den Antrieb der Welle 11 möglich.' .

Es wurde ferner festgestellt, dass ein besseres Gleichgewicht der . Kugellager ringe erreicht werden kann, wenn zwei Sätze von Kugeln zwischen dem Mittelring 3 und dem Aussenring 2 des Lagers verwen-

2 0 9 8 16/01 U

det werden. Dieser Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass der Mittelring 3 dann zwischen drei Kugelbahnen geführt wird, die in drei verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

209816/01 H

Claims

PA TEN TANSPRUE CHE

1. Präzisionskugellager aus einem Innenring, einem Aussenring und einem Mittelring mit mindestens je einem Satz Kugeln zwischen dem Innenring und dem Mittelring einerseits sowie dem Aussenring und dem Mittelring andererseits und mit einer Einrichtung zur Erregung des Mittelringes zu einer Schwingbewegung um die Lagerachse, gekennzeichnet durch einen um eine zur Lagerachse parallelen Achse in Umdrehung versetzbaren Teil mit einem exzentrischen Ansatz, welcher am Aussenrand des Mittelringes angreift.'

2. Kugellager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in Kugellagern (9, ΙΟ) gelagerte Welle (H), die an ihrem einen Ende mit einem exzentrischen Kurbelzapfen (14) versehen ist.

3. Kugellager nach Anspruch 1 und 2,gekennzeichnet durch ein fest an einem Vorsprung (17) des Mittelringes (3) sitzendes Kugellager, an dessen Nabe (15) der Kurbelzapfen (14) angreift.

4. Kugellager nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen fest mit dem Aussenring (2) verbundenen Ringteil (6), in welchem der rotierende Teil bzw. die Welle (H) angeordnet ist.

5. Kugellager nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Turbinenrad (12) auf der Welle (11).

6. Kugellager nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein An-

209 81670 1U

triebsritzel (18) auf der Welle (H)_} welches mit einem ausserhalb des Lagers angetriebenen Zahnrad (19) im Eingriff steht.

7. Kugellager nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Anordnung des Aussenringes (2) innerhalb eines Ringteiles (6), dessen
Wandstärke (6a) nicht grosser als die Stärke des Aussenringes ist.

8. Kugellager nach Anspruch 4, gekennzeichnet .durch einen Ringteil (6), dessen Gesarnthöhe nicht grosser als die doppelte Höhe der
Lagerringe (1,2, 3) ist.

2Q9816/01U

Leers ei te