DE1962878C3 - Montageverfahren fuer Kreisel mit vorgespannten Waelzlagern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Montageverfahren für Kreisel mit Wälzlagern, bei dem mittels einer Spannvorrichtung zum Verschieben von mindestens einem Spannteil des Kreisels gegenüber einem Aufnahmeleil mil' ihren Zentrierfliichcn die Wälzkörper zwischen ihren inneren und iiußeren Laufflächen eingeengt werden und das Spannieil an dem Aul'nahmeteil durch Aushärten einer wenigstens teilweise zwiseilen den genannten Zenirki'l'läehen eingebrachten plastischen Masse befestigt wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift I 242002 ist ein Kreisel bekannt, dessen Rotor auf einer feststehenden Starrachse mittels zweier Schulterkugellager gern lagert ist. Bei der Montage werden, nachdem die Kugellager eingesetzt sind, zwei Stellschrauben einer Spannvorrichtung auf die Enden der Stalorachsen aufgeschraubt, bis sie an den äußeren Stirnflächen der auf dieser Welle verschiebbaren Kugellager-Innenringe anliegen. Nun folgt das eigentliche Vorspannen der Lager, wobei mindestens eine der beiden Stellschrauben gefühlvoll so lange weitergedreht wird, bis der Kreiselrotor ruhig läuft. Die zwischen den beiden Laufringen jedes Kugellagers wirksame

ao Kraft, auf die es hierbei ankommt, kann man jedoch nicht exakt einstellen und nicht direkt messen. Diese Kraft ist nur indirekt und sehr unsicher meßbar im sogenannten Auslaufversuch, bei dem man den Kreisel mit einer bestimmten Drehzahl laufen läßt und die Zeit zwischen dem Abschalten des Motors und dem Stillstand mißt. Auch das Anzugsmoment der Stellschraube ist kein Maß für die Lagervorspannung, sondern allenfalls für die Kraft, die von der Schraube auf den Kugellager-Innenring ausgeübt wird. Durch den Reibungssitz des Innenringes kann jedoch diese Kraft n^-ir in einem verringerten und nicht genau bestimmbaren Maße an den Kugeln zur Wirkung kommen.

Der Erfindung* liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Montageverfahren anzugeben, welches gestattet die Lagervorspannung genau und schnell auf einen für den betreffenden Kreiseltyp vorbestimmten Wert einzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Spannteil mit einer der einzustellenden Vorspannung für das Lager entsprechend bemessenen Kraft gegenüber dem Aufnahmeteil auf den mit Spielsitz ineinandergepaßten Zentrierflächen in axialer Richtung in eine Endlage verschoben und in dieser während des Aushärtens der plastischen Masse gehalten wird.

Die Passung zwischen den Zentrierflächen des Aufnahmeteiles und des Spannteiles ist als Spielsitz ausgebildet, so daß einerseits eine ausreichende Führung und andererseits genügende Leichtgängigkeit gewährleistet ist. Ist als Aufnahmeteil beispielsweise eine Welle und als Spannteil eine zylindrische Hülse

. vorgesehen, so sind die Zentrierflächen insbesondere als zylindrische Außen- bzw. Innenflächen ausgebildet, wobei die Achsen der genannten Flächen vorzugsweise mit der Drehachse des Rotors zusammenfallen. Die auf das Spannteil wirkende, genau bemessene äußere Spannkraft kommt voll zwischen den Kugellagerringen jedes Lagers zur Wirkung. Diese Spannkraft wird aufrechterhalten, bis der Aushärtevorgang der plastischen Masse zu Ende ist. Von da ab kann das Spanntci! äußerlich entlastet werden, weil die Spannkraft jetzt von der Befestigungsstelle und von Teilen des Kreisels selbst aufgenommen wird.

Das neue Montageverfahren eignet sich insbesondere auch für eine schnelle und exakte Serienfertigung von Kreiseln, weil jetzt kein langwieriges Justieren und Probieren mehr erforderlich ist und auch der

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bringen, kann man du» SpÄJ Äh ί, "· ^W· "' "" "^{lini1 der} '^/x]ehmn» ^{nlllwr grUlmcrl}· ^Is

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Äin kimmin Dn,' emTodef?Τ'^Π, ^{2llm SC}"^{lidl aus dcm BIcch}"^akel '«"«"^"'IcM Wickelniuf) dann aus«cwccimnli «-> r · ^{ere L:lgt;r kli}P^lL' ^{sind l!lil 5} bezeichnet. Die Anschlußleitiingen Γ U.Τ^οΧ'κ^Γη? J^{Seii!nCnsidlcia}- ^{I5 dc}^ ^Wicklu»S ^werdci1 tiu'-ch eine LängsbohninuJ »lr£t Ι ί ^{Cl klll7ZL}·'"^'· F-rliil- und durch eine diese schneidende schräge Bohrung 2 ,1""wieir Sl'SwSl ΓΓη·^{Γ dL>S Krei}- ^der ^"""-"chsc nach außen geführt. Der Rolor. be-ΐ ile vom ilien KläVr t' Ψ^{Φ Rcini}S^u°8 ^dcr stehend at.s den beiden Ringschalen 12 und 13, dem Ui setze des net L.t¹'¹"'· T° ^U*^{m nach dcm} Schwungring 14 und dem Hvslcrescring 15, is. mil-ά D sdte^Är fTⁿf^{kleht Wer}- ^{20 Iels zwder} Kugellager auf der Starrachse gelagert, h 's Weichlotes 7urR_Pr^· ^S1Cl1, ^c ^Venue"^du"e Dit- Kugellager haben jeweils einen Jnnenriim 6 und \..fnahme7eir ^Betesl'»^un8 ''" Spannleilcs am 9 und einen Außenring? und 10. Die beiden Außen-

fiei KriMspln L-Miv,..· ί ι j . ^r'ⁱⁿl'^e sind in die Ringschalen 12 und 13 fest eiime-

«. e« . .ί .f^en^"«-T. be, denen ein- preßt, während die Innenringe gegenüber der S.ator-

• wiXur BcX rn^ ,"\T^{hr ßClÜSt wer}" ^{35 !ldlse mit S}P^idsi" !"Einander gepaß, sind, so daß

-;*eTn des Αϊ.«^{118 d},^er ^¹¹·'¹^ ^{dils Ver}- ^ '""bringe sich zunächst klht auf der Slutor-

·.; ^SCi hoen Ιηϊ ϊ" ι , '"' ^{Allfnahmeleil} achse verschieben lassen. Außerhalb der Kugel-

I -k r.™ ahl et η f^{g Wl}[ Γ¹--'"" '" ⁿ' ^{mil einem} I^r-Innennnge6 und 9 sind auf die Achse von L-

MiKlunu kS, P"nktfo,_m,ge Schweiüve,- den Seiten die eigentlichen Spanmeile, nämlich Hiil-

n,-/ii./ii,-h ri. ι , · ■ ³° ^{sen8 und} "· ^{£ll!l die} Siatorachse aufgesteckt Beide

Ji. Durchfiihrnn T^lrUM^{IVCn VorailSi}>^L'^^u"^n für Hülsen haben noch zwei Flansche 8a. die an ihrem '.Jnrtrhl * r π ^Monla8^evurlahrens sind im äußeren Ende zum Kreisel hin abgewinkelt sind und VV söa ™ Τη"' . ur-i ,^{unlcrsdlL>idc}"· *°1J die in eine Ringnut, welche die Kugellager-Außenr .mc 7 κ 3! n% Walzlager-Innenringen eine, und 10 umgibt, eingreift. Diese Flansche sollen ver-

\ 'i'.nr ι \'^dU,\ ""Γ" ^Innensl:«^lor "nc! einem 35 hüten, daß Partikel, die heim Abiragen von Materie AuU-nrotor be.vtenenden Elektromotor vonsenom- im Zl^- moderner Auswuchtwrfahren entstehen, in .nc-n weiden, so wird vorgeschlagen, daß das Spann- die Lager eindringen.

siatorLhse J^ ^ ^ ^{SplcWlU uui dic Üas} Montageverfahren verlauli folgendermaßen: ί αϊ ™ί df S Γ" ", ''''I ^SO _tJ ^di:^{ß diU der Achs}" ^{Zuerst wird} ^ H^l«-T«ering 15 in den Schwungring Z π ΑΓ Ti f ^1Sei "·· f^{r Hulsc auf dcn innc}- ⁴° ^l4 Angesetzt, sodann eine der beiden Ringschale.·" XrcHniwf^r ί' "^ ^druckt-..-^Jierbei m"« ^dann z.B. 13. Jetzt wird der für sich vormontiert· Stator ebe. fa N Ie du ν,Τι'"i^'⁸'""⁰" ^! ^Άά10™¹™ ^!» J« Schwungring eingelegt „nd die andere Rinnen -fl _m?iiirS Λ ^S?^ln rf ^{kann gegcbe}- ^{Schalc 12} ^.fgesetzt. Danach werden die Kugellager ,!I™ :^{kb werd},^en· t'n acher ist es aller- eingesetzt und ihre Außenringe? und 10 dabei in die LaSrinTdnrtt. ι ■" ' ρ"/,¹ '""^" ^Wäzlag^er" 45 Ringschalen eingepreßt. Es isl darauf zu achten, daß der ff Ä Lp h ? ^Falle». ^'g"« sich aber der Sta.or durch Langsverschiehung in die Mitte des nVl/r ^W,^a'^{/lager bes}O"ders geeignete Werkstoff Rotors gedruckt wird.

dann ^f SS^ffreS ^- ΐ'^ί; ^S° ** ^{Danach fulgl} "^{un das} Verspannen der Kugellager.

iernnL -unickt!rZ ^g ™™^1 ^Hu'^{SC U}"^{d Zunächs! wird dtr S}P^alt «⁶ tischen den Innenrin-

IV^TZym^^llL ^W\ \ """ι; Γ⁰⁰' ^{die 50 gen6 und 9 und} der Statorachse mit ein weni, KIe-

dTlZSZZ^Ju -^8lf^IChe", ^We[^kl^{toff wie} ber befeuchtet. Der Kleber dringt durch Kapillarwii -

^X^oii^ZtL·' Τ' K^Ch ^^{e ßlei}" ^kun- ^{ganz in den S}('^{ait ein}- ^D"^nat;h "^c«« Ή«" ^die erzielen läßt ''"' ^' ^KlebU"^{g HüIsen 8 und Π auf lind bri}"g'^s» ^{viel Klebt:r} heran.

fm ün^rp'n Παΐι c" ι ι xs ■ . ^{daR sicti dls} fassungsspaltc vollsaugen. f)araufhin

die LaufSXn Ϊ ti ,^KrTä ^U,^{nd Insbe<iondere} 55 wird der Kreisel mit einer Achs, nach unten auf eine dt La« ί dJS, °i Γ⁸ v' ^da1 ^dlu ^VersP^annu"g P^a^ende Unterlage gestellt, welche sowohl die Achse ren iSirrinJi R- '^aί ?f^e™^hlcbling ^{des äuße}" ""^d eine Hülse als auch die auf der gleichen Seile komÄp !fn Kreiselmittelebene ^{h)n zustande}" «egende Ringschale unterstützt. Jcfzt wird die obere

™:_r ^{ß e nem soI}?^e" Kreisel mit aus einem In- Hülse mit einem bestimmten Gewicht beschwert. Das ?romoto ,Z?_ef-TrT ^Außenro _c ^to ₍ ^r bestehenden Elek- 60 Gewicht verbleibt, bis der Auswärt Vorgang, der unter _R7n3h 1 J^ Λ" ^einen Schwungring tragenden Umständen durch Wärmeeinwirkung beschleunig. einÄÄSV · i^Panntole,.^{m den} ₁ ^Schwu"8^ri"e werden kann, beendet ist. Nach Entfernen des Ge angeschoben sind _W1rd vorgeschlagen, daß die il.ng- wichtes bleibt die Lagervorspannung erhalten

ί ^ebi.den^ZIT^eiSe ₍ f · ,^äu«^erc" Wälzlager-Lauf- Bei Verwendung derselben Kreiselteile läßt sich

KJh h -ι ^{P m den Sdlw}"ngring 65 das Verfahren besser noch in einer anderen Variante

Die FrfinH.m! , - ι _t , . durchführen, die darin besteht, daß zunächst nur ein

bum zwei"ΐΚ^{1 n dc}.^r .^nu" ^Senden Beschrei- Kugellager-Innenring und die dazugehörige Hülse bung zwe.er Ausfuhruiigsbeispiele von Kreiseln, die mit der Siatorachse verklebt werden. Nach Erhärten

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des Klebers folgt dann erst die Klebung an der ande- stcrcsematerial besteh» und damit einen eigenen My- ;

ren Seile, welche die Vorspannung bewirkt, stcresering, wie er in Fig. I verwendet wurde, er-

Das erfindungsgcmäße Verfahren hat sich z. B. bei übrigt. Die Tragschultcrn 23 der Kugellagcr-Lauf-

einem Kreisel als sehr vorteilhaft gezeigt, dessen Sla- dächen sind hier gegenüber der Fig. I vertauscht,

torachse und dessen Spannhülse aus Titan besteht. 5 d. h. die Schultern an der Achse liegen innen und

Der Luftspalt zwischen der Hülse und der Stator- diejenigen an den Ringschalcn liegen außen. Auf ⁱ

achse betrug dabei 0,5 bis 0,8 iim, und der ziemlich diese Weise werden die Lager vorgespannt, wenn

dünnflüssige Kleber hatte clic Eigenschaft, unter man die beiden Ringschaleii gegeneinander bewegt. ,

Luftabschluß zu erhärten, wobei eine Erwärmung auf Die Ringschalcn haben zylindrische Außenflächen,

elwa 80 ' den Aushärlvorgang beschleunigt. Der to die sich unter Bildung eines Spaltes 24 leichtgängig

chemische Prozeß der Aushärtung wird jedoch her- in der entsprechenden zylindrischen Innenfläche des

vorgerufen allein durch das Einbringen in einen so Schwungringes 22 verschieben lassen.

engen Spalt, weil dort Luftsaucrstoff nicht mehr zu- In diesen Spalt 24 sowie in den entsprechenden |

treten kann. Spalt zwischen der Ringschale 21 und dem Schwung-

Fig.2 ist eine Darstellung im Maßstab 10: I; der 15 ring wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigte Kreisel hat also einen Rotoraußendurchmes- Kleber eingebracht. Der Kreisel wird dann auf eine scr von 10 mm.- Bei diesem sogenannten Mikro- der beiden Ringschalcn gelegt, wobei darauf zu ach-Miniaiurkreiscl wurde auf eigentliche Kugellager- ten ist, daß die Statorachsc nicht unterstützt ist.
Laufringc verzichtet, diese wurden vielmehr mit der Daraufhin wird die andere Ringschale mit dem Achse und mit den seitlichen Ringschalen integriert. 20 vorbestimmten Gewicht belastet, bis der Aushärtcvor-Dic Statorachsc ist mit 17, das Blechpaket mit 18, gang beendet ist. Selbstverständlich kann auch hier und die seitlichen Wickelköpfe sind mit 19 bczeich- erst eine Ringschale ohne Gewichtsbclastung vernel. Die Ringschalcn haben die Bezeichnungen 20 klebt werden und die andere Klcbung unter Vor- und 21. Sie tragen den Schwungring 22, der aus Hy- spannung folgt erst, nachdem die erste erhärtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 962 Palenlanspriiche:

1. Montageverfahren für Kreise! mit WsH/ίίΐ-gern. hei dem mittels einer Spannvorrichtung /um axialen Verschieben von mindestens einem Spiinnteil des Kreisels gegenüber einem Aufnah meteil auf ihren Zciitrierfläehen die Wälzkörper zwischen ihren inneren und äußeren Laufflächen eingeengt werden und das Spanntci¹ an dem Aufiiiilimeteil durch Aushärten einer wenigstens teilweise zwischen den genannten Züiilrierflächen eingebrachten plastischen Masse befestigt wird, d a d u r c Ii gekenn/eic h net, daß das Spannieil (8, 20) mit einer dci einzustellenden Vorspannung für das Lager entsprechend bemessenen Kraft gegenüber dem Aufnahmeteil (I, 22) auf den mit Spielsitz ineinander gepaßlen Zenlrierflächen in axialer Richtung in eine Endlage verschoben und in dieser während des Aushärlens der plastischen Masse gehaltei, wird.

2. Montageverfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Spannleiles am Aufnahmeteil ein selbsthärtender kleber verwendet wird, der so dünnflüssig ist. daß er infolge Kapillarwirkung den Spalt (16, 24) zwischen den Zentrie/flächen ganz ausfüllt.

3. Montageverfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Spannleiles am Aufnahmeteil ein Weichlot verwendet wird.

4. Montageverfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Spannteil und Aufnahmeteil durch Verschweißen dieser Bauteile erfolgt.

5. Vorrichtung an einem Kreisel mit aus einem Innenstator und einem Außenrotor bestehenden Elektromotor zur Ausführung des Montageverfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannteil als Hülse (8, 11) ausgebildet und mit Spielsitz auf die Statorachse (1) aufgeschoben ist, so daß die der Achsraitte zugekehrte Stirnseite der Hülse auf einen inneren Wälzlager-Laufring (6,9) drückt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse den inneren Wälzlager-Lauf ring bildet.

7. Vorrichtung an einem Kreisel mit aus einem Innenstator und einem Außenrotor bestehenden Elektromotor und seitlichen, einen Schwungring tragenden Ringschalen, die als Spannteile in den Schwungring eingeschoben sind, zur Ausführung des Montageverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschalen (20, 21) vorzugsweise die äußeren Wälzlager-Laufringe bilden und mit Spielsitz in den Schwungring (22) eingeschoben sind.