DE3644270A1 - Rotationsstellglied und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotationsstellglied oder einen Rotationsservomotor, bei dem Kugellager verwendet werden, und insbesondere auf ein Rotationsstellglied, das zur Verwendung in einer Drehscheibenspeichervorrichtung geeignet ist.

In der am 7. Juni 1985 veröffentlichten JP-A-60-1 02 862 ist ein Rotationsstellglied offenbart, das Lagersätze bzw. -gruppen mit jeweils einer Anzahl von Kugellagern umfaßt. Die Wellenkonstruktion des Rotationsstellglieds kann ver­ einfacht und mit niedrigen Kosten hergestellt werden, indem ein Rotationsstellglied verwendet wird, dessen Drehwelle an ihrem oberen und unteren Ende durch ein Kugellager wie in der obigen Veröffentlichung abgestützt ist. Die Festigkeit eines einfachen Kugellagers an beiden Enden ist jedoch in radialer Richtung gering, was zu einer niedrigen mechani­ schen Resonanzfrequenz eines Drehteils des Rotations­ stellglieds führt. Demzufolge besteht die Tendenz, daß Schwingungen beim Servosteuervorgang hervorgerufen werden, durch die die Genauigkeit der Positionierung eines Magnet­ kopfes auf einer Magnetscheibe herabgesetzt wird. Bei einem anderen Rotationsstellglied wird dessen Drehwelle am oberen und unteren Ende durch Nadellager abgestützt, um die ra­ diale Festigkeit zu verbessern. Da die radiale Festigkeit eines Nadellagers groß ist, kann ein Drehteil des Rota­ tionsstellglieds eine hohe mechanische Resonanzfrequenz besitzen und neigt nicht dazu, Schwingungen und Vibrationen in die Servosteuerung einzubringen. Nachteilig bei dieser Drehwelle ist jedoch, daß sie eine komplizierte Form besitzt und zusätzliche Axiallager erforderlich macht, wodurch diese bekannte Anordnung kostspielig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Anordnung für ein Rotationsstellglied zu schaffen, dessen Drehwelle fest unterstützt ist und bei dem ein Drehteil eine hohe Resonanzfrequenz besitzt und nicht dazu neigt, Schwingungen oder Vibrationen in die Servosteuerung ein­ zubringen, und dies ermöglicht eine kostengünstige, eine genaue Positionierung des Magnetkopfes ermöglichende Mag­ netscheibenvorrichtung vorzusehen.

Durch die Erfindung soll außerdem eine mechanische Kon­ struktion geschaffen werden, durch die die radiale Festig­ keit bzw. Festigkeit wirksam erhöht wird, ohne daß zu­ sätzlich Nadellager und Axiallager vorgesehen werden, indem preiswerte Kugellager der Standardspezifikation verwendet werden, die einer vereinfachten Drehwellenform entsprechen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Rotations­ stellglied mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Stellglieds sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Erfindung ist eine mechanische Anordnung ge­ schaffen worden, durch die ein sehr steifer und fester Kugellagersatz realisiert werden kann, indem eine auf die Welle des Rotationsstellglieds ausgeübte Last auf eine Anzahl von Kugellagern gleichmäßig verteilt wird. Die Welle des Rotationsstellglieds wird erfindungsgemäß durch zu­ mindest einen Lagersatz abgestützt, der aus einer Anzahl von Kugellagern jeweils mit äußeren Ringen, die durch einen mitten dazwischen liegenden Zwischenraum schichtweise an­ geordnet oder laminiert sind, und jeweils inneren Ringen, die mittels eines mitten dazwischen befindlichen ela­ stischen Elements schichtsweise angeordnet bzw. laminiert sind. Obwohl es ein preiswertes Kugellager ohne spezielle Spezifikation ist, besitzt jedes Kugellager innere und äußere Ringe, die gleichmäßig gegen sämtliche Kugeln gedrückt sind, d.h. die inneren und äußeren Ringe eines jeden Kugellagers eines Lagersatzes befinden sich im gleichmäßigen Kontakt mit sämtlichen um den Umfang der Ringe herum nebeneinander angeordneten Kugeln, so daß die Festigkeit des Lagersatzes erhöht ist, selbst wenn für den Lagersatz Kugellager der Standardspezifikation verwendet werden. Der erfindungsgemäße Lagersatz weist somit eine hohe Festigkeit und Festigkeit in der radialen Richtung auf.

Durch die Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotationsstellgliedes geschaffen worden. Im Anspruch 8 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren für den Zusammenbau bzw. zur Einstellung einer Anzahl von Kugellagern eines Lagersatzes angegeben, der einem Endabschnitt einer Dreh­ welle eines Rotationsstellglieds zugeordnet ist. Eine vorteilhafte Variante dieses Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 9.

Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft auf Magnet­ scheibenvorrichtungen anwendbar (vgl. Anspruch 7).

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele und der Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine vergrößerte Schnittansicht einer Lager­ anordnung, die einen wesentlichen Teil einer Magnetscheibenvorrichtung gemäß einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Magnetscheiben­ vorrichtung,

Fig. 3 eine Schnittansicht, in der eine Lageranordnung zur Verwendung mit einer Drehwelle eines Rota­ tionsstellglieds gemäß einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, und

Fig. 4 bis 6 fragmentarische Schnittansichten von Lager­ anordnungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Lageranordnung dargestellt, die für eine Drehwelle eines in Fig. 2 veranschaulichten Rotations­ stellglieds bzw. Servomotors verwendet wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt eine diese Lageranordnung enthaltende Magnetscheibenvorrichtung 1 eine Spindel 4, ein Rotationtsstellglied 10, eine Basis 11 und eine Abdeckung 12. Die Spindel 4 ist direkt mit einem Motor 2 verbunden bzw. an diesen angekoppelt und stützt eine Anzahl von Magnetscheiben 3 für die Drehung ab. Das Rotations­ stellglied 10 besitzt eine Drehwelle 7, um Kopfarme 6 jeweils mit Magnetköpfen 5 an ihren Spitzenenden ab­ zustützen und ist durch einen Schwingspulenmotor ange­ trieben. Der Schwingspulenmotor umfaßt Magnete 8 und eine Spule 9 zum Drehen der Magnetköpfe 5. Die Basis 11 trägt diese Teile. Die Abdeckung 12 umschließt die beschriebenen Teile. Wenn das Rotationsstellglied 10 angetrieben wird, werden die Kopfarme 6 zusammen mit der Drehwelle 7 gedreht, so daß die Magnetköpfe 5 bei gewünschten Spuren auf den durch den Motor 2 angetriebenen Magnetscheiben 3 posi­ tioniert werden können, so daß sie sich weiter drehen. Dieser Positioniervorgang wird durch Servosteuerung ausgeführt.

Die Lageranordnung für die Welle 7 ist am besten aus Fig. 1 ersichtlich.

Das obere Ende der Welle 7 ist durch einen Lagersatz 13 und ihr unteres Ende durch einen Lagersatz 14 unterstützt. Jeder der Lagersätze 13 und 14 besitzt im wesentlichen denselben Aufbau und wird beim Zusammenbau unter Einwirkung einer Federvorspannung verbunden bzw. befestigt (verklebt), wie später beschrieben wird.

Der obere Lagersatz 13 besitzt zwei schichtweise ange­ ordnete Kugellager 15 und 16. Die Kugellager 15 und 16 sind keine hochgenauen Kugellager entsprechend einer speziellen Spezifikation, sondern gewöhnliche Kugellager. Äußere Ringe 15 a und 16 a der jeweiligen Kugellager 15 und 16 sind mit einem zylindrischen Gehäuse 17 verbunden bzw. an diesem befestigt, und ihre Innenringe 15 b und 16 b sind mit einer Hülse 18 verbunden, die axial verschiebbar auf der Welle 7 angebracht ist. Die äußeren Ringe 15 a und 16 a klemmen ein dazwischen liegendes ringförmiges Abstandsstück 19 mit einer Dicke von t ₁ fest bzw. halten es in einer Sandwich- Anordnung fest, und die inneren Ringe 15 b und 16 b klemmen oder halten eine dazwischen liegende wellenförmige Scheibe bzw. Wellenscheibe 20 in einer Sandwich-Anordnung fest. Die Wellenscheibe 20 ist eine elastische Ringscheibe mit drei oder mehr Spitzen. Ein Gummiring 21 ist in einer Sandwich- Anordnung zwischen dem inneren Ring 15 b und einem Flansch 18 a der Hülse 18 angeordnet. Die Hülse 18 ist mittels einer Schraube 22 und einer Unterlegscheibe 23 an der Welle 7 befestigt.

Der untere Lagersatz 14 besitzt zwei schichtweise ange­ ordnete Kugellager 24 und 25, die von der Standardspezi­ fikation sind. Äußere Ringe 24 a und 25 a der entsprechenden Kugellager 24 und 25 sind mit einem zylindrischen Gehäuse 26 verbunden bzw. an diesem befestigt, und ihre Innenringe 24 b und 25 b sind mit einer Hülse 27 verbunden bzw. an dieser befestigt, wobei die Hülse 27 verschiebbar auf der Welle 7 angebracht ist. Ein Abstandsstück 28 ist zwischen den äußeren Ringen 24 a und 25 a sandwichartig angeordnet. Eine Wellenscheibe 29 ist sandwichartig zwischen den inneren Ringen 24 b und 25 b angeordnet und ein Gummiring 30 ist sandwichartig zwischen dem inneren Ring 25 b und einem Flansch 27 a der Hülse 27 angeordnet. Der Gummiring 30 kann durch ein anderes elastisches Element ersetzt sein.

Eine Druckfeder 31 ist um einen unteren Endabschnitt der Welle 7 herum mittels einer Endplatte 32 und einer Schraube 33 angebracht. Diese Feder übt eine Kraft F auf die Welle 7 aus, die sie nach unten drückt, und sie übt auf die Hülse 27 eine entgegengesetzt gerichtete Kraft F aus, die sie nach oben drückt.

Der Lagersatz 13 wird auf eine unten beschriebene Art und Weise zusammengebaut.

Für den Zusammenbau sind die Abmessungen der Kugellager 15 und 16, des Gehäuses 17 und der Hülse 18 so festgesetzt, daß die äußeren Ringe 15 a und 16 a im Gehäuse lose mit Zwischenräum bzw. Spiel sitzen können und auch die inneren Ringe 15 b und 16 b auf der Hülse 18 lose mit Zwischenraum bzw. Spiel sitzen können.

Der Sitz der äußeren Ringe 15 a und 16 a im Gehäuse 17 be­ sitzt somit ein Spiel und diese äußeren Ringe sind längs des Gehäuses 17 in merklichem Ausmaß beweglich. In gleicher Weise weist der Sitz der inneren Ringe 15 b und 16 b auf der Hülse 18 ein Spiel auf und diese inneren Ringe sind längs der Hülse 18 in merklichem Ausmaß beweglich. Die äußeren Umfangsflächen der äußeren Ringe 15 a und 16 a werden mit einem aushärtbaren Klebstoff beschichtet und die inneren Umfangsflächen der inneren Ringe 15 b und 16 b werden mit demselben Klebstoff beschichtet. Die äußeren und inneren Ringe der Kugellager 15 und 16 werden mit dem Klebstoff beschichtet, das Abstandsstück 19, die Wellenscheibe 20 und der Gummiring 21 werden zusammengesetzt, und auf diese Weise ist der vorübergehende bzw. vorläufige Zusammenbau beendet.

Beim vorläufigen Zusammenbau wird die Welle 7 nach unten drückende Kraft F auf den inneren Ring 15 b des Kugellagers 15 über den Flansch 18 a und den Gummiring 21 ausgeübt. Diese auf den Innenring 15 b wirkende Kraft F wird über eine Kugel 15 c auf den äußeren Ring 15 a übertragen, so daß der äußere Ring 15 a nach unten gedrückt wird. Demzufolge werden das Abstandsstück 19 und der äußere Ring 16 a des Kugel­ lagers 16 nach unten gedrückt und die untere bzw. Boden­ fläche des äußeren Rings 16 a wird durch die Kraft F gegen eine Referenzfläche 17 a des Gehäuses 17 gedrückt, so daß sie mit dieser einen sehr guten Kontakt hat. Die Lage des äußeren Rings 16 a wird durch die Referenzfläche 10 a ge­ steuert. Während sich das Abstandsstück in engem Kontakt mit dem äußeren Ring 16 a befindet, befindet sich der äußere Ring 15 a in sehr gutem Kontakt mit der oberen Fläche des Abstandsstücks 19 für seine Lagesteuerung bzw. -kontrolle. Da sich die äußeren Ringe 15 a und 16 a in sehr gutem Kontakt miteinander befinden, wobei das Abstandsstück 19 zwischen ihnen sandwichartig angeordnet ist, wird die sandwichartig zwischen den inneren Ringen 15 b und 16 b angeordnete Wel­ lenscheibe 20 elastisch deformiert, so daß der innere Ring 15 b nach oben und der innere Ring 16 b nach unten gedrückt werden. Die geometrischen Abmessungen der Wellenscheibe 20 sind derart bestimmt, daß die Wellenscheibe 20 auf eine Dicke zusammengedrückt wird, die gleich der Dicke t ₁ des Abstandstücks 19 ist, und durch die Wellenscheibe 20 wird eine Kraft von 1/2 F erzeugt. Die durch die Wellenscheibe 20 erzeugte 1/2 F-Kraft stellt nach oben und nach unten gerichtete Teilkräfte dar, die jeweils auf die inneren Ringe 15 b bzw. 16 b wirken.

Der obere innere Ring 15 b stellt sich der nach unten gerichteten Kraft F entgegen und wird durch eine Kraft F-F/2 (=F/2) nach oben gedrückt, während der untere innere Ring 16 b durch die F/2-Kraft nach unten gedrückt wird.

Der obere innere Ring 15 b deformiert dementsprechend den Gummiring 21 und nimmt eine Lage ein, in der er gleichmäßig gegen sämtliche der Kugeln 15 c drückt. Demzufolge wird der obere innere Ring 15 b mittels sämtlicher Kugeln 15 c durch den äußeren Ring 15 a in der Position gehalten. In gleicher Weise deformiert der untere innere Ring 16 b die Wellen­ scheibe 20 entsprechend und nimmt eine Lage ein, in der er gleichmäßig gegen sämtliche Kugeln 16 c drückt, so daß er durch den äußeren Ring 16 a mittels sämtlicher Kugeln 16 c in der Position gehalten wird.

Auf diese Weise drücken die äußeren und inneren Ringe 15 a und 15 b des oberen Kugellagers 15 gleichmäßig gegen sämt­ liche um den Umfang dieser Ringe herum nebeneinander ange­ ordneten Kugeln 15 c und die äußeren und inneren Ringe 16 a und 16 b des unteren Kugellagers 16 drücken gleichmäßig gegen sämtliche um den Umfang dieser Ringe herum neben­ einander angeordneten Kugeln 16 c.

Im Zustand des vorläufigen Zusammenbaus wird der Klebstoff für das Aushärten zu dem Zweck erwärmt, daß die äußeren Ringe 15 a und 16 a mit dem Gehäuse 17 verbunden werden und die inneren Ringe 15 b und 16 b mit der Hülse 18 verbunden werden, wodurch der Lagersatz 13 fertiggestellt wird.

Beim so zusammengebauten Lagersatz 13 besitzt das Kugel­ lager 15 äußere und innere Ringe 15 a und 15 b, die sich in gleichmäßigem Kontakt mit sämtlichen aus der Anzahl der um den Umfang dieser Ringe herum nebeneinander angeordneten Kugeln 15 c befinden, und die äußeren und inneren Ringe 16 a und 16 b des Kugellagers 16 befinden sich in gleicher Weise in gleichmäßigem Kontakt mit sämtlichen aus der Anzahl der nebeneinander um den Umfang dieser Ringe herum angeordneten Kugeln 16 c, und auf diese Weise ist es ermöglicht, die radiale Festigkeit des Lagersatzes 13 zu erhöhen. Aufgrund der geschichteten Anordnung der Kugellager 15 und 16 ist die radiale Steifigkeit bzw. Festigkeit des Lagersatzes 13 mit der Festigkeit eines Lagersatzes vergleichbar, der gewöhnlich bei Maschinenwerkzeugen angewendet werden kann und hergestellt wird, indem zwei Kugellager in einer Rück­ seite-zu-Rückseite-, Vorderseite-zu-Vorderseite- oder parallelen Kombination entsprechend einer speziellen Spezifikation verwendet werden, und die Welle 7 kann durch den Lagersatz 13 fest unterstützt werden.

Aufgrund der Tatsache, daß die inneren und äußeren Ringe eines jeden der Kugellager 15 und 16 zur Befestigung erbunden sind, während sie mit der gleichen Kraft (F /2) belastet sind, um gegen die Kugeln zu drücken, können die Kugellager 15 und 16 eine auf die Welle ausgeübte Last in gleicher Weise teilen und besitzen somit eine gleiche Lebensdauer bzw. Haltbarkeit. Dementsprechend kann der Lagersatz 13 eine auf ein Höchstmaß gebrachte Lebensdauer haben. Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, sind das Abstandsstück 19, die Wellenscheibe 20 und der Grummiring 21 Elemente, die für den Zusammenbau un­ entbehrlich sind, aber sie spielen nach dem Verbinden keine spezielle Rolle.

Der untere Lagersatz 14 kann auf dieselbe Weise wie oben beschrieben zusammengebaut werden, so daß die äußeren und inneren Ringe 24 a und 24 b des Kugellagers 24 mit dem Gehäuse 26 und der Hülse 27 verbunden sind, während sie sich in gleichmäßigem Kontakt mit sämtlichen Kugeln 24 c befinden, und die äußeren und inneren Ringe 25 a und 25 b des Kugellagers 25 sind mit dem Gehäuse 26 und der Hülse 27 verbunden, während sie sich in gleichmäßigem Kontakt mit sämtlichen Kugeln 25 c befinden, wodurch die radiale Festig­ keit des Lagersatzes 14 erhöht ist.

Die Drehwelle 7 kann an ihrem oberen und unteren Endab­ schnitt durch die Lagersätze 13 und 14 fest unterstützt werden, so daß ermöglicht ist, daß der drehbare Teil des Rotationsstellglieds 10 eine hohe mechanische Resonanz­ frequenz besitzt, bei der nicht die Tendenz besteht, daß Schwingungen und Vibrationen in die Servosteuerung und - kontrolle eingebracht werden, und daher kann der Magnetkopf 5 mit hoher Genauigkeit in der Position gehalten werden. Außerdem kann die Welle 7 aufgrund der Verwendung der Kugellager in der Form vereinfacht werden und die Lager­ anordnung kann kostengünstig sein, da Axiallager nicht zusätzlich vorgesehen werden brauchen und das Kugellager mit Standardspezifikation ausreichend ist.

Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, sind eine in der radialen Richtung wirkende Feder 34 und ein Druckschiebe­ element 35 in einem unteren Abschnitt der Welle 7 ein­ gebaut. Bei Anwendung einer Federkraft der Feder 34 drückt das Druckschiebeelement 35 die Hülse 27 in der radialen Richtung, so daß dieses radial versetzt wird. Auf diese Weise wird die nachteilige Einwirkung eines Spiels zwischen der Welle 7 und der Hülse 27 eliminiert.

In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Elemente gleich den in Fig. 1 gezeigten Elementen sind mit denselben Bezugszeichen be­ zeichnet und werden nicht beschrieben. Bei diesem abgewan­ delten Ausführungsbeispiel wird die Welle 7 an ihrem oberen Ende durch den selben Lagersatz 13 wie in Fig. 1 und an ihrem unteren Ende durch ein einfaches Kugellager 350 abgestützt. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtungs­ konstruktion zeigt deutlich, daß die Lageranordnung auf der Basis 11 mit großem Gewicht ausgeführt wird, und so ist die Amplitude einer unerwünschten Schwingung oder Vibration am unteren Endabschnitt kleiner als die Schwingungsamplitude am oberen Endabschnitt. Daher kann vorzugsweise lediglich der obere Lagersatz 13 mit der die Teilkraft verteilenden Konfiguration basierend auf der Wellenscheibe 20 eingebaut sein, um die Kosten wirksam herabzusetzen.

Der wesentliche Teil eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist in Fig. 4 veranschau­ licht. Teile gleich den in Fig. 1 gezeigten Teilen sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, um eine Weitschweifig­ keit der Erläuterungen zu vermeiden. Ein Lagersatz 40 besitzt innere Ringe 15 b und 16 b, die in einer solchen Lage angeordnet sind, daß die Welle 7 und die äußeren Ringe 15 a und 16 a, die den inneren Ringen 15 b und 16 b folgen, profiliert sind. Für den Zusammenbau sind die inneren Ringe 15 b und 16 b lose auf der Hülse 18 angebracht, wobei ein Abstandsstück 41 entsprechend dem Abstandsstück 19 von Fig. 1 sandwichartig zwischen diesen inneren Ringen angeordnet ist, und die äußeren Ringe 15 a und 16 a klemmen eine da­ zwischen befindliche Wellenscheibe 42 entsprechend der Wel­ lenscheibe 20 von Fig. 1 fest, wobei eine Wellenscheibe 43 dem Gummiring 21 von Fig. 1 entspricht, und zwischen dem äußeren Ring 16 a und der Referenzfläche 17 a des Gehäuses 17 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Flansch 18 a der Hülse 18 als Referenzfläche.

Die die Welle 7 nach unten drückende Kraft F drückt den inneren Ring 15 b, das Abstandsstück 41 und den inneren Ring 16 b nach unten, so daß der äußere Ring 16 a mittels der Bälle 16 c nach unten gedrückt wird. Der innere Ring 15 b druckt gegen den Flansch 18 a so daß er eine kontrollierte Lage einnimmt. Der innere Ring 16 b wird durch das Ab­ standsstück 41 so gedrückt, daß er eine kontrollierte Lage einnimmt und der äußere Ring 16 a wird durch die Kugeln 16 c so gedrückt, daß er eine kontrollierte Lage einnimmt der­ art, daß der äußere Ring 16 a in gleichmäßigen Kontakt mit sämtlichen Kugeln 16 c gelangt. Der äußere Ring 15 a wird durch die Federkraft (F/2) der Wellenscheibe 42 so nach oben gedrückt, daß er durch die Kugeln 15 c unter Druck ge­ setzt wird, um die kontrollierte Lage einzunehmen, so daß der äußere Ring 15 a in gleichmäßigen Kontakt mit sämtlichen Kugeln 15 c gelangt. Die inneren Ringe 15 b und 16 b werden mit der Hülse 18 verbunden, während sie die kontrollierte Lage wie oben einnehmen, und die äußeren Ringe 15 a und 16 a werden mit dem Gehäuse 17 verbunden, während sie die kontrollierte Lage wie oben einnehmen.

Wie zuvor befinden sich die inneren und äußeren Ringe eines jeden der Kugellager 15 und 16 in gleichmäßigem Kontakt mit sämtlichen Kugeln 15 c oder sämtlichen Kugeln 16 c, so daß die radiale Festigkeit des Lagersatzes 40 erhöht ist. Dem­ zufolge kann der Lagersatz 40 eine Festigkeit aufweisen, die mit der des Lagersatzes 13 vergleichbar ist.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen besitzt jeder der Lagersätze 13, 14 und 40 zwei schichtweise an­ geordnete Kugellager, aber es können auch drei oder mehr Kugellager schichtweise angeordnet sein, wenn es erfor­ derlich ist, und die Festigkeit kann mit größer werdender Zahl der Kugellager erhöht werden.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung veranschaulicht ist, bei dem eines der Kugellager eines Lagersatzes einen äußeren Ring besitzt, der in der axialen Richtung verlängert ist. Dieses Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist vorteilhaft insoweit, als das Abstandsstück 19 zwischen den äußeren Ringen 15 a und 16 a des in Fig. 3 gezeigten Lagersatzes 13 angeordnet ist und auf das zwischen den in Fig. 4 gezeigten inneren Ringen 15 b und 16 b angeordnete Abstandsstück 41 verzichtet werden kann. Mehr im einzelnen, ein Lagersatz 50 des in Fig. 5 dargestellten Ausführungs­ beispiels umfaßt ein Kugellager 15 mit einem äußeren Ring 15 a′, dessen axiale Dicke oder Höhe größer als die des inneren Rings 15 b ist und von äußeren und inneren Ringen 16 a und 16 b eines unteren Kugellagers 16 ausgeführt worden ist, wobei eine Abmessung so bemessen wird, daß sie es gestattet, daß der äußere Ring 15 a′ die Wellenscheibe 20 nach unten drückt, bis eine Rückstoßkraft der Wellenscheibe 20, die zu der durch die Welle 7 durch die Druckfeder 31 aufgebrachten Kraft F auf den Lagersatz entgegengesetzt ist, stärker wird, so daß sie die vorbestimmte Kraft F er­ zeugt und der Abstand 19′ verschwindet.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lager­ satzes veranschaulicht, bei dem ein elastisches Element 43′ am Boden eines Satzes von axial angeordneten äußeren Ringen vorgesehen ist, die eine dazwischen befindliche Wellen­ scheibe 42 festklemmen, wodurch eine auf den äußeren Ring­ satz angewendete Last auf die im Inneren des Gehäuses 17 ausgebildete Referenzfläche 17 a übertragen werden kann. Für das elastische Element 43′ kann ein gewöhnliches Gummi­ element verwendet werden, das der durch die Druckfeder 31 ausgeübten axialen Kraft F widerstehen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Wellenscheibe 43 des Aus­ führungsbeispiels von Fig. 4 eliminiert werden.

Das Grundprinzip des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Rotationsstellglieds ist folgendes: Eine in der axialen Richtung bei einem Rotationsstellglied wirkende axiale Kraft wird auf eine Anzahl von axial angeordneten Kugel­ lagern eines Lagersatzes gleichmäßig so ausgeübt, daß innere und äußere Ringe eines jeden Kugellagers in einer optimalen Position gehalten werden, wodurch die Festigkeit des Lagersatzes erhöht wird. Eine Wellenscheibe ist zwi­ schen den Kugellagern angeordnet und verteilt die axiale Kraft derart, daß sich die Kugellager in axialer Richtung verschieben. Wenn sie zu den optimalen Positionen ver­ schoben worden sind, werden die Kugellager zur Befestigung verklebt.

Es ist ersichtlich, daß bei den oben beschriebenen Aus­ führungsbeispielen das aus den Bestandteilen 15 a, 15 b und 15 c bestehende obere Kugellager und das aus den Bestand­ teilen 16 a, 16 b und 16 c bestehende untere Kugellager unter der Anwendung bzw. Einwirkung der Rückstoßkraft F der Wel­ lenscheibe 20 oder 42 in axialer Richtung zu Positionen hin verschoben werden, wo jedes der Kugellager in gleicher Wei­ se die durch die Wellenscheibe erzeugte Teilkraft F/2 teilt, und dann wird jedes Kugellager bei dieser Position mit dem Gehäuse verbunden. Bei einem Beispiel für die Verbindung wird ein Doppelfluidzumischungs-Epoxid-Kleb­ mittel (Verbindungsmittel) eine vorbestimmte Zeitdauer lang bei 80°C erwärmt und es ist lediglich erforderlich, daß die Wellenscheibe 20, 42 oder 43, das Abstandsstück 19 oder 41 und das elastische Element 43′ den obigen Erwärmungszustand aushalten. Der so zusammengebaute Lagersatz, bei dem die Kugellager mit dem Gehäuse 17 an Positionen verbunden sind, bei denen sie die Teilkraft F/2 in gleicher Weise teilen, kann seine die Festigkeit verstärkende Funktion für lange Zeit erfüllen.

Obwohl die Erfindung anhand eines Beispiels für eine Mag­ netscheibenvorrichtung zu Erläuterungszwecken beschrieben worden ist, ist sie nicht hierauf beschränkt, sondern kann wirksam zum Aufbau eines Lagersatzes angewendet werden, der zur Erhöhung der radialen Festigkeit verwendet wird und bei dem unerwünschte Vibrationen und Schwingungen in einem Rotationskörper, wie z.B. einer optischen Scheibe oder einer optomagnetischen Scheibe, unterdrückt werden.

Claims (9)

1. Rotationsstellglied mit einer Drehwelle (7), gekennzeichnet durch

• - eine Anzahl von Lagersätzen (13, 14), die längs der Achse der Drehwelle (7) mit Abstand angeordnet sind, um entgegengesetzte Enden der Drehwelle abzustützen, wobei jeder aus der Anzahl von Lagersätzen eine Anzahl von axial angeordneten Kugellagern jeweils mit einem äuße­ ren Ring (15 a, 16 a, 24 a, 25 a, 15 a′) und einem inneren Ring (15 b, 16 b, 24 b, 25 b), die zur Drehwelle konzen­ trisch sind, und Anzahl von zwischen den äußeren und inneren Ringen angeordneten Kugeln (15 c, 16 c, 24 c, 25 c) umfaßt, und
• - ein elastisches Element (20, 42), das zwischen der Anzahl von Kugellagern angeordnet ist und mit einer in der axialen Richtung der Drehwelle wirkenden axialen Kraft beaufschlagt ist,
• - wobei die Anzahl von Kugellagern im Inneren eines Ge­ häuses (17) des Lagersatzes derart angeordnet ist, daß die Kugellager unter der Einwirkung der axialen Kraft in der axialen Richtung der Drehwelle zu Positionen verschoben werden, wo sie durch das elastische Element erzeugte Teilkräfte im wesentlichen auf gleiche Weise teilen.

2. Rotationsstellglied nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elastische Element (20, 42) in einem der Sätze von äußeren Ringen (15 a, 16 a; 24 a, 25 a) und von inneren Ringen (15 b, 16 b; 24 b, 25 b) dazwi­ schenliegt und daß ein Abstandselement (19, 41) mit vorbestimmter (t ₁) Dicke im anderen Satz, der dem einen Satz gegenüberliegt, dazwischenliegt, wobei die vorbe­ stimmte Dicke eine solche geometrische Abmessung besitzt, die es gestattet, daß ein Spalt zwischen dem Abstands­ element und dem anderen Satz Null ist, wenn die auf das elastische Element durch den einen Satz wirkende axiale Kraft einen vorbestimmten Wert erreicht, wobei die inneren Ringe mit der Drehwelle (7) und die äußeren Ringe mit dem Gehäuse (17) verbunden werden, während der Spalt Null ist.

3. Rotationsstellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element eine im wesentlichen kreisförmige Wellenscheibe (20, 42) ist, das eine von einer Anzahl von Höckern und Tälern in senkrechter Richtung geschnittene Ebene aufweist.

4. Rotationsstellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Hülsenelement (18, 27) das zwischen der Drehwelle (7) und den inneren Ringen (15 b, 16 b; 24 b, 25 b) angeordnet ist, wobei das Hülsen­ element mit den inneren Ringen verbunden und auf der Drehwelle verschiebbar ist.

5. Rotationsstellglied nach einem der Anprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ela­ stische Element (20) in einem der Sätze der äußeren Ringe und der inneren Ringe (15 b, 16 b) dazwischenliegt und der andere dem einen Satz gegenüberliegende Satz (15 a,) zu diesem konzentrisch ist, wobei die axiale Höhe des anderen Satzes (15 a′) im Vergleich zu der des einen Satzes (15 b) verlängert ist, so daß die Ringe des anderen Satzes in engen Kontakt miteinander gelangen können, wenn die axiale Kraft, die auf die Ringe des einen Satzes einwirkt, so daß diese sich zu dem elastischen Element entgegen einer durch das in dem einen Satz dazwischenliegende elastische Element erzeugten Rückstoßkraft bewegen, einen vorbestimmten Wert erreicht.

6. Rotationsstellglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder aus der Anzahl der Lagersätze (15 b, 25 b) eine Oberfläche besitzt, gegen die ein Flansch (18 a, 27 a) der Drehwelle (7) unter der Einwirkung der axialen Kraft gedrückt wird, und ein auf der Oberfläche vorgesehenes elastisches Element (21, 30) umfaßt.

7. Magnetscheibenvorrichtung, gekennzeich­ net durch

• - sich drehende Magnetscheiben (3) und
• - ein Rotationsstellglied, das Magnetköpfe (5) trägt und­ die Magnetköpfe zu gewünschten Stellen auf den Magnet­ scheiben hin positioniert,
• - wobei das Rotationsstellglied eine Drehwelle (7) be­ sitzt, die an zumindest einem Ende durch einen Lager­ satz (15, 16; 24, 25) unterstützt ist, der eine Anzahl von Kugellagern mit jeweils einem äußeren Ring, einem inneren Ring und einer Anzahl von dazwischenliegenden Kugeln enthält, wobei die Kugellager durch ein in einem der Sätze der äußeren Ringe und der inneren Ringe da­ zwischenliegendes elastisches Element (20) in Schichten angeordnet sind und an der Drehwelle befestigt sind, während sie unter der Einwirkung einer durch das ela­ stische Element erzeugten Federkraft in der axialen Richtung der Drehwelle gedrückt sind.

8. Verfahren zur Einstellung einer Anzahl von Kugellagern eines einem Endabschnitt einer Drehwelle eines Rotations­ stellglieds, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zugeordneten Lagersatzes, wobei die Kugellager in der axialen Richtung der Drehwelle angeordnet sind und jeweils einen inneren Ring und einen äußeren Ring besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein elastisches Element vorgesehen wird, das in einem der Sätze der axial angeordneten inneren Ringe und der axial angeordneten äußeren Ringe so zwischenliegend angeordnet wird, daß es durch eine axiale Kraft ge­ drückt wird,
• - die axiale Kraft auf die Drehwelle ausgeübt wird, um das elastische Element durch den einen Satz axial zusam­ menzudrücken, so daß die axial angeordneten Ringe des anderen Satzes in engen Kontakt miteinander gebracht werden können, wenn die axiale Kraft einen vorbe­ stimmten Wert erreicht, und
• die inneren Ringe mit einer auf der Drehwelle ver­ schiebbaren Hülse und die äußeren Ringe mit einem Ge­ häuse des Lagersatzes verbunden werden, während der vollendete Kompressionszustand im zweiten Schritt bei­ behalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Kraft dadurch erzeugt wird, daß eine an einem Ende der Drehwelle mittels einer Schraube angebrachte Feder zusammengedrückt wird und über ein zwischen einem Flansch der Hülse und dem Lagersatz angeordnetes elastisches Element auf die Kugellager axial übertragen wird.