-
Lageranordnung fttr eine Welle oder Achse Die Erfindung betrifft
eine Lageranordnung für eine Welle oder eine Achse in einer ortsfesten Platine mit
einem eine Lagerbohrung tragenden Lagerelement und einem in der Platine befindlichen,
dem Lagerelement zugeordneten Führungsschlitz.
-
In der Feinwerktechnik ist es im allgemeinen üblich, Wellen und Achsen
zwischen relativ dünnwandigen Platinen zu lagern.
-
In vielen Fällen sind vor allem aus fertigungstechnischen Gründen
diese Platinen an einer geeigneten Grundplatte angeformt oder in anderer Weise nicht
lösbar mit der Grundplatte verbunden. Dadurch entsteht ein starres Lagergestell,
welches die Montierbarkeit, insbesondere einer in einem vormontierten Zustand befindlichen
Welle, indem beispielsweise Zahnräder, Kurvenscheiben und dergl. bereits vor dem
Einsetzen in das Lagergestell verdrehfest mit der Welle verbunden sind, erschwert.
-
Im Gegensatz zur Montage einer Achse bzw. einer Welle mit der Funktion
einer Achse, auf der dementsprechend die Funktionselemente, wie beispielsweise Zahlenrollen,
ihrerseits drehbar gelagert sind und beim Durchstecken der Achse durch ihre Lagerbohrungen
in den Platinen auf die Achse aufgefädelt werden können, ist diese Montageweise
bei einer vormontierten echten Welle nicht mehr möglich. Auf der anderen Seite stellt
die Vormontierbarkeit von Wellen und die Vorkomplettierbarkeit von Achsen, insbesondere
wegen der günstigen Lagerhaltung und im Hinblick auf die Austauschbarkeit ganzer
Baugruppen, eine vorrangige Forderung in der Feinwerktechnik dar.
-
Unter diesen Bedingungen ist es denkbar, eine vormontierte
Welle
durch eine in der einen Platine des Lagergestelles befindliche Durchgangsöffnung
in axialer Richtung einzuführen, wobei der Durchmesser der Durchgangsöffnung dem
größten Durchmesser der auf der Welle befestigten Funktionselemente entspricht und
diese Durchgangsöffnung nachträglich durch eine geeignete Lagerbuchse wieder verschlossen
werden muß. Eine derartige Montage ist jedoch,vom Aufwand abgesehen, nur dann anwendbar,
wenn die Funktionselemente ausschließlich auf dem zwischen den beiden Platinen des
Lagergestelles liegenden Wellenbereich angeordnet sind. Eine vormontierte Welle
kann aber auch in radialer Richtung in das Lagergestell eingeführt werden, wenn
in dem Lagergestell geeignete, zur Lagerstelle führende Schlitze ausgebildet sind.
Die Lagesicherung der Welle läßt sich in diesem Falle mittels geeigneter Federn,
die die Welle im Schlitzgrund festhalten, oder durch Verschließen der Schlitzöffnung
erzielen. Es ist auch bekannt, die eine Wand des Schlitzes als federnde Klinke auszubilden,
die beim Einführen der Welle ausweichen kann und sobald die Welle ihre Lagerposition
erreicht hat, in den Schlitz vorspringt. Selbstverständlich kann die Lageranordnung
auch derart gewählt werden, daß der Durchmesser der Lagerbohrung größer ist als
der Einführschlitz und der Durchmesser der zu lagernden Welle und daß nach dem Einlegen
der Welle geeignete Lagerbuchsen auf die Welle aufgesetzt und mit den Platinen verpreßt
werden. Diese Montageweise ist aber wiederum nur dann anwendbar, wenn die vormontierte
Welle nicht auch außerhalb des Lagergestelles irgendwelche Funktionselemente trägt,
es sei denn, man verzichtet auf die Vormontierbarkeit der Welle und befestigt die
außerhalb des Lagergestells liegenden Funktionselemente nachdem die Welle in das
Lagergestell eingesetzt ist. Im übrigen ist der Montageaufwand in dem geschilderten
Falle recht groß, weil Vorrichtungen und Werkzeuge für das ordnungsgemäße Anbringen
der Lagerbuchsen eriorderlich sind.
-
Auf der anderen Seite können aber durch Einsetzen zusätzlicher Lagerbuchsen
die Lagerungsbedingungen einer Welle auf einfache Weise verbessert werden. Insbesondera
für relativ schnell drehende Wellen sind verschiedene, zuvor genannte Lageranordnungen
ungeeignet. Durch die Anwendung von Lagerbuchsen wird nun einerseits der bei unmittelbarer
Lagerung der Welle in den relativ dünnwandigen Platinen eines Lagergestells entstehende
hohe spezifische Flächendruck verringert und dadurch die Standzeit der Lagerung
erhöht, andererseits können durch eine geeignete Material- und Toleranzwahl sowie
Oberflächenausbildung die Laufeigenschaften der Lagerung den unterschiedlichsten
Anforderungen angepaßt werden.
-
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik lag der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für eine in ein aus ortsfest
zueinander stehenden Platinen gebildetes Lagergestell einsetzbare, beliebig bestückte
und vormontierte Welle oder Achse zu schaffen, die optimale Laufeigenschaften an
der Lagerstelle aufweist und die bei der Montage der Welle oder Achse weder Werkzeuge
noch - außer der vormontierten Welle - zusätzliche lose Teile erforderlich macht.
-
Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der Führungsschlitz in der
Platine breiter ist als der Durchmesser der Lagerbohrung und daß an dem Lagerelement
in einer Ebene senkrecht zur Achse der Lagerbohrung Führungsnuten derart ausgebildet
sind, daß das Lagerelement beim Einführen in den Führungsschlitz die Platine beidseitig
des Führungsschlitzes umgreift.
-
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Lagerelement
einen quaderförmigen Körper darstellt, an dem eine sich parallel zu den Führungsnuten
erstreckende Klinke ausgebildet ist und daß an der Platine eine der Klinke zugeordnete
Öffnung vorgesehen ist.
-
Der wesentliche Vorteil, den die erfindungsgemäße Lösung bietet, ist
darin zu sehen, daß eine zusammen mit den Lagerelementen beliebig bestückbare Welle
als vormontierbare Baueinheit in ein Lagergestell eingesetzt werden kann, ohne daß
hierzu Werkzeuge und nachträgliche Justierarbeit erforderlich werden. Auch sind
bei der Montage der vormontierten Welle keine zusätzlichen losen Teile zu handhaben.
Darüber hinaus ist die Welle durch die an den Lagerelementen ausgebildeten Klinken
selbstsichernd mit den Platinen des Lagergestells verbindbar und kann Jederzeit
ausgetauscht werden. Die gefundene Lageranordnung bietet ferner günstige Lagerbedingungen
im Hinblick auf die Lagerbelastung und die Laufeigenschaften, da zumindest die Passungen
und die Oberflächenbeschaffenheit der Lagerbohrung vom Lagergestell unabhängig wählbar
sind.
-
Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert, dabei zeigt Fig. 1 ein Lagerelement und eine entsprechend ausgebildete
Platine in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Lageranordnung
mit einer in einem Lagergestell gelagerten Welle, Fig. 3 ein Schnittbild gemäß der
Schnittlinie A-A in Fig. 2.
-
Gemäß Fig. 1 ist der wesentliche Teil der erfindungsgemäßen Lageranordnung
das Lagerelement 1, das Jedoch nur in Verbindung mit einer entsprechend ausgebildeten
Platine 2 Anwendung finden kann. Die Platine 2 weist zu diesem Zwecke einen gleichmäßig
breiten Führungsschlitz 3 auf, während an dem im wesentlichen quaderförmigen Lagerelement
1 in einer Ebene senkrecht zur Achse einer Durchgangsbohrung 4, die die Lagerbohrung
darstellt, Führungsnuten 5 und 6 ausgebildet sind. Ferner ist an dem Lagerelement
1 parallel zu den Führungsnuten
eine Klinke 7 ausgebildet, deren
Nase 8 in der Platine 2 eine Öffnung 9 zugeordnet ist. Beim Einführen des Lagerelementes
in den Führungsschlitz 3 wirkt die Platine 2 als Schiene und wird von dem Lagerelement
1 beidseitig des Führungsschlitzes 3 umgriffen. Die Klinke 7, deren Nase 8 bei Erreichen
der Lagerposition in die Öffnung 9 in der Platine 2 einrastet, dient dabei als Haltesicherung
in Schlitzrichtung. Die Passungen zwischen den Führungsnuten 5 und 6 einerseits
und der Platine 2 andererseits können aber auch so gewählt sein, daß ein schwer
gängiger Schiebesitz vorgesehen wird, und somit die Klinke 7 nicht zwingend erforderlich
ist.
-
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Lagergestell, welches
in geeigneter Weise, hier mit den Schrauben 11 und 12, an der Gehäusewand 13 eines
Meßgerätes befestigt ist.
-
Das Lagergestell besteht aus einer Grundplatte 10 und angeformten
Platinen 14 und 15, die, wie Fig. 3 zeigt, in diesem besonderen Falle die gleiche
Breite aufweisen wie die Lagerelemente 1 und 1' und mit zwei Zinken gabelförmig
in die Führungsnuten der Lagerelemente eingreifen. Außerdem weist das Lagergestell
Öffnungen 16 und 17 auf, durch die die Nasen 8 und 8' der Klinken hindurchtreten,
wenn die Welle 18 in das Lagergestell eingesetzt wird. Die Welle 18, auf der, wie
in Fig. 2 zu sehen ist, ein Scheibensegment 19, ein Zahnrad 20 und eine Schnecke
21 befestigt sind, läßt sich ohne weiteres zusammen mit den Lagerelementen 1 und
1' vormontieren und im vormontierten Zustand werkzeuglos, und ohne zusätzliche lose
Lagerbuohsen oder Sicherungsmittel verwenden zu müssen, auf das Lagergestell aufsetzen,
und von Hand in ihre Lagerposition im Grunde der Führungsschlitze einschieben, wobei
die Klinken 7 und 7' selbstsichernd mit den Platinen 14 und 15 des Lagergestells
verrasten. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bietet den zusätzlichen Montagevorteil,
daß die vormontierte Welle an den Lagerelementen gefaßt werden und auf die Platinen
14 und 15 aufgeschoben werden kann, ohne daß dabei, wie in Fig. 1, seitlich überstehende
Platinenteile stören würden.