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Aus mehreren rohrförmigen Teilen zusammengesetzte Gewindeleitspindel
Die Erfindung richtet sich auf eine aus mehreren rohrförmigen Teilen zusammengesetzte
Gewindeleitspindel großer Länge, bei der die Stirnflächen benachbarter Spindelteile
in der Winkelstellung, in der die Gewindesteigung kontinuierlich weiterläuft, aneinanderstoßen
und die Spindelteile durch Zwischenhülsen, die zwischen zwei Gewindeansätzen einen
Zentrierzylinder einschließen, miteinander verbunden und durch Verspannung gegen
Verdrehen ge@-sichert sind.
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Zusammengesetzte Gewindespindeln sind bekannt. Der Grund, Gewindespindeln
zusammenzusetzen, besteht meist darin, daß nicht genügend lange Gewindeerzeugungsmaschinen
für die gewünschte Gewindespindeln zur Verfügung stehen. Es werden aber auch zusammengesetzte
Gewindespindeln deshalb verwendet, weil sich einzelne kürzere Teile, insbesondere
in bezug auf die Steigung, genauer herstellen lassen und nach dem Zusammensetzen
eine genauere Spindel ergeben, als wenn die Spindel aus einem Stück gefertigt werden
müßte.
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Das Zusammensetzen einer solchen Spindel erfolgt bisher dadurch, daß
man dem einen Teil eine Paßbohrung und dem anderen Teil einen Paßzylinder gibt und
die beiden Teile so gegeneinander verdreht, daß die Gewindesteigung kontinuierlich
weiterläuft und die beiden Teile durch Stifte miteinander verbindet. Man hat auch
den einen Teil mit einer Gewindebohrung und den anderen mit einem Gewindezapfen
versehen, beide ineinandergeschraubt und an den Stirnflächen so lange nachgearbeitet,
bis der gleichmäßige Steigungsverlauf erreicht ist. Danach hat man beide Teile ebenfalls
durch Stifte miteinander verbunden. Hierfür ist Voraussetzung, daß die Spindeln
mindestens an den Stellen, an denen die Stiftlöcher gebohrt und miteinander gerieben
werden, nicht gehärtet sein dürfen. Außerdem ist es nicht ganz einfach, die Stifte
so zu verbohren, daß keine Lageänderung der beiden Teile zueinander eintritt. Ist
eine derartig zusammengesetzte Spindel erst einmal durch die Stifte verbunden, so
ist eine nachträgliche Lagekorrektur der einzelnen Gewindeteile nicht mehr möglich,
um einen an der Übergangsstelle entstandenen Sprung in der Gewindesteigung zu beseitigen.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen, an Stelle des Verbohrens die aneinandergesetzten
Leitspindelteile durch einen durch sämtliche Teile hindurchgehenden langen Spannbolzen
miteinander zu verspannen. Dies ist aber deshalb nachteilig, weil die Verspannung
nicht unmittelbar auf die Zusammenstoßstellen der ; Spindelteile wirkt, sondern
die Verspannkräfte über die ganze Leitspindel gehen, die bei nicht genau zentrischer
Verspannung durchgebogen werden kann. Schon die geringsten Fehler sind für Genauigkeitsleitspindeln
nicht vertretbar. Außerdem sind lange Spannbolzen schon an sich nachteilig.
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Die Verwendung von Spannbolzen an Stelle von Stiften beseitigt nicht
die Schwierigkeiten, die durch das Nacharbeiten der Stirnflächen entstehen. Die
Leitspindelteile müssen in jedem Falle mit ihren aneinanderstoßenden Stirnseiten
so abgepaßt sein, daß das Leitspindelgewinde im zusammengeschraubten Zustand einen
fortlaufenden; fugenlosen Gewindegang hat.
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Deshalb ist es auch nachteilig, an Stelle des Gewindezapfens, wie
ebenfalls bereits vorgeschlagen ist, eine mit einem Bundansätz_ versehene Zwischenhülse,
ähnlich einem Hohlnippel,. zu verwenden, da der Bundansatz, der zum Ansetzen eines
Gabelschlüssels zum Festziehen und Lösen der Verbindung dient, die Gewindegänge
zweier Spindelteile trennt, so daß kein fugenloser Gewindegang vorhanden ist. Außerdem
ist es nachteilig, daß auch die Bunddicke genau der Leitspindelsteigung oder einem
Vielfachen davon entsprechen muß, so daß die Anpaßarbeit sich nicht nur auf die
Stirnflächen der aneinanderstoßenden Spindelteile, sondern auch auf die Stirnflächen
des Bundansatzes erstrecken muß: -Wenn man aber, wie auch bereits in Vorschlag gebracht
ist, einen Hohlnippel mit gleichem Verschraubungsgewinde ohne Bundansatz mit Zentrierzylinder
verwendet, so ist infolge der Ganggleichheit an dert, zusammenstoßenden Enden der
Spindelteile die gleiche Anpaßarbeit erforderlich, um einen fortlaufenden, stufenlosen
Gewindegang im zusammengeschraubten,- axial verspannten Zustand zu erhalten. Außerdem
besteht die Möglichkeit, daß beim Zusammenschrauben der Spindelteile die fortlaufende
Steigung des Gewindeganges überzogen wird und beim Zurückschrauben in die richtige
Stellung keine Verspannung, wie-sie vergleichsweise beim Kontern
von
Muttern auftritt, in den Gewindegängen mehr vorhanden ist. Auch in. diesem Falle
muß also die Verspannung im wesentlichen durch den langen Spannbolzen aufgebracht
werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Anpassung der Stirnflächen der
einzelnen Spindelteile zu vermeiden und Mittel vorzusehen, die es ermöglichen, den
fortlaufenden Gewindegang dadurch zu erzielen, daß die Spindelenden beim Zusammenschrauben
in dieser bestimmten Winkelstellung zusammenstoßen.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die beiden Gewinde der Zwischenhülsen
unterschiedliche Steigung haben und daß die Zwischenhülsen mit den beiden Spindelteilen
axial und radial verspannbar sind.
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Die bisher erforderliche Nachpaßarbeit der Stirnflächen der Spindelteile
fällt vollständig fort. Die Spindelteile können gehärtet und geschliffen sein und
somit höchsten Genauigkeitsansprüchen genügen. Die Einstellung des fortlaufenden
Gewindeganges wird durch entsprechende Winkeleinstellung der Teile auf der Zwischenhülse,
die gleichzeitig Spannhülse ist, bewirkt. Zweckmäßig wird man das Feingewinde des
Differentialgewindes für die Winkeljustierung des anzusetzenden Spindelteiles benutzen.
Die Verspannung der Spindelteile mit den Zwischenhülsen erfolgt durch Anziehen der
Zwischenhülse, wodurch starke axiale Verspannungen an den Zusammenstoßstellen entstehen,
ohne daßi die Leitspindel als Ganzes verspannt ist. Sollte es sich zeigen, daß im
verspannten Zustand zweier Spindelteile der Gewindegang nicht genau fortlaufend
ist, so kann durch einfaches Lösen und Korrigieren der Winkeleinstellung der Teile
der fortlaufende Gewindegang ohne jede Nachpaßarbeit an den Stirnflächen eingestellt
werden. Zu diesem Zweck ist die Zwischenhülse durch in den angesetzten Leitspindelteil
eingeführte Stellmittel gegenüber den aneinanderstoßenden Spindelteilen drehbar,
Zur doppelten Sicherung der Einstellung der Spindelteile sind die Zwischenhülsen
mit den beiden Spindelteilen außerdem noch radial verspannbar.
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Zu diesem Zweck ist die Zwischenhülse über ihre Gewindeansätze hinaus
mit zylindrischen Ansätzen von geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser der
Leitspindelteile versehen, und auf diesen zylindrischen Ansätzen sind radial wirkende
Spannelemente, beispielsweise als Ringspannscheiben bekannte Federscheiben, und
zu beiden Seiten derselben Zwischenringe und Zwischenbuchsen angeordnet, von denen
sich die Zwischenringe gegen den inneren Rand der Federscheiben und gegen Schulterflächen
der Zwischenhülse, und die Zwischenbuchsen gegen den Außenrand der Federscheiben
und gegen auf den Enden der Zwischenhülse schraubbare Gewindekappen abstützen.
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Alle Einstellungen und Spannbewegungen erfolgen mit ein und demselben
Schlüssel.
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Zweckmäßig weisen die Zwischenhülse einen eine Durchgangsöffnung aufweisenden
Steg und die Gewindekappen ebensolche Durchgangsöffnungen auf, wobei die Durchgangsöffnungen
im Steg und. in den Gewindekappen mit in Längsrichtung der Zwischenhülse verlaufenden,
gleichen Innenprofilierungen, beispielsweise ein Keilnutprofil, für einen entsprechenden
Schlüssel versehen sind.
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Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Spindelteile lassen sich zu
Genauigkeitsspindeln beliebiger Länge zusammenbauen, die geeignet sind, große Drehmomente
zu übertragen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Fig.1 eine Teilansicht einer zusammengesetzten Gewindespindel und
Fig. 2 die Verbindung zweier Spindelteile.
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Die Gewindespindel 1 ist aus mehreren Spindelteilen 1 a,
l b, 1 c usw. zusammengesetzt, deren Endlager mit 2 und 3 bezeichnet
sind. Die Zähne der kontinuierlich weiterlaufenden Gewindesteigung sind mit 4 und
die Stirnflächen der aneinanderstoßenden Spindelteile mit 5 bezeichnet. Die Gewindespindel
1 hat Längsbohrungen 6 und 7, die eine fortlaufende Längsbohrung ergeben. Die Längsbohrung
6 ist beiderseits der durch die Stirnflächen 5 gegebenen Trennstelle als Paßbohrung
8 für die Zwischenhülse 9 ausgebildet, die an dieser Stelle die Spindelteile 1 a
und 1 b genau zueinander zentriert. Die Spindelhülse ist anschließend an diesen
Paßsitz mit im Durchmesser etwas abgesetzten Gewinden 10 bzw. 10'versehen, die in
Gewindegängen 11 bzw. 11' der Spindelteile schrauben. Die auf beiden Seiten der
Trennstelle angeordneten Gewinde 10, 11 bzw. 10', 11' sind als Differentialgewinde
verschiedener Steigung ausgebildet, wobei zweckmäßig das Feingewinde, beispielsweise
10, 11 für die Einstellbewegung des anzusetzenden Spindelteils benutzt wird, wenn
unterstellt wird, daß gemäß Fig. 1 und 2 das Ansetzen der Spindelteile von rechts
nach links erfolgt. Die Zwischenhülse 9 besitzt auf beiden Seiten im Durchmesser
abgesetzte zylindrische Ansätze, die mit 12, 12' bezeichnet sind und zur Aufnahme
der als Spannmittel wirkenden Federscheiben 13, 13', Ringspannscheiben, dienen.
Gegen die rechtwinkligen Schulterflächen 14, 14' stützen sich Zwischenringe 15,
15' ab, gegen die auf der anderen Seite die zu diesen Ringen hin gewölbten Federscheiben
an ihrer Innenfläche anliegen. Die Außenkante der letzten Federscheibe des Federpaketes
stützt sich gegen den Bund 16, 16' der Zwischenbuchse 17, 17' ab, die wiederum von
der Gewindekappe 18, 18' beaufschlagt wird. Die Gewindekappen schrauben auf dem
Gewinde 19, 19', das sich an beiden Enden der Zwischenhülse 9 befindet.
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Die Zwischenhülse 9 ist ebenfalls hohl und besitzt zwei in ihrer Längsrichtung
verlaufende Bohrungen 20, 21, die durch einen ein keilnutenförmiges Innenprofil
22 aufweisenden Steg 23 voneinander getrennt sind. Die gleichen Innenprofile 22
sind in den Bodenöffnungen 24, 24' der Kappen 18, 18' vorgesehen. Der Kerndurchmesser
des Profils 22 ist etwas kleiner als der Durchmesser der Bohrungen 7, die sich im
Bereich der Lagerstelle 2 befinden, damit der (in der Zeichnung nicht dargestellte)
Schlüssel, der wiederum das Keilnutprofil22, jedoch in positiver Form, aufweist,
durch die Bohrung 7 hindurchgeht, in der er geführt ist.
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Um die Spindel zusammenzusetzen, beginnt man an einem Endteil 1 c,
schraubt die Zwischenhülse 9 hinein, so daß die zylindrische Paßfläche etwa mittig
zur Trennstelle steht, und schraubt dann den anzusetzenden Spindelteil auf das freistehende
Gewinde der Spindelhülse auf, bis die Stirnflächen 5 gegeneinander zur Anlage kommen.
Das Differentialgewinde ermöglicht sowohl ein festes Anziehender Stirnflächen gegeneinander
als auch ein leichtes Lösen der Spindelteile voneinander, so daß die genaue Dreheinstel-Jung,
in der die Gewindegänge kontinuierlich weiterlaufen, durch mehrfaches Lösen und
Wiederanziehen bei entsprechender Nachstellung des einen Spindelteils schnell gefunden
und festgelegt ist, Sodann werden die beiden Gewindekappen angezogen, so daß die
Federscheiben eine radialePressung auf dieZwischenhülse und die beiden Spindelteile
ausüben. Durch die
axiale und radiale Pressung wird eine kraftschlüssige
Verbindung der Spindelteile erreicht, die jedes erforderliche Drehmoment überträgt.