DE171252C

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Publication number: DE171252C
Application number: DENDAT171252D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bekanntlich nutzen sich die Gewindeflanken tätiger Spindeln und Muttern im Laufe der Zeit derart ab, daß zwischen beiden ein Spielraum entsteht und infolgedessen beim Drehen der Spindel oder Mutter — je nachdem die Spindel gedreht wird und die Mutter führbar ist, oder umgekehrt die Spindel geführt wird und die Mutter drehbar ist — innerhalb gewisser Grenzen eine fortschreitende Bewegung nicht stattfinden kann.

Die nachteiligen Folgen dieser Erscheinung machen sich bei Präzisionsinstrumenten, die zu Meß- und Teilzwecken bestimmt sind, als Fehlerquelle, und bei Maschinenwerkzeugen, wie Supports an Drehbänken, durch Einreißen des Stahls in das Arbeitsstück sehr unangenehm bemerkbar.

Der Zweck der Erfindung ist, den toten Gang und seine schädlichen Folgen nach jeder Richtung hin aufzuheben. Die bereits bekannten, zur Aufhebung des toten Ganges in Vorschlag gebrachten Muttervorrichtungen mit federnden Zwischenstücken genügen keinenfalls den an sie gestellten Anforderungen. Dieselben sind bei einer Reihe von Apparaten, bei denen die Spindelmutter frei drehbar sein muß, nicht anwendbar. Die außerhalb der Mutter liegende, auf einem anderen Maschinenteil gleitende Führung f der Patentschrift 141712 z. B. macht eine freie Drehbewegung der ganzen Muttervorrichtung von vornherein unmöglich.

Die Federwirkung versagt, sobald, wie es z. B. bei Supports an Drehbänken der Fall ist, irgend ein auf die Mutter in entgegengesetztem Sinne zur Spannungsrichtung der federnden Zwischenstücke wirkender Außendruck eintritt. Durch die einseitige Wirkung des Außendruckes auf die beiden elastisch verbundenen Mutterteile kann das Eintreten eines toten Ganges ebensowenig verhindert werden, wie bei einer einfachen gewöhnlichen Spindelmutter bei Supports an Drehbänken, wo dieselbe sich ebenfalls unter einer einseitigen, sich je nach der Stellung des Stahls gegenüber dem Arbeitsstück bald nach der einen, bald nach der anderen Richtung gestaltenden Druckwirkung des Arbeitsstückes befindet.

Die Anwendung von stark genug angespannten Federn, um dem Außendruck entgegen zu wirken, würde einerseits einen größeren Kraftaufwand beim Drehen der Spindel zur Folge haben, möglicherweise auch eine Störung der Arbeit, wie z. B. Lahmlegung der arbeitenden Maschinenbestandteile, andererseits eine stärkere Reibung zwischen Spindel und Mutter, somit eine schnellere Abnutzung der Gewinde.

Die neue Vorrichtung ist derart gestaltet, daß sie erstens unter allen Umständen auch beim Eintreten eines Außendruckes den toten Gang vermeidet, und zweitens, bei allen Apparaten, auch bei solchen, bei denen die Spindelmutter frei drehbar sein muß, anwendbar ist.

Auf der Zeichnung erläutern Fig. ι und 2 zwei verschiedene Stellungen der Gewindeflanken der Spindel zu denen der Muttern, und Fig. 3 stellt eine Draufsicht des ganzen Apparats dar.

Die Spannungsverbindung zwischen Spindel und Mutter ist stets, auch nach Anbringung der Führungsvorrichtungen α und b veränderlich und beliebig einstellbar.

■ 10 Die Verbindung der Mutterteile m¹ und m² geschieht durch zwei mit Köpfen versehene Führungsstifte, deren eines Ende in dem einen Mutterteil m² eingeschraubt ist, während der andere Mutterteil m¹ mit einem glatten Loch versehen ist und auf dem nicht mit Gewinde versehenen Teil der Führungsstifte hin- und hergleiten kann. Dadurch ist eine seitliche Verdrehung eines Mutterteiles verhindert, während die ganze Muttervorrichtung frei drehbar sein kann.

Sollte die Mutter zu Führungszwecken bestimmt sein, so ist selbstverständlicherweise entweder ein Mutterteil m², wie seither an einem gegen die Spindel verschiebbaren Maschinenteil befestigt, oder sie selbst tritt als Führungsbestandteil auf, während der andere Mutterteil m¹ durch die Führungsvorrichtung α und b am Verdrehen verhindert wird.

Statt einer einzigen eindeutigen Spiralfederlagerung, wie in der Patentschrift 141712 gedacht ist, erhält die vorliegende Muttervorrichtung (Fig. ι und 2) zwei in entgegengesetzter Richtung zu wirken bestimmte

Federlagerungen, ,eine c¹ zwischen den Mutterteilen m¹ und den Schraubenköpfen a, b und eine zweite Federlagerung c² zwischen den beiden Mutterteilen m¹, m². Zwischen den beiden Mutterteilen m¹, m'² oder, wie es hier beispielsweise der Fall ist, dem Mutterteil m^l und den Köpfen der Führungen a, b ist ein bewegliches, in diesem Falle winkelförmiges Zwischenstück / angebracht, welches vermittels des Exzenters k durch Drehung des Exzenterkopfes η hin und her verstellt werden kann. Solange das Exzenter k sich nach oben (vergl. den Pfeil in Fig. i) befindet, üben die Federn c¹, die etwas stärker als die Federn c² sind, ihre Spannungswirkung aus und pressen die beiden Mutterteile zusammen. Wird das Exzenter k aber aus seiner ursprünglichen Lage mittels des Exzenterkopfes η um 180 Grad gedreht und nimmt infolgedessen die entgegengesetzte Lage (vergl.

den Pfeil in Fig. 2) an, so wird das zwischen den Führungsköpfen a, b und Mutterteil m¹ befindliche Zwischenstück / nach unten verschoben und mit dem Mutterteil m¹ starr verbunden, wodurch die Federn c¹ aus ihrer Wirksamkeit ausgeschaltet werden und die Federn c² (Fig. 2) treten dann sofort in Wirksamkeit und drücken die beiden Mutterteile auseinander.

Das Zwischenstück / bildet also einmal eine Verlängerung der Führungsköpfe a, b (Fig. 1), zum anderen eine Verlängerung des Mutterteils m¹.

Befände sich aber das Zwischenstück zwischen den beiden Mutterteilen m¹, m², so würde es einmal eine Verlängerung des einen Mutterteils, zum anderen eine Verlängerung des anderen Mutterteils bilden.

Tritt nun von irgend einer Seite ein Außendruck ein, so wird durch eine Drehung des Exzenters Jc das Zwischenstück I nach der einen oder der anderen Richtung verschoben und die Übereinstimmung zwischen der Spannungsrichtung der Federn und des Außendruckes sofort hergestellt und der tote Gang auch für die Dauer des Druckes behoben. Die erwünschte Veränderung der Spannungsverbindung der Mutterteile geschieht also mittels eines einzigen einfachen Handgriffs.

Für Apparate, bei denen man unmittelbar zum Exzenter, wie dies beispielsweise bei Supports an Drehbänken der Fall ist, nicht ankommen kann, und außerdem eine Lageveränderung der Federn eine Unterbrechung der Tätigkeit der Mutterspindel herbeiführen würde, ist eine weitere Vorrichtung getroffen, bei welcher die jeweilig erforderliche Übereinstimmung zwischen der Wirkungsrichtung der Federn und des Außendruckes automatisch infolge der fortgesetzten Tätigkeit der . Mutterspindel selbst herbeigeführt wird.

Die Fig. 3 stellt eine . solche Vorrichtung dar. Die zwei Federlagerungen c¹, c², das Zwischenstück I und das Exzenter k sind auch hier beibehalten. Allein an Stelle des Exzenterknopfes η in Fig. 1 und 2 tritt hier ein Schneckenrad r¹ ein, welches mit dem Exzenter k fest verbunden ist. (Die Rechtsund Linksnullagen des Exzenters k ebenso ein Teil der wagerechten Kathete des winkelförmigen Zwischenstückes / sind punktiert angedeutet.) Das Schneckenrad r¹ greift in die Windungen einer Schnecke oder gewöhnlichen Schraube s ein, welche an dem Mutterteil m^l gelagert ist. Die Schnecke ist zugleich mit einem Trieb t¹ versehen und greift in die Zähne des Längstriebes t² ein. An einem Wellenende des Längstriebes t² befinden sich zwei Sperräder r* und r⁵ und ein Zahnrad r^s, welches außerdem mit zwei Randscheiben und an beiden Seiten mit Sperrzähnen versehen ist. Die beiden Sperräder r⁴ und r⁵ können sich auf der Achse des Triebes f'² innerhalb eines gewissen Spielraumes nur in seiner Längsrichtung lose hin- und herbewegen. Ihre Umdrehung aber

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kann infolge der Führungsstifte f⁴, f^&, die zugleich als Mitnehmer dienen, nur gemeinsam mit dem Trieb i² erfolgen. Das Zahn rad r³ kann sich hingegen sowohl in der Längsrichtung des Triebes i² innerhalb eines begrenzten Spielraumes frei auf demselben verschieben als auch auf ihm drehen.

Dieses Zahnrad r³ wird durch seine über die Zahne hinausragenden Randscheiben von

ίο dem Zahnrad r², das auf der Welle der Spindel S sitzt und in der Längsrichtung derselben innerhalb eines begrenzten Spielraumes beweglich ist, mitgenommen und von demselben gedreht und in der Längsrichtung hin- und hergetrieben.

. Hart an dem Zahnrad r² befindet sich eine Hülse Mi³, welche ebenso wie die Spindelwelle mit höchstens zwei miteinander in Eingriff stehenden Gewindegängen g, punktiert

zo angedeutet, versehen ist. Die Mutterhülse m³ wird von zwei Führungsstiften ff, an einer seitlichen Verdrehung verhindert, hingegen in der Längsrichtung, je nach der vorher angenommenen Lage, mit Hilfe des jeweiligen Druckes der Federn c³ (die unmittelbar auf die Mutterhülse drücken) und Federn c⁴ (die mittelbar durch das Zahnrad r². auf dieselbe drücken) sich infolge der Gewindegänge g nach vorwärts oder rückwärts bewegen können. Diese Hin- und Herbewegung der Mutterhülse wird dem Zahnrad r² und zugleich dem Zahnrad r³ mitgeteilt.

Bei der Nulläge liegt die Mutterhülse und mit derselben auch das Zahnrad r² auf der Spindelwelle lose außerhalb der Gewindegänge g beispielsweise in der Richtung zu den Federn c⁴. Das Zahnrad r³, welches sich in einer Ebene mit dem Zahnrad r² befindet, greift nun mit seinem, dem Sperrrad r⁵ zugewendeten Sperrzähnen in die Sperrzähne des letzteren ein. 'Das Exzenter k befände sich also in der Nullage in der Richtung nach links k, 0, es übt auf das Zwischenstück / keinen Druck aus und somit sind die Federn c¹ in Tätigkeit und drücken die beiden Mutterteile zusammen.

Solange die Spindel S von links nach rechts gedreht wird, bleibt die Sachlage dieselbe.. Das Sperrad r³ gleitet dann über die Sperrzähne des Rades r⁵ hinweg und dreht sich lose um die Achse des Längstriebes i², ohne denselben mitzunehmen.

Anders verhält es sich aber, sobald eine Drehbewegung der Spindel S durch die Kurbel von rechts nach links erfolgt ist. Das Sperrad r⁵ tritt dann in Tätigkeit, der Längstrieb .i¹ dreht sich sodann von links nach rechts. Die Schnecke s, welche durch ihren Trieb i² vom Längstrieb i² von rechts nach links getrieben wird, setzt das Exzenterrad r¹ und mit ihm das Exzenter k in Bewegung.

Hat das Exzenter k von seiner ursprünglichen Nullage eine Drehung nach unten von 45 Grad gemacht und die parallele Stellung zur Spindel angenommen, so hat sich dadurch das in diesem Fälle zwischen den Schraubenköpfen α, b und dem Mutterteil m¹ befindliche Zwischenstück I auch nach unten in der Richtung zum Mutterteil m¹ verschoben und mit demselben starr verbunden. Dadurch aber werden die Federn c^l aus ihrer Tätigkeit ausgeschaltet und die Federn c² treten sofort in ihre Wirksamkeit und drücken die beiden Mutterteile auseinander.

Während der Umdrehung des Exzenters um 45 Grad haben sich inzwischen die Mutterhülse m³ und Zahnrad r² von ihrer ursprünglichen Lage nach oben in der Richtung zur Federlagerung c³ und somit auch das Rad r³ in der Richtung zur Federlagerung c⁵ verschoben. Es ist somit nämlich das Rad r³ aus dem Wirkungskreis des Sperrades r⁵ ausgetreten und in den Wirkungskreis des Sperrades r⁴ eingetreten. Mit diesem Augenblick sind die arbeitenden Teile in eine andere, der früheren entgegengesetzten Lage gekommen und verharren in dieser Lage, solange die Spindel S ihre Linksdrehbewegung fortsetzt.

Das Sperrad r³ gleitet über die Sperr- go zähne des Rades r⁴ hinweg, ohne den Längstrieb i² mit fortzubewegen. Während der ganzen Dauer dieser Drehbewegungsrichtung der Spindel üben also die zwischen beiden Mutterteilen liegenden Federn c² ihre auseinanderdrückende Wirkung ununterbrochen aus.

Sobald aber die Spindel in die umgekehrte Drehung von links nach rechts gesetzt wird, entsteht derselbe Vorgang, aber in umgekehrter Weise. Durch das Eingreifen des Sperrades r⁴ gelangt der Längstrieb f² wieder in Drehbewegung, aber von rechts nach links, die Schnecke von links nach rechts, und das Exzenterrad dreht sich mit dem Exzenter um 45 Grad wieder nach oben zu seiner ersten Lage Ar⁰. Das Zwischenstück / nimmt also auch seine erste Stellung wieder ein und die Federn c¹ können wieder ihre Macht, die Mutterteile zusammenzudrücken, erlangen. Das Sperrad r³ ist wieder durch die inzwischen stattgefundene Rückverschiebung der Mutterhülse m^s samt Zahnrad r² aus dem Machtbereich des Sperrades r⁴ ausgeschieden und in dem ursprünglichen Wirkungskreis des Sperrades r⁶ hineingelangt, und alles steht wieder still, bis die Spindel 5 wieder eine entgegengesetzte Drehbewegung annimmt.

Befände sich das Exzenter bei seiner Nulllage in der Richtung nach rechts, so würde sich alles im umgekehrten Sinne zum oben geschilderten abspielen.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Vorrichtung zur Aufhebung des toten Ganges an Mutter- und Spindelgewinden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit entgegengesetzt wirkenden Federn versehenen Teile der Mutter durch eine Führungsvorrichtung derart miteinander verbunden sind, daß neben einer Veränderung der Spannungsverbindung auch eine freie Drehung der ganzen Mutter möglich ist, während ein Teil der Mutter durch den anderen an der gegenseitigen Drehung gehindert ist, und daß die Spannungsverbindung mittels eines verstellbaren Zwischenstücks (I) verändert wird, durch dessen Hin- und Herbewegung die Spannung bald der einen, bald der anderen der beiden in entgegengesetzter Richtung wirkenden Federn zur Geltung gebracht wird, um eine jeweilige Übereinstimmung" der Wirkungsrichtungen der Federn und des äußeren Druckes herzustellen.
2. Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des in Anspruch 1 erwähnten Zwischenstücks (I), dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück mittels einer Räderübersetzung oder eines anderen bekannten Getriebes durch die Drehung der Mutterspindel (S) selbsttätig verstellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.