DE2135812A1

DE2135812A1 - Verspannungsvorrichtung an spindelschraubtrieben

Info

Publication number: DE2135812A1
Application number: DE19712135812
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Schenck; Klaus Schneider
Original assignee: MANNESMANN A
Current assignee: MANNESMANN A
Priority date: 1971-07-17
Filing date: 1971-07-17
Publication date: 1973-01-25
Also published as: NL7209756A; GB1356754A; PL78184B1; CH547454A; IT962324B; DE2135812B2; SE379842B

Description

A. MANNESMANN -MASCHINENFABRIK REMSCHEID

Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben

Spindelschraubtriebe, welche in bekannter Ausbildung aus einer Gewindespindel, ζ. B. einer Trapezgewindespindel oder einer Kugelgewindespindel, und darauf konzentrisch laufender Gewindemutter bestehen, müssen zum Einsatz beispielsweise im Maschinenbau zur Erzielung genauer Positionierungen mit zwei gegeneinander verspannten Spindelmuttern ausgerüstet werden, nicht nur, um eine völlige Spielfreiheit zu erzielen, sondern um durch eine aufgebrachte gegenseitige Verspannung der Muttern das Umkehrspiel einzuengen.

Es sind viele Ausführungen bekannt, welche die erforderliche Vorspannung des Mutternsystems bezwecken, wobei zumeist durch die Anordnung beider Muttern innerhalb eines Gehäuses durch Druck auf die äußeren Stirnflächen eine von außen nach innen wirkende Verspannung der Muttern gegeneinander erreicht wird oder unter Benutzung eines Gehäuses, welches beide Muttern umschließt, durch einen auf die inneren Stirnflächen der Muttern aufgebrachten Druck nach außen hin die erforderliche Vorspannung oder Spielfreiheit erzeugt wird, wobei die Muttern gegenVerdrehung gegeneinander innerhalb des umschließenden Gehäuses gesichert sind.

Der Kraftfluß der gegenseitigen Verspannung der Muttern erfolgt über die Kugeln abstützend auf die Gewindeflanken und wird aufgenommen von den Gehäusestirnseiten. Das äußere Gehäuse zur Kraftaufnahme kann ebenso aus dem Maschinenkörper selbst bestehen, in welchem die Muttern mit von innen oder von außen her erzeugter Verspannung untergebracht sind, wobei die Verspannung beispielsweise bestehen kann aus einer hydraulischen Pressung auf die Stirnseiten der Muttern oder einem auf andere Art erzeugten Druck auf die Stirnflächen der Muttern, z. B. durch Gewindedeckel oder andersgeartete Ausbildungen.

Der Nachteil dieser in vielfachen Ausführungen bekannten Konzeptionen besteht in der Notwendigkeit eines die Muttern umhüllenden äußeren Gehäuses, und der erhöhten Schwierigkeit bei Demontagen des Mutternsystems.

Es sind auch Ausführungen bekanntgeworden, welche das benötigte äußere Gehäuse entbehrlich machen und doch eine gegenseitige Verspannung der Muttern ermöglichen, dadurch, daß beispielsweise ein verzahnter Innenring beiderseits stirnseitig in die entsprechend verzahnten Muttern eingeschoben wird, so daß ein geschlossenes Kraftsystem entsteht, unter Entfall eines äußeren Gehäuses.

Eine derartige Anordnung ist von außen her nicht nachspannbar durch gegenseitige Verdrehung der Muttern, sondern es bedarf einer Demontage des Systems zur Veränderung der Vorspannung zwischen den Muttern und vor allem ist keine stufen lose Verspannungsmöglichkeit gegeben.

209884/0711

Es stellt sich somit die Aufgabe, eine stufen lose Verspannung der beiden Muttern zu finden, welche von außen her in weiten Bereichen verstellbar ist und unter Erübrigung eines Gehäuses ein in sich geschlossenes Kraftsystem darstellt, welches in den Abmessungen so ausgeführt ist, daß die Verspannungsvorrichtung den Mutterndurchmesser nicht übersteigt, um einen einfachen Ein- und Ausbau in einem Maschinenkörper zu ermöglichen und auch nach erfolgtem Einbau noch die Möglichkeit bietet, von außen her auf einfache Weise die gegenseitige Vorspannung der Muttern zu variieren.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verspannungsvorrichfung wie folgt gelöst:

An den inneren Stirnseiten der beiden Muttern befinden sich übereinander angeordnete, gegeneinander verschiebbare oder verdrehbare Elemente, z. B. zwei übereinanderliegende konzentrische Ringe, welche jeweils mit einer Stirnseite einer Mutter fest verbunden sind, sei es durch Ausbildung ähnlich einer Klauen- W oder Zahnkupplung, sei es durch sfirnseitige Verschraubung oder Verstiftung.

Ebensogut kann eine Mutter mit einem stimseitig überkragenden Innenring und die andere Mutter mit einem stirnseitig ausgebildeten äußeren Ringansatz versehen sein, womit die stirnseitige Verbindung entfällt.

Das äußere verdrehbare Element, z. B. der an der Stirnseite der einen Mutter angedrehte Außenring umschließt den an der anderen Mutter konzentrisch angedrehten Ringansatz, und erhält Bohrungen zur Aufnahme von einer oder mehreren als Schnecke wirkenden Schrauben, welche in die Verzahnung eingreifen, die auf dem Außenumfang des inneren Ringansatzes der anderen Mutter angebracht ist.

Bei Drehung dieser Schneckenschrauben im äußeren Ring entsteht eine gegenseitige Verdrehung der Muttern und es entsteht eine Verspannung, welche sich von einer Spielfreiheit bis zu höchster aufgebrachter gegenseitiger Verdrehkraff mit hierdurch bedingter hoher Vorspannung zwischen den beiden Muttern auswirkt, ohne daß es zur Erzielung des Kraffflusses eines äußeren Gehäuses bedarf.

fc Eine Mutter ist wie üblich entweder mit einer Flanschausbildung am Maschinenkörper befestigt oder ohne Flansch stirnseitig an einer Muttern half te verschraubt, oder es ist durch entsprechende Ausbildung des die Schneckenschrauben tragenden Außenringes eine Befesfigungsmöglichkeit am Maschinenkörper gegeben.

Diese Ausbildung, welche zum Patent beansprucht wird, ergibt die Möglichkeit einer räumlich geringen Abmessung für das in sich verspannte Mutternsystem, deren Verspannung von außen her im eingebauten Zustand beliebig verändert werden kann.

Durch die beigefügten Zeichnungen wird diese Verspannungsvorrichtung weiter erläutert, und es wird gezeigt in Figur ΐ die Spindel 1, die linke Mutter 2, die rechte Mutter 3, an deren Stirnseifen befestigt sind die gegeneinander verschieb-

209884/0711

lichen Elemente₇ hier beispielsweise als konzentrische Ringe ausgebildet 4u. 5, von denen der Außenring 4 zur Aufnahme der beschriebenen Schraubenschnecke 6 ausgebildet ist, welche mit ihren Gängen eingreift in die Schneckenverzahnung 7 des Innenringes 5 der anderen Mutter.

Mit 9 sind bezeichnet die Keile fur die jeweils einseitige stirnseitige Befestigung der Ringe 4 u. 5 an den Muttern 2 u. 3, um bei Verspannung des Systems die Mitnahme der Mutter 2 durch den Außenring 4, und ebenso die Mitnahme der Mutter 3 durch den Innenring 5 zu bewirken; die Keile 9 liegen in den Nuten 8, die in den Muttern 2 u. 3, sowie in dem Innenring 5 bzw. Außenring 4 stirnseitig angebracht sind, wie in Figur 2 im Schnitt gezeigt. Die Punkte 10 kennzeichnen die stirnseitigen Flächen, über welche der Kraftfluß der Verspannung erfolgt, wie in Figur 2 ausführlicher beschrieben.

Die Figur 2 zeigt im Schnitt die stirnseitige Befestigung der verdrehbaren Elemente 4 u. 5 an der ihnen jeweils zugeordneten Mutter, hier gezeigt als eingelegte Keile 9, die teils in Nute 8 der Muttern 2 u. 3 und teils in Nute 17 des Außenringes 4 und des Innenringes 5 angeordnet sind und für die Mitnahme der Muttern 2 u. 3 bei gegenseitiger Verdrehung der Elemente 4 u. 5 dienen.

Der Kraftfluß der Verspannung erfolgt demgemäß von den in Figur 1 bezeichneten Stirnflächen 10 der Muttern 2 u. 3 durch die in Figur 2 gezeigten Anlagepunkte Π über die Kugeln 13 auf die Anlagepunkte 12 der Spindel 1.

Die in Figur 3 als Schnecke wirkende Schraube, Schneckenschraube genannt, besitzt beispielsweise einen Schlitz 18, der eine Verdrehung von außen her ermöglicht, und sie greift selbsthemmend ein in die Verzahnung 7 des Innenringes 5, wodurch die gegenseitige Verspannung der beiden Muttern bewirkt und erhalten wird.

Eine zusätzliche Verdrehsicherung dieser kleinen Schneckenschraube ist auf einfache Weise möglich, jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Bei Drehung der Schneckenschraube 6 erfolgt mit der gegenseitigen Verdrehung der Ringe 4 u. 5 eine Verdrehung der Muttern 2 u. 3 gegeneinander, wodurch eine Pressung an den Stirnflächen 10 der Muttern 2 u. 3 und des Ringes 4 erfolgt, womit eine Verspannung des Mutternsystems eintritt.

In Figur 4 wird zur Verdeutlichung des Systems unter Fortfall stirnseitig befestigter, gegenseitig verdrehbarer oder verschiebbarer Elemente die Ausführung gezeigt, bei welcher die Muttern selbst an ihren Stirnseiten so gestaltet sind, daß die Muttern 2 u. 3 an ihren Stirnseiten überkragende Ringansätze 14 u. 15 besitzen, zwischen denen die vorher beschriebene Schneckenschraube 6 im Ringansatz 14 angeordnet ist, welche eingreift in die Verzahnung 7 des inneren Ringansatzes 15 der Mutter 3. Der Außendurchmesser der zwischen den Muttern befindlichen Verspannvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung ist in den Dimensionen so gehalten, daß er die Mutternabmessungen nicht überschreitet und somit einen einfachen Einbau des vorge-

209884/0711

spannten Spindelmutternsystems in eine Maschine gestattet, wobei der besondere Vorteil besteht, daß durch Drehung der Schneckenschraube 6 die Vorspannung beliebig verändert werden kann.

In Figur 5 wird eine Ausbildung.des die Schneckenschraube 6 aufnehmenden Außenringes 16 gezeigt, welcher den Außendurchmesser der Muttern 2 u. 3 überragt und damit zur direkten Befestigung des Mutternsystems am Maschinenkörper geeignet ist.

209884/0711

Claims

Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben
Patentansprüche

.MVerspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben, welche aus einer Gewindespindel und zwei gegeneinander verspannten Spindelmuttern besteht, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen beiden Muttern (2 U. 3) zwei übereinanderbefindliche und gegeneinander verdrehbare oder verschiebbare Elemente, z. B. konzentrische Ringe (4 u.5) angeordnet sind, welche mit jeweils einer Mutter stirnseitig Fest verbunden sind und das innere Element, z. B. ein Innenring (5) als Schneckenrad und das äußere Element, z. B. ein Außenring (4) zur Aufnahme einer oder mehrererSchneckenschrauben (6) ausgebildet ist, wobei die gegeneinander verdrehieR-'oder verschiebbaren Elemente (4 u.5) über Schneckenschraube (6) und dentals Schneckenrad ausgebildeten Innenring (5), von außen her stufenlos verstellbar, in Eingriff stehen.
2.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben gemäß Anspruch 1.), gekennzeichnet dadurch, daß eine der Muttern (3) stirnseitig mit einem ringförmigen Ansatz (15) ausgebildet ist, welcher außen mit einer Verzahnung, z. B. einer Schneckenradverzahnung (7) versehen ist, während die andere Mutter )2) mit einem stirnseitigen, ringförmigen Ansatz (14) versehen ist, der den ringförmigen Ansatz (15) der anderen Mutter (3) umschließt und zur Aufnahme einer oder mehrerer Schneckenschrauben (6) gestaltet ist, wobei die beiden Muttern (2 u.3) mit ihren stirnseitigen Ringansätzen (14 u.15) über Schneckenschraube u*nd Schneckenradverzahnung (7)gegeneinander verdrehbar, von außen her stufenlos verstellbar, in Eingriff stehen.
3.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraublfieben gemäß Anspruch 1.), gekennzeichnet dadurch, daß die feste, stirnseitige Verbindung zwischen jeweils einer Mutter (2 oder 3) und einem zugehörigen Element, z. B. einem konzentrisch angeordneten Ring (4 oder 5), aus Nut (8) und Feder (9) oder aus stirnseitig angebrachten Verschraubungen oder Verstiftungen zwischen Ring (4 oder 5) und Mutter (2 oder 3) besteht.
4.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben gemäß Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß eine im äußeren verdrehbaren oder verschiebbaren Element, beispielsweise einem konzentrischen Ring (4), angeordnete Zahnstange oder ein Ritzel in die Verzahnung O⁷) des inneren verdrehbar oder verschiebbar angeordneten Elementes, beispielsweise eines Innenringes (5), eingreift.

209884/0711
5.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben gemäß Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß die zwischen den Muttern angeordnete Verspannungsvorrichtung die Mutternaußenabmessungen nicht überschreitet.
6.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben gemäß Anspruch 7-4, gekennzeichnet dadurch, daß die zwischen den Muttern angeordnete Verspannungsvorrichtung besteht aus dem als Schneckenrad ausgebildeten Innenring (5) und einem die Muttern überragenden Element, z. B. einem Außenring (16) zur Aufnahme einer oder mehrerer Schneckenschrauben (6), der zur maschinenseitigen Befestigung geeignet, ausgebildet ist.
7.) Verspannungsvorrichtung an Spindelschraubtrieben gemäß Anspruch l-o, gekennzeichnet dadurch, daß die die gegenseitige Verdrehung der an den Muttern angebrachten Elemente oder der mit Ringansätzen ausgebildeten Muttern bewirkenden Schneckenschrauben (ό) oder eine Zahnstange oder ein Ritzel von außen her verstellbar angeordnet sind.

209884/0711

Lee rseite