DE3917758A1 - Verriegelbare mutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Gewinde versehene Einstellmutter, die an einem Gewinde verriegelbar ist. Im allgemeinen werden solche Muttern bei­ spielsweise verwendet, um die axiale Einstellung oder den axialen Abstand zwischen umlaufenden und ortsfesten Teilen einzustellen.

Es ist oft erwünscht und in vielen Fällen notwendig, bei rotierenden Ma­ schinen das Axialspiel während des Zusammenbaus und nicht bei der Herstel­ lung einzustellen. Hierdurch wird die bei der Herstellung der verschiedenen Komponenten erforderliche Toleranzgrenze erweitert. Das Axialspiel beispiels­ weise zwischen einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Teil und einem stationären Gehäuse kann außerordentlich eng sein. Das Bemühen, die ver­ schiedenen Komponenten mit präzisen Toleranzen herzustellen, bewirkt wegen des Toleranzaufbaus bzw. der Toleranzaddition hohe Herstellungskosten. Andererseits ist eine Herstellung der Komponenten mit erweiterten Toleranzen kostengünstiger, wenn man Einrichtungen zum genauen Einstellen des Spiels während der Zusammenbauschritte zur Verfügung hat.

Verschiedene Arten von Einstellmuttern wurden verwendet, um eine Axialein­ stellung während des Zusammenbaus zu ermöglichen. Gewöhnlich bewegt ein Einstellmechanismus einen Bauteil längs einer Welle, um das richtige Spiel zu liefern und einzustellen. Dann werden die Einstellvorrichtung und das Bauteil auf der Welle verriegelt, um das Bauteil in der richtigen Spielstel­ lung zu halten.

Eine bekannte verriegelbare Mutter, die als Positioniermittel verwendet werden könnte, ist in US-PS 45 57 652 offenbart. Dieses Patent beschreibt eine Mutter, die zwei ringförmige Teile hat, die axial durch nachgiebige Stopfen verbunden sind. Die Verriegelung tritt dadurch auf, daß eine Schraube in einem ringförmigen Teil festgezogen wird, die gegen das andere ringför­ mige Teil anschlägt und das andere ringförmige Teil an dem Muttergewinde axial verklemmt.

Die bekannten Präzisions-Einstellmuttern neigen dazu, wegen der Anzahl der Teile, wegen der unterschiedlichen Materialien und wegen der für die Herstellung und für den Einbau der Mutter erforderlichen Schritte kompliziert und teuer zu sein. Zusätzlich sind die bekannten Einstellmuttern für bestimmte Situationen nicht geeignet. Einige Einstell- und Verriegelungsmittel müssen von einer gemeinsamen Stelle aus zugänglich und bedienungsfähig sein. Auch muß der Einstellmechanismus zuverlässig und genau wiederverwendbar sein.

Die Erfindung löst diese Probleme und schafft eine einfache und billige, verriegelbare Einstellmutter.

Insbesondere wird durch die Erfindung eine einfache und billige, axial wirkende Einstellmutter zur genauen Einstellung der axialen Position von relativ zueinander verdrehbaren Gliedern geschaffen.

Durch die Erfindung wird ferner eine verriegelbare Einstellmutter geschaffen, die eine minimale Anzahl von Teilen hat und die einfach und wirksam herge­ stellt und eingebaut werden kann.

Durch die Erfindung wird ferner eine verriegelbare Einstellmutter geschaffen, die von einer gemeinsamen Betriebsstellung aus sowohl einstellbar als auch verriegelbar ist.

Schließlich schafft die Erfindung eine verriegelbare Einstellmutter, die in der gewünschten Stellung zuverlässig verriegelt und gelöst und genau wieder eingebaut werden kann, ohne daß die Zuverlässigkeit und die Präzision leidet.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Im allgemeinen werden die Ziele der Erfindung erreicht mit einer ringförmigen Mutter, die an einer Umfangsfläche ein Gewinde oder Gewindegänge aufweist und die wenigstens einen radialen Schlitz hat, der sich durch einen Teil der Mutter hindurch erstreckt, um einseitig eingespannte oder freitragende Klemmbackenteile zu bilden, die eine nachgiebige axiale Verlagerung dieser Teile ermöglichen. Eine Betätigungsschraube ist vorgesehen, um die einseitig eingespannten Teile relativ zueinander axial zu verlagern, um so die Gewinde­ gänge der Einstellmutter an den Gewindegängen eines feststehenden Gliedes zu verklemmen, wodurch die Mutter an Ort und Stelle verriegelt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Einstellmutter;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der Einstellmutter von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Einstellmutter;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Einstellmutter bei Verwendung in einer typischen Einbausituation in einer umlaufenden Maschine.

Zunächst wird anhand der Fig. 1, 2 und 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Verriegelungsmutter beschrieben.

Die Einstellmutter 10 ist im wesentlichen ein ringförmiges Glied 12, das vorzugsweise aus einem härtbaren Material besteht und das eine flache vor­ dere Fläche 13 und eine flache rückwärtige Fläche 14, eine Bohrung 15 mit einem Innendurchmesser und eine äußere Oberfläche 16 mit einem äußeren Durchmesser aufweist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Ober­ fläche 16 mit dem äußeren Durchmesser mit einem Gewinde 17 derart versehen, daß sie mit den Gewindegängen eines entsprechend bemessenen Loches zusammen­ wirken kann, das so ausgebildet ist, daß der Außendurchmesser der Mutter in dieses Loch hineinpaßt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel könnte die Bohrungsoberfläche mit dem Innendurchmesser mit Gewinde versehen sein und würde dann mit einer mit Gewinde versehenen äußeren Umfangsoberfläche, beispielsweise an einer Welle, zusammenwirken.

Wenigstens ein radialer Schlitz 18 und vorzugsweise ein Paar einander gegen­ überliegender radialer Schlitze erstreckt sich teilweise durch das ringförmige Glied 12 hindurch. Die Schlitze 18 sind durch die mit Gewinde versehene äußere Oberfläche 17 hindurch eingeschnitten, und sie sind senkrecht zu der Achse der Bohrung 15, so daß sie freitragende oder einseitig einge­ spannte Klemmbackenabschnitte 12 A und 12 B bilden. Die Schlitze 18 sind vorzugsweise näher an der vorderen Mutterfläche 13 angeordnet, so daß die freitragenden Klemmbackenabschnitte 12 A und 12 B unterschiedliche axiale Dicke aufweisen. Der dünnere Klemmbackenabschnitt 12 A ist nachgiebig verform­ bar in bezug auf den dickeren Abschnitt 12 B. Der Schlitz 18 ist auf die notwendige radiale Tiefe eingeschnitten, um eine nachgiebige axiale Ver­ formung des dünneren Klemmbackenabschnitts 12 A zu ermöglichen, dennoch aber die strukturelle Einstückigkeit des ringförmigen Gliedes 12 aufrecht­ zuerhalten.

Ein Durchgangsloch 20 ist axial durch die Mitte jedes freitragenden Klemm­ backenabschnittes 12 A und 12 B hindurchgeführt. Der im dickeren Klemmbacken­ abschnitt 12 B befindliche Lochteil 20 B ist mit Gewinde versehen. Eine Verrie­ gelungsschraube 22, die einen Kopf mit einem größeren Durchmesser als das Loch 20 A in dem Klemmbackenabschnitt 12 A hat, überbrückt den radialen Schlitz 18 und verbindet die beiden freitragenden Klemmbackenabschnitte 12 A und 12 B. Der Durchmesser des Loches 20 A durch den dünneren Klemmbackenabschnitt 12 A bietet für die Schraubengewindegänge einen eingriffsfreien Spielraum. Ein Festziehen der Verriegelungsschraube 22 veranlaßt den dünneren freitra­ genden Klemmbackenabschnitt 12 A, sich in bezug auf den dickeren Klemmbacken­ abschnitt 12 B axial zu verlagern oder zu verformen.

An der vorderen Fläche 13 des ringförmigen Gliedes 12 ist ein Paar von Löchern 24 vorgesehen, um ein Verdrehen der Einstellmutter 10 in die gewünsch­ te Stellung mittels eines Spannwerkzeuges zu ermöglichen. Die Verriegelungs­ schraube 22 ist ebenfalls von der vorderen Fläche 13 her zu bedienen.

Wie Fig. 4 zeigt, kann die Einstellmutter 10 verwendet werden, um ein dreh­ bares Teil, beispielsweise einen Rotor 30, axial in bezug auf ein Gehäuse oder einen Stator 32 einzustellen. Der Rotor 30 ist sandwichartig zwischen Abstandgliedern 34, Lagern 36 und Gehäusegliedern 32 auf einer drehbaren Welle 38 angeordnet. Es sind auch nachgiebige Glieder 35 vorgesehen. Die Einstellmutter 10 wird über die Welle 38 geschoben und auf die dazu passenden Gewindegänge 40 an dem Gehäuse 32 aufgeschraubt bzw. in diese Gewindegänge eingeschraubt. Die Einstellmutter 10 wird so lange verdreht, bis der Rotor 30 sich axial in die richtige Spielstellung gegenüber dem stationären Gehäuse 32 bewegt. Die Bewegung der Einstellmutter 10 wird auf den Rotor 30 übertra­ gen durch das Lager 36 und das Abstandsglied 34. Wenn die gewünschte Abstands­ einstellung erreicht ist, werden die Verriegelungsschrauben 22 angezogen, wodurch die dünnen Klemmbackenabschnitte 12 A der freitragenden Teile nach­ giebig verformt werden. Dies veranlaßt die Gewindegänge 17 am Umfang des Klemmbackenabschnittes 12 A, sich gegen das Umfangsgewinde 40 in dem Gehäuse­ teil 32 zu verklemmen oder zu verkeilen. Diese Klemmkraft hindert die Ein­ stellmutter 10 an einer weiteren axialen Bewegung und hält somit das korrekte Spiel zwischen dem Rotor 30 und dem Stator 32 aufrecht.

Das ringförmige Glied 12 kann billig aus einem einzigen Stück eines Material­ vorrates durch Bearbeitung hergestellt werden. Die Verriegelungsschrauben 22 sind ebenfalls allgemein verfügbar. Bei Verwendung der Mutter werden sowohl die Einstellvorgänge als auch die Verriegelungsvorgänge axial von der vorderen Oberfläche 13 der Mutter 10 her durchgeführt. Auch kann die Einstellmutter 10 viele Male wieder verwendet werden, ohne daß ihre Zuverlässigkeit leidet.

Es sind viele Abwandlungen und Variationen der Erfindung möglich, beispiels­ weise könnte der Innendurchmesser 15 der Einstellmutter 10 mit Gewinde versehen sein.

Wie Fig. 4 zeigt, kann an einem ersten Ende der Welle 38 ein Endstück 41 auf­ geschraubt sein, um die Stellung des Lagers 36 in bezug auf das äußere Ende der Welle 38 festzulegen. Damit wird auch die Stellung des Abstandsgliedes 34 in bezug auf das äußere Ende der Welle bestimmt. Durch das in Eingriff mit dem Gewinde 40 des stationären Teils 32 stehende ringförmige Glied 12, das ebenfalls an dem Lager 36 anliegt, wird die äußerste Stellung des Lagers 36 und des zugehörigen Abstandsglieds 34 in bezug auf das entsprechende Lager 36 und das zugehörige Abstandsglied 34 am anderen Ende der Welle in Axialrichtung eingestellt.

Claims (6)

1. Einstellmutter (10) zum Positionieren eines beweglichen Gliedes (38) relativ zu einem festen Glied (32), bestehend aus einem ringförmigen Glied (12) mit einer radial gerichteten Oberfläche (13), das in Ver­ schiebeberührung mit dem beweglichen Glied (38) steht, gekennzeichnet durch eine Umfangsoberfläche (16) an dem ringförmigen Glied (12) mit Gewinde (17), das mit einem Gewinde (40) an einer entsprechenden Umfangs­ oberfläche des festen Gliedes (32) zusammenwirkt, mit wenigstens einem Schlitz (18), der sich radial durch einen Teil des ringförmigen Gliedes (12) erstreckt, um das ringförmige Glied (12) in freitragende oder ein­ seitig eingespannte Abschnitte (12 A und 12 B) zu unterteilen, die eine axiale nachgiebige Verlagerung relativ zueinander ermöglichen, sowie durch eine Einrichtung (22) zum Verlagern der freitragenden Abschnitte (12 A, 12 B) relativ zueinander derart, daß das Gewinde (17) des ringförmi­ gen Gliedes (12) sich mit dem Gewinde (40) des festen Gliedes (32) ver­ klemmt.

2. Einstellmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich­ tung zur Verlagerung eine Schraube (22) aufweist, die in einem teilweise mit Gewinde versehenen Loch (20) angeordnet ist, das axial durch den Mittelbereich jedes freitragenden Abschnittes (12 A, 12 B) hindurch ange­ bracht ist.

3. Einstellmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (17) an dem ringförmigen Glied (12) sich an der äußeren Umfangsoberflä­ che (16) des ringförmigen Gliedes (12) befindet.

4. Anordnung zum Zentrieren eines drehbaren Gliedes (30) zwischen ersten und zweiten ortsfesten Gliedern (32), bestehend aus einer Welle (38), die mit dem drehbaren Glied (30) drehbar ist und die erste und zweite Enden aufweist, mit ersten und zweiten Lagern (36), von denen je eines an jeder Seite des drehbaren Gliedes (30) so angeordnet ist, daß die Welle (38) für eine Drehung relativ zu dem ersten und dem zweiten orts­ festen Glied (32) gelagert ist, gekennzeichnet durch erste und zweite Abstandsglieder (34), von denen je eines an jeder Seite des drehbaren Gliedes (30) anliegend angeordnet ist, um so jedes Lager (36) mit Ab­ stand von dem drehbaren Glied (30) anzuordnen, erste und zweite nach­ giebige Glieder (35), von denen je eines axial zwischen jedem Lager und jedem Gehäuseteil (32) angeordnet ist, um so jedes Lager (36) axial weg von dem drehbaren Glied (30) vorzuspannen, ein Endstück (41) an dem ersten Ende der Welle (38) zur Festlegung der äußeren Stellung des ersten Lagers (36) und der Abstandsglieder (34), sowie ein Einstell­ glied (12), das einstellbar in Eingriff mit dem zweiten ortsfesten Glied (32) und in Berührungsanlage mit dem zweiten Lager (36) angeordnet ist, um die äußere Stellung des zweiten Lagers (36) und des zugehörigen Ab­ standsgliedes (34) in bezug auf das erste Lager (36) und das erste Ab­ standsglied (34) einzustellen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstell­ glied (12) ferner Einrichtungen (18, 22, 24) zum Verriegeln des Einstell­ gliedes in axialer Stellung mit dem zweiten ortsfesten Glied (32) auf­ weist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (12) folgende Teile aufweist: Eine ringförmige Mutter (12) mit einer mit Gewinde (17) versehenen äußeren Umfangsoberfläche (16) in Berührungs­ eingriff mit einer entsprechenden mit Gewinde (40) versehenen Bohrung in dem zweiten ortsfesten Glied (32), wenigstens einen sich radial erstreckenden Schlitz (18) durch die ringförmige Mutter (12) zur Aufteilung der Mutter in freitragende oder einseitig eingespannte Abschnitte (12 A und 12 B), die eine nachgiebige axiale Verlagerung des einen freitragen­ den Abschnitts (12 A) in bezug auf den anderen freitragenden Abschnitt (12 B) gestatten, eine axiale Bohrung (20) durch beide freitragenden Abschnitte (12 A und 12 B) mit einem Abschnitt (20 A) mit Übergröße und einem Abschnitt (20 B) mit Gewinde, eine Betätigungsschraube (22), die durch den Abschnitt (20 A) mit Übergröße in dem einen freitragenden Ab­ schnitt (12 A) in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt (20 B) des anderen freitragenden Abschnitts (12 B) eingeführt ist, so daß die frei­ tragenden Abschnitte (12 A und 12 B) relativ zueinander verlagert werden können, wenn die Schraube (22) durch den Gewindeabschnitt (20 B) hindurch eingeschraubt wird.