DE3917758C2 - Einstellmutter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einstellmutter entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine solche Einstellmutter ist aus der DE 30 20 521 C2 oder der GB 2 100 530 A bekannt.
Es ist oft erwünscht und in vielen Fällen notwendig, bei rotierenden Maschinen das Axialspiel
erst während des Zusammenbaus und nicht schon bei der Herstellung einzustellen. Hierdurch
wird die bei der Herstellung der verschiedenen Komponenten einzuhaltende Toleranzgrenze
erweitert. Das Axialspiel beispielsweise zwischen einem mit hoher Geschwindigkeit rotieren
den Teil und einem stationären Gehäuse kann außerordentlich eng sein. Das Bemühen, die
verschiedenen 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 Ein
richtungen zum genauen Einstellen des Spiels während der Zusammenbauschritte zur Verfü
gung hat.
Verschiedene Arten von Einstellmuttern wurden verwendet, um eine Axialeinstellung 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
Spielstellung zu halten.
Eine bekannte verriegelbare Mutter, die als Einstell- oder Positioniermittel verwendet werden
könnte, ist in US 4 557 652 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 ringförmige Teil anschlägt und das andere ringförmige Teil an dem Mutterge
winde axial verklemmt.
Die bekannten Einstellmuttern neigen dazu, wegen der Anzahl der Teile, wegen der unter
schiedlichen Materialien und wegen der für die Herstellung und für den Einbau der Mutter
erforderlichen Schritte kompliziert und teuer zu sein. Zusätzlich sind die bekannten Einstell
muttern 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und billige Einstellmutter zu
schaffen, die insbesondere zur genauen axialen Einstellung von relativ zueinander verdreh
baren Gliedern geeignet ist.
Demgemäß bezieht sich die Erfindung gemäß Anspruch 1 auf die Verwendung einer bekann
ten Einstellmutter bei einer Anordnung zum Zentrieren eines drehbaren Gliedes zwischen
ortsfesten Gliedern mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Durch die Erfindung wird also eine verriegelbare Einstellmutter geschaffen, die eine minimale
Anzahl von Teilen hat und die einfach und wirksam hergestellt und eingebaut werden kann
und die insbesondere 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 leiden.
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 12A und 12B bilden. Die Schlitze 18 sind
vorzugsweise näher an der vorderen Mutterfläche 13 angeordnet, so daß die
freitragenden Klemmbackenabschnitte 12A und 12B unterschiedliche axiale
Dicke aufweisen. Der dünnere Klemmbackenabschnitt 12A ist nachgiebig verform
bar in bezug auf den dickeren Abschnitt 12B. Der Schlitz 18 ist auf die
notwendige radiale Tiefe eingeschnitten, um eine nachgiebige axiale Ver
formung des dünneren Klemmbackenabschnitts 12A 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 12A und 12B hindurchgeführt. Der im dickeren Klemmbacken
abschnitt 12B befindliche Lochteil 20B ist mit Gewinde versehen. Eine Verrie
gelungsschraube 22, die einen Kopf mit einem größeren Durchmesser als das
Loch 20A in dem Klemmbackenabschnitt 12A hat, überbrückt den radialen Schlitz
18 und verbindet die beiden freitragenden Klemmbackenabschnitte 12A und
12B. Der Durchmesser des Loches 20A durch den dünneren Klemmbackenabschnitt
12A bietet für die Schraubengewindegänge einen eingriffsfreien Spielraum.
Ein Festziehen der Verriegelungsschraube 22 veranlaßt den dünneren freitra
genden Klemmbackenabschnitt 12A, sich in bezug auf den dickeren Klemmbacken
abschnitt 12B 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
Abstandsgliedern 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 12A der freitragenden Teile nach
giebig verformt werden. Dies veranlaßt die Gewindegänge 17 am Umfang des
Klemmbackenabschnittes 12A, 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 (5)
1. Einstellmutter (10), bestehend aus einem ringförmigen Glied (12) mit einer radial
gerichteten Oberfläche (13), mit einer Umfangsoberfläche (16) an dem ringförmigen
Glied (12) mit Gewinde (17), mit wenigstens einem Schlitz (18), der sich radial durch
einen Teil des ringförmigen Gliedes (12) erstreckt, um das ringförmige Glied (12) in
freitragende oder einseitig eingespannte Abschnitte (12A und 12B) zu unterteilen, die
eine axiale nachgiebige Verlagerung relativ zueinander ermöglichen, sowie einer
Einrichtung (22) zum Verlagern der freitragenden Abschnitte (12A, 12B) relativ zuein
ander derart, daß das Gewinde (17) des ringförmigen Gliedes (12) sich mit dem Ge
winde, mit dem es verschraubt ist, verklemmt, gekennzeichnet durch ihre Verwendung
bei einer Anordnung zum Zentrieren eines drehbaren Gliedes (30) zwischen ersten und
zweiten ortsfesten Gliedern (32A, 32B), mit einer Welle (38), die mit dem drehbaren
Glied (30) drehbar ist und die erste und zweite Enden aufweist, mit ersten und zweiten
Lagern (36A, 36B), 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 ortsfesten Glied (32A, 32B) gelagert ist, mit ersten und zweiten Abstands
gliedern (34A, 34B), von denen je eines an jeder Seite des drehbaren Gliedes (30)
anliegend angeordnet ist, um so jedes Lager (36A, 36B) mit Abstand von dem dreh
baren Glied (30) anzuordnen, mit ersten und zweiten nachgiebigen Gliedern (35A,
35B), von denen je eines axial zwischen jedem Lager und jedem ortsfesten Glied (32A,
32B), angeordnet ist um so jedes Lager (36A, 36B) axial weg von dem drehbaren Glied (30) vorzuspannen, ein Endstück (41A)
an dem ersten Ende der
Welle (38) zur Festlegung der äußeren Stellung des ersten Lagers (36A) und des
Abstandsgliedes (34A) sowie das ringförmige Glied (12), das einstellbar in Eingriff mit
dem zweiten ortsfesten Glied (32B) und in Berührungsanlage mit dem zweiten Lager
(36B) angeordnet ist, zur Festlegung der äußeren Stellung des zweiten Lagers (36B)
und des zugehörigen Abstandsgliedes (34B) in bezug auf das erste Lager (36A) und das
erste Abstandsglied (34A) einzustellen.
2. Einstellmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (17) des
ringförmigen Gliedes (12) mit einer entsprechenden mit Gewinde (40) versehenen
Umfangsoberfläche an dem zweiten ortsfesten Glied (32B) eingreift, daß eine axiale
Bohrung (20) durch beide freitragenden Abschnitte (12A, 12B) mit einem Abschnitt
(20A) mit Übergröße und einem Abschnitt (20B) mit Gewinde vorgesehen ist, wobei
eine Betätigungsschraube (22) vorgesehen ist, die durch den Abschnitt (20A) mit
Übergröße in dem einen Abschnitt (12A) in Gewindeeingriff mit dem Gewindeabschnitt
(20B) des anderen Abschnitts (12B) eingeführt ist, so daß die freitragenden Abschnitte
(12A, 12B) relativ zueinander zum Verklemmen mit dem Gewinde (40) an dem zweiten
ortsfesten Glied (32B) verlagert werden, wenn die Schraube (22) durch den Gewinde
abschnitt (20B) hindurch eingeschraubt wird.
3. Einstellmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freitragende Ab
schnitt (12A) mit dem Bohrungsabschnitt (20A) in Übergröße in axialer Richtung
dünner ist als der andere freitragende Abschnitt (12B) mit dem Gewindebohrungs
abschnitt (20B).
4. Einstellmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige
Glied (12) zwei einander gegenüberliegende, sich radial erstreckende Schlitze (18)
aufweist.
5. Einstellmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (17)
an der äußeren Umfangsoberfläche (16) des ringförmigen Gliedes (12) vorgesehen ist.
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