DE2124700C3

DE2124700C3 - Lineareinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE2124700C3
Application number: DE2124700A
Authority: DE
Inventors: Norman L. Beloit Wis. Kopp (V.St.A.)
Original assignee: Warner Electric Brake and Clutch Co
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1970-05-19
Filing date: 1971-05-18
Publication date: 1980-11-27
Also published as: JPS54574U; US3656358A; JPS577888Y2; GB1286608A; FR2090125B1; CH541094A; FR2090125A1; DE2124700A1; DE2124700B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung mit einer eine Mehrzahl von unter Winkelabständen sämtlich mit dem gleichen Steigungswinkel gewendelten Gängen aufweisenden Schraube und einer einen Körper mit der gleichen Anzahl von unter Winkelabständen sämtlich mit dem gleichen Steigungswinkel gewendelten Gängen aufweisenden Mutter, die auf die Schraube aufschraubbar ist und eine Mehrzahl von winkelmäßig versetzten, jeweils vom Körper ausgehenden und ein damit einstückiges Ende aufweisenden und an einem Ende vom Körper auskragenden Fingern enthält.

Aus der US-PS 25 67 483 ist eine Einstellvorrichtung ähnlicher Art bekannt, bei der die Schraube und die Mutter nur je einen einzigen Gewindegang im gegenseitigen Eingriff aufweisen und auf ein Außengewinde am verjüngten Ende der federnden, längsgeschlitzten Mutter eine Wendelfeder aufgeschraubt wird, um die Schrauben-Mutter-Einheit mittels Drucks auf die Segmente der Mutter fest zusammenzuhalten.

Andererseits ist aus der DE-PS 2 01925 eine Einstellvorrichtung bekannt, die eine Schraube mit einem dreigängigen Gewinde und eine Mutter mit einer gewindelosen Längsbohrung und drei in dieser mündenden Radialbohrungen aufweist, in denen in die Schraubengewindegänge eingreifende, durch gegen besondere Widerlager abgestützte Federn beaufschlagte Bolzen geführt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einstellvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß der Aufbau der Mutter möglichst einfach und geeignet ist, durch federnde Vorspannung zur Schraube hin den Drehschlupf zwischen den Gewindegängen der Schraube und der Mutter zu verringern und auch den Schlupf, wenn die Gewindegänge während der normalen Betriebsdauer verschlissen werden, automatisch auszugleichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je ein Finger für jeden Gang der Schraube vorgesehen ist, jeder Finger mit dem gleichen Winkel wie der Steigungswinkel der Schraubengänge gewendelt ist und wenigstens einen teilweisen Umlauf um die Schraube macht, die Finger zu den Schraubengängen passen und federnd in die Schraubengänge zwecks Unterdrückung eines Drehschlupfes zwischen der Schraube und der Mutter eingreifen.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die Anordnung je eines Fingers für jeden Gang der Schraube mit gleichem Steigungswinkel und den federnden Eingriff der Finger in die Schraubengänge wird in einfacher Weise ein Drehschlupf zwischen Schraube und Mutter auch nach einem im Betrieb auftretenden Verschleiß verhindert, und die Mutter benötigt kein Außengewinde, sondern allenfalls eine Umfangskreisnut für eine Ringfeder.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt
F i g. 1 eine teilweise Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer verbesserten Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 und 3 vergrößerte Querschnitte nach den Linien 2-2 bzw. 3-3 in F i g. 1;
F i g. 4 einen vergrößerten Teilquerschnitt im wesentliehen nach der Linie 4-4 in F i g. 1 zur Erläuterung eines der federnden Finger der Mutter vor dem endgültigen Zusammenbau der Einstellvorrichtung;

F i g. 5 einen F i g. 4 ähnlichen Querschnitt zur Erläuterung des federnden Fingers in einer abgebogenen Stellung nach dem endgültigen Zusammenbau der Einstellvorrichtung;

F i g. 6 einen F i g. 4 analogen Querschnitt zur Erläuterung einer modifizierten Mutter; und
Fig. 7 eine teilweise Seitenansicht einer Einstellvorrichtung mit einer abgewandelten Mutter.

Wie in der Zeichnung zur Erläuterung gezeigt ist, läßt sich die Erfindung zunächst bei einer Lineareinstellvorrichtung verwirklichen, bei der eine längliche mit Gewinde versehene Stange oder Schraube 10 in eine Manschette in Form einer Mutter 11 so eingeschraubt ist, daß die Mutter bei relativer Drehung zwischen den beiden Teilen relativ zur Schraube rückwärts oder vorwärts bewegt wird. In diesem speziellen Fall ist die Mutter durch einen Streifen 14 starr mit einem beweglichen Schlitten 13 (Fig.2) verklammert und bewegt den Schlitten rückwärts und vorwärts längs der Schraube, wenn diese gedreht wird, so daß der Schlitten längs eines festen (nicht dargestellten) Bettes, das die

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Schraube drehbar abstützt, eingestellt wird.

Die Schraube 10 ist von dem Typ mit vielfachen Gewindegängen, im dargestellten Fall fünf Gewindegängen, die sich über deren Länge erstrecken und alle den gleichen Steigungswinkel aufweisen, so daß sie in einem verhältnismäßig einfachen und preiswerten Walzverfahren hergestellt sein können. Die einzelnen Gewindegänge sind winkelmäßig unter Abstand voneinander gehalten und von nach außen abgeschrägten wendeiförmigen Zähnen 16 (F i g. 2) definiert, die durch Nuten 17 mit abgerundeten Böden getrennt sind. Die Mutter 11 umfaßt einen allgemein zylindrischen Körper 19 aus einem federnd nachgiebigen Material, wie z. B. Nylon, mit einem darin eingeformten zentralen inneren Kanal, in welchem die gleiche Zahl von Gewindegängen wie bei der Schraube ausgebildet ist, wobei die Gewindegänge der Mutter teilweise von unter Winkelabstand gehaltenen Zähnen 21 (Fig.2) definiert werden, die unter dem gleichen Steigungswinkel wie die Zähne 16 der Schraube wendelförmig ausgebildet sind und in die Nuten 17 hineinpassen. So ergibt die Drehung der Schraube einen Eingriff der Zähne 16 mit den Zähnen 21 und so eine Bewegung der Mutter längs der Schraube, und aufgrund der durch die fünf Gruppen von Zähnen gebildeten vielfachen Gewindegänge existieren Lastaufnahmeflächen von verhältnismäßig großem Ausmaß zwischen der Mutter und der Schraube und ermöglichen, mit einer verhältnismäßig kleinen Schraube eine schwere Last zu bewegen.

Erfindungsgemäß ist die Mutter 11, während sie zur Verwendung mit einer Vielfachgewindeschraube i0 der vorstehend erläuterten Art angepaßt ist, so konstruiert, daß sie zum federnden Vorbelasten zur Schraube hin zwecks Verringerung des toten Ganges bei der Rotation zwischen der Mutter und der Schraube und zur Beibehaltung eines im wesentlichen schlupffreien Zustandes auch nach Verschleiß der Mutter und der Schraube aufgrund normalen Betriebs geeignet ist. Für diese Zwecke weist die Mutter eine Gruppe von freitragenden Fingern 25 auf, die einen Teil der Gewindegänge der Mutter darstellen und federnd in die Nuten 17 der Schraube keilförmig eingreifen. So ergibt sich eine volle Flächenberührung zwischen den Fingern 25 und den Seiten der Schraubenzähne 16, die zu einer Geringhaltung des Drehspiels zwischen der Mutter und der Schraube führt, und auch im Laufe des Verschleißes der Zähne und der Finger wird eine solche Berührung aufgrund der federnden Vorspannung beibehalten, die die Finger in die Nuten drückt.

Die im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte Mutter 11 umfaßt fünf Finger 25, d. h. je einen für jeden der Gewindegänge an der Schraube 10, und jeder Finger ist einstückig an einem Ende des Körpers 19 der Mutter angeformt. Die Finger springen freitragend von einem Ende des Körpers vor und sind untereinander durch Nuten 26 (Fig. 3) getrennt, die sich radial durch die Mutter erstrecken. Dies ermöglicht zusammen mit der dem Nylonmalerial der Finger innewohnenden Flexibilität, daß sich die Finger einzeln relativ zum Körper und nach innen auf die Schraube zu biegen, wobei der Widerstand do,- "inger gegenüber einer Abbiegung über ihre Länge zu ihren freien Enden hin progressiv abnimmt. Die Finger 25 und die Nuten 26 verlaufen wendelförmig um die Mutter mit dem gleichen Schlagwinkel wie die Zähne 16 und Nuten 17 der Schraubengewindegänge, und so ragt jeder Finger in eine der Nuten 17 vor, während jede Nut 26 zu einem der Zähne 16 paßt.

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65 Wie am klarsten in F i g. ^ dargestellt ist, sind die Seiten jedes Fingers 25 nach innen abgeschrägt und so bemessen, daß sie genau zu den Seiten der Zähne 16 der Schraube 10 passen, wobei die Innenenden der Finger abgerundet sind, um sich der Gestalt der Böden der Nuten 17 anzupassen. Zusätzlich sind die inneren Enden der Nuten 26 und die äußeren Enden der Zähne 16 von gleicher Breite, so daß die Zähne nach außen in die Nuten vorspringen können. Als Ergebnis sind die Finger geeignet, keilförmig in genau passenden Eingriff mit den Zähnen zu kommen, wobei die angrenzenden Seitenflächen der Zähne und Finger in voller Flächenberührung sind.

Wenn die Finger 25 in Ruhestellung sind, weisen ihre inneren Enden einen geringen Abstand außerhalb der Böden der Nuten 17 entsprechend Fig.4 auf. LJm die Finger fest passend in die Nuten einzukeilen, zieht eine kreisringförmig geschlossene Wendelfeder 27, die in einer Umfangsnut 29 um die freien Endteile der Finger geführt ist, diese nach innen zusammen und verursacht ein Abbiegen der Finger relativ zum Körper 19 entsprechend F i g. 5. So werden die Finger federnd in die Nuten getrieben und liegen aufgrund der Keilwirkung an den Seiten der Schraubenzähne 16 an, um so im wesentlichen ein Rotationsspiel zwischen der Schraube 10 und der Mutter 11 zu beseitigen und die Einstellgenauigkeit der Mutter für ein gegebenes Zuwachsmaß der Drehung der Schraube beizubehalten.

Aus dem Vorstehenden wird klar, daß die Erfindung eine totgangfreie Mutter 11 liefert, die zur Verwendung mit einer Vielgewindegangschraube 10, die sich nach einem einfachen Walzverfahren herstellen läßt, besonders vorteilhaft und zum Antrieb im Vergleich mit ihren Abmessungen schwerer Lasten geeignet ist. Die freitragenden Finger 25 werden durch die Feder 27 dauernd nach innen gedrückt in die Nuten 17, wobei die Finger in der Richtung der Pfeile in F i g. 3 belastet sind, so daß die Finger auch im Laufe eines Verschleißes weiter zusammengezogen werden und so automatisch eine Lockerung zwischen sich und den Zähnen 16 ausgleichen, und der Verschleiß wird geringer, da die Finger während einer Einlaufperiode nach Zusammenbau der Mutter mit der Schraube nach und nach eindringen. Trotz des Verschleißes bleibt die Achse der Mutter im wesentlichen auf die Achse der Schraube zentriert, da die Finger gleichmäßig belastet sind und zur gleichmäßigen Abnutzung um die vollen 360° Umfang der Mutter neigen. Wenn die von der Mutter angetriebene Last so groß ist, daß sie dazu neigt, die Wendelfinger abzuwickeln, geht die Belastung an der Mutter auf die Zähne 21 innerhalb des Körpers 19 über, während die Finger die Mutter weiter in einem vorbelasteten Zustand auf der Schraube halten.

Eine etwas modifizierte Mutter 11' ist in Fig.6 dargestellt und geeignet, um auf einer Schraube vorgespannt zu werden, ohne daß eine besondere Feder erforderlich ist. Zu diesem Zweck sind die Innenseiten 30 der Finger 25' schrittweise vom Körper 19' zu den freien Enden der Finger so abgeschrägt, daß tatsächlich ein axial abgeschrägter konischer Kanal 31 zwischen den Fingern gebildet wird. Wenn die Finger vor dem Zusammenbau der Mutter und der Schraube unbelastet sind, ist der Durchmesser a des Kanals nahe den freien Enden der Finger etwas geringer als der Fußdurchmesser b der Schraube, wie in ausgezogenen Linien in F i g. 6 dargestellt ist. Wenn so die Mutter auf die Schraube aufgeschraubt wird, werden die Finger durch die Schraube radial nach außen abgebogen (wie in

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Strichellinien in F i g. 6 dargestellt ist) und umfassen federnd d^;e Schraube als Ergebnis der Federeigenschaft des Nylonmaterials, das dazu neigt, die Finger in ihre unbelasteten Stellungen zurückzubringen. Dementsprechend ist die in Fig. 6 dargestellte Mutter zum Erreichen all der Vorteile der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Mutter geeignet, wobei sie die Notwendigkeit einer besonderen Feder zum Zusammenziehen der Finger beseitigt.
Noch eine andere Mutter 40 ist in F i g. 7 dargestellt, und zwar eine Doppelmutter mit zwei Gruppen von Fingern 41 und 43, die mit der Mutter einstückig sind und von dieser an den beiden Enden eines mit Innengewinde versehenen Körpers 44 vorragen. Die Finger sind auf der Schraube 10 durch ringförmig geschlossene Wendelfedern 45 vorbelastet und begrenzen, da sie an den beiden Enden des Körpers angeordnet sind, ein Verspannen oder Verdrehen des Körpers auf der Schraube und führen zur gleichen Reibung unabhängig von der Drehrichtung der Schraube.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einstellvorrichtung mit einer eine Mehrzahl von unter Winkelabständen sämtlich mit dem gleichen Steigungswinkel gewendelten Gängen aufweisenden Schraube und einer einen Körper mit der gleichen Anzahl von unter Winkelabständen sämtlich mit dem gleichen Steigungswinkel gewendelten Gängen aufweisenden Mutter, die auf die Schraube aufschraubbar ist und eine Mehrzahl von winkelmäßig versetzten, jeweils vom Körper ausgehenden und ein damit einstückiges Ende aufweisenden und an einem Ende vom Körper auskragenden Fingern enthält, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Finger (25) für jeden Gang (16) der Schraube (10) vorgesehen ist, jeder Finger (25) mit dem gleichen Winkel vie der Steigungswinkel der Schraubengänge (16) gewendelt ist und wenigstens einen teilweisen Umlauf um die Schraube (10) macht, die Finger (25) zu den Schraubengängen (16) passen und federnd in die Schraubengänge zwecks Unterdrükkung eines Drehschlupfes zwischen der Schraube (10) und der Mutter (11) eingreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (25, 25'; 41, 43) von keilförmigem Querschnitt und federnd in die Schraubengänge eingekeilt sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (25') einen Zentralkanal (31) definieren und längs ihrer Innenseiten (30) von dem Körper (19') zu ihren freien Enden so abgeschrägt sind, daß der Durchmesser (a) des Kanals nahe den freien Enden vor dem Aufschrauben der Mutter (1Γ) auf die Schraube (10) geringer als der Fußdurchmesser (b) ist und daß die Finger aus federnd nachgiebigem Material sind und sich relativ zum Körper nach außen biegen, wenn die Mutter auf die Schraube aufgeschraubt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eichnet, daß sie eine Ringbandfeder (27; 43) aufweist, die um die freien Endteile der Finger (25; 41, 43) zusammengezogen ist und diese federnd gegen die Schraubengänge drückt.