DE3432172A1

DE3432172A1 - Schnellverstellbare anschlagmutteranordnung

Info

Publication number: DE3432172A1
Application number: DE19843432172
Authority: DE
Inventors: Gerald D. Stillwater Minn. Guthrie
Original assignee: 5W ENTERPRISES Inc
Current assignee: 5W ENTERPRISES Inc
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS60192111A; GB2147352A; GB8422011D0; US4693656A; CA1219151A; GB2147352B

Description

Beschreibung;

Die vorliegende Erfindung betrifft schnellverstellbare Anschlagmutternanordnungen und insbesondere schnellverstellbare Anschlagmutternanordnungen, die als verstellbare Anschläge an Ständerbohr- und Fräsmaschinen sowie anderen Maschinen bzw. Vorrichtungen eingesetzt werden.

Verstellbare Anschläge für die Verwendung an Ständerbohr- und -fräsmaschinen sowie anderen Maschinen und Vorrichtungen sind bekannt. Beispielsweise zeigt die Fig. 1 ein Teil einer handelsüblichen Vertikalfräsmaschine des Typs Bridgeport. Die Spindel 10 der Maschine kann durch Betätigen eines Handgriffs 12 vertikal auf- und abbewegt werden, wobei die obere Grenze dieser Bewegung durch das Maschinengehäuse, die untere von einer Anschlagmutter 18 bestimmt werden, die auf eine Gewindestange 16 aufgeschraubt ist, die am Gehäuse der Fräsmaschine befestigt ist. Diese Anschlagmutter 18 läßt sich in der Sollage mit einer Kontermutter 20 festlegen, die ebenfalls auf die Gewindestange 16 aufgeschraubt ist. Ein fester Anschlag 14 ist an der Spindel 10 befestigt und bewegt sich mit ihr entlang der Stange 16, so daß, wie dem Fräser bekannt, das Anliegen des Anschlags 14 an der Anschlagmutter 18 die Frästiefe für die Spindel 10 festlegt.

Typischerweise hat die Spindel 10 dabei einen maximalen Hub von etwa 127 mm (5 in.); die Anschlagmutter 18 läßt sich so einstellen, daß die Bewegung an irgendeinem Punkt innerhalb dieses Hubs zum Stillstand gebracht werden kann.

In der Vergangenheit hat man viel Zeit damit verschwendet,

die Anschlag- und Kontermutter 18, 20 von Hand auf der Gewindestange 16 in die Sollstellung zu drehen. Insbesondere ist dieser letzte Vorgang zeitraubend und ungenau, wenn die Gewindegänge verschmutzt sind und die Bedienungsperson Lose geringer Stückzahlen zu bearbeiten hat, die jeweils eine andere Lage der Anschlag- und der Kontermutter 18, 20 auf der Gewindestange 16 erfordern. Wegen dieser Unbequemlichkeit wird die Bedienungsperson vielfach die Anschlag- und die Kontermutter 18, 20 überhaupt nicht verwenden, sondern die gewünschte Tiefe mit Augenmaß an einer 127 mm (5 in.) langen Skala bestimmen, die am Maschinengehäuse angebracht ist. Weiterhin läßt die Anschlagmutter 18 typischerweise auch keine Präzisionseinstellung zu, und auch wenn die Anschlagmutter 18 für kleine Lose verwendet wird, neigen die Bedienungspersonen dazu, die Anschlagmutter 18 nur nach Augenmaß einzustellen, anstatt die Bewegungstiefe der Spindel 10 genau zu messen. Im Ergebnis erhält man weniger genaue Arbeit als wenn die Anschlag- und die Kontermutter 18, 20 zweckentsprechend verwendet werden würden.

Es sind schnellverstellbare Mutternanordnungen bekannt, die wahlweise entweder eine Verschiebung der Mutternanordnung auf einer Gewindestange zur Grobeinstellung der relativen Lage oder eine Drehung der Mutternanordnung um die Stange erlauben, wobei zur Feineinstellung die Gewindegänge der Mutter und der Gewindestange im Eingriff stehen. Eine solche Mutternanordnung ist in der US-PS 422 361 angegeben. Sie weist einen ,Block auf, dessen axiale Durchgangsbohrung einen geringfügig größeren Durchmesser als den Spitzendurchmesser der Gewindestange hat, um diese aufzunehmen und eine freie Bewegung des Blocks entlang der Stange zu erlauben. Weiterhin enthält der Block eine Querbohrung, die in die Axialbohrung mündet und im Block endet. Ein fingerbetätigbarer Stößel sitzt in der Aufnahme; an seinem äußeren Ende kann die Bedienungsperson von außerhalb des Blocks angreifen.

Eine quer durch ihn verlaufende Bohrung hat einen solchen Durchmesser, daß sie die Gewindestange mit erheblichem Spiel aufnehmen kann. Der Stößel ist mit einem Innengewinde entlang der Querbohrung versehen, in die die Gewindestange eingeschraubt werden kann, und eine Feder ist vorgesehen, die das Stößelgewinde mit dem Gewinde auf einer Stange verspannt, die durch die Axialbohrung in der Mutter und die Querbohrung im Stößel verläuft. Drückt man den Stößel gegen die Federkraft in den Block, löst das Stößelgewinde sich vom Stangengewinde und kann die Mutternanordnung ohne Drehung axial auf der Stange verschoben werden. Beim Freigeben des Stößels greifen die Gewinde wieder ineinander ein und kann die Mutternanordnung entlang der Gewindestange durch Drehung verschoben werden. Die Größe der Querbohrung im Stößel der verstellbaren Mutternanordnung der US-PS 422 361 erlaubt einen Gewindeeingriff jedoch über nur einen verhältnismäßig kleinen Winkelbereich zwischen dem Stößel und der Stange (erheblich weniger als 180°). Das Stößelgewinde wird sich daher vom Stangengewinde lösen und der Mutter eine Verschiebung auf der Stange erlauben, wenn zu viel Kraft auf die Mutternanordnung aufgebracht wird, so daß die Mutter nicht mehr als Zwangsanschlag wirken kann. Weiterhin steht der Stößel dieser Mutternanordnung aus dem Block so weit vor, daß er die Drehung der Mutter an einigen Maschinenteilen stört. Die Mutternanordnung enthält keine Vorkehrungen zur Feineinstellung auf der Gewindestange. Die in der US-PS 422 361 beschriebene Mutternanordnung bietet daher weder die Stabilität noch die, Genauigkeit, mit denen sie als Anschlagmutter auf einer herkömmlichen Vertikalfräs- oder Ständerbohrmaschine geeignet wäre.

Die US-PSen 3 431 623 und 4 084 897 beschreiben schnellverstellbare Anschlagmutternanordnungen insbesondere für die Verwendung als Anschlagmuttern an Fräsmaschinen. Diese Anschlagmutternanordnungen sind jedoch verhältnismäßig kompli-

ziert aufgebaut und in der Herstellung teuer. Weiterhin liegen Innenteile der Muttern offen, so daß die Anordnungen durch sich dort ansammelnde Metallspäne blockieren können. Auch diese Anordnungen enthalten keinerlei Vorkehrungen zur Feineinstellung auf der Gewindestange.

Die vorliegende Erfindung schafft eine einfache, gedrängt aufgebaute, in sich abgeschlossene und schnellverstellbare Anschlagmutternanordnung, die eine Grobverschiebung und eine Fein-Verdrehung auf einer Gewindestange erlaubt, auf die sie aufgesetzt ist, während sie in sicherem Eingriff mit der Gewindestange steht, so daß ein Zwangsanschlag auf der Gewindestange entsteht, der in Ständerbohr-, Vertikalfräs- und anderen Maschinen und Vorrichtungen Verwendung finden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft eine schnellverstellbare Anschlagmutternanordnung für die Verwendung auf einer Gewindestange und weist wie die in der US-PS 422 361 beschriebene Vorrichtung einen Körper mit einer axialen Durchgangsöffnung, die etwas größer als der Spitzendurchmesser der Stange ist, um sie dicht passend aufzunehmen, aber eine freie Bewegung des Körpers auf der Stange zuzulassen, sowie eine querverlaufende Öffnung bzw. Fassung auf, die radial in den Körper hineinverläuft, die axiale öffnung schneidet und im Körper endet. Weiterhin ist in der Fassung ein Einsatz vorgesehen, der ein äußeres Ende, das von außerhalb des Körpers mit der Hand betätigbar ist, und eine querverlaufende Durchgangsöffnung hat, deren innerer Teil teilweise von Gewindegängen am inneren Ende des Stößels gebildet ist, die in Eingriff mit dem Stangengewinde treten können, und deren äußerer Teil am äußeren Ende des Kolbens eine freie Querbewegung des Kolbens axial entlang der Gewindestange erlaubt, wobei der Einsatz in der Fassung zwischen einer gelösten Stellung, in der der äußere Teil der öffnung mit der Durch-

gangsöffnung fluchtet, um eine axiale Bewegung der Mutternanordnung auf der Gewindestange zu erlauben, und einer Eingriffsstellung bewegbar ist, in der das Einsatzgewinde mit dem Stangengewinde in Eingriff steht, wobei der Einsatz von einer zwischen dem Einsatz und dem Körper wirkenden Federeinrichtung in die Eingriffsstellung vorgespannt ist.

Im Gegensatz zu der in der ÜS-PS 422 361 beschriebenen verstellbaren Mutternanordnung ist bei der erfindungsgemäßen Anschlagmutternanordnung die Durchgangsöffnung im Einsatz in Axialrichtung des Einsatzes langgestreckt und können die Gewindegänge am inneren Stößelende mit dem Stangengewinde über etwa 180° in Eingriff treten, um die Anschlagmutternanordnung gegen eine Längsbewegung auf der Gewindestange ohne Relativdrehung zwischen ihnen festzulegen, wenn der Einsatz von der Vorspanneinrichtung in die Eingriffsstellung gebracht wird. Auf diese Weise kann die Anschlagmutternanordnung als Zwangsanschlag auf einer Fräs-, Ständerbohr- oder ähnlichen Maschine oder Vorrichtung eingesetzt werden.

Weiterhin steht der Einsatz nicht wesentlich aus der Anschlagmutternanordnung vor, so daß er ihre Drehung auf der Gewindestange nicht behindert. Die Anschlagmutternanordnung ist mit einer Skala entlang des Umfangs versehen, die eine Feineinstellung der Anschlagmutternanordnung auf der Gewindestange erleichtert; diese Besonderheiten sind besonders nützlich für Vertikalfräsmaschinen.

Eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, in der gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Darstellungen gleiche Bauteile bezeichnen.

Fig. 1 ist einePerspektivteildarstellung einer Vertikalfräsmaschine mit einer Anschlagmutternanordnung nach dem Stand·der Technik;

Fig. 2 ist eine Teilperspektivdarstellung einer Vertikalfräsmaschine mit einer erfindungsgemäßen schnellverstellbaren Anschlagmutternanordnung;

Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Explosionsdarstellung der in Fig. 2 gezeigten Anschlagmutternanordnung mit einem Teil der Gewindestange der Fräsmaschine, an die die Anschlagmutternanordnung angesetzt ist;

Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt durch die schnellverstellbare erfindungsgemäße Anschlagmutternanordnung nach Fig. 2, wobei der Einsatz sich in der Eingriffsstellung bezüglich des Stangengewindes befindet;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der

schnellverstellbaren Anschlagmutternanordnung nach Fig. 2 entsprechend der Fig. 4, wobei aber der Einsatz in der Freigabestellung bezüglich der Gewindestange gezeigt ist;

Fig. 6 ist ein Schnitt durch den Einsatz nach Fig. 3

und 4, wobei jedoch der Rest der Anschlagmutternanordnung und die Gewindestange weggelassen sind, um Einzelheiten zu zeigen, und

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung etwa aus der Ebene 7-7 der Fig. 6.

Die Fig. 3 zeigt nun eine erfindungsgemäße Anschlagmutternanordnung 22 mit einem Körper 24, einem von Hand betätigbafen Einsatz 26 und einer Vorspanneinrichtung in Form einer Druckfeder 28. Wie am besten in den Fig. 3-5 ersichtlich, hat der Körper 24 eine axiale Durchgangsbohrung 30, die im Körper

24 mittig und koaxial angeordnet ist und die Gewindestange 16 dicht eingesetzt aufnehmen kann, so daß der Körper 24 axial entlang der Gewindestange 16 bewegt werden kann. Wie am besten in Fig. 4, 5 zu ersehen, enthält der Körper 24 auch eine querverlaufende Querbohrung bzw. Fassung 36, die entlang einer Durchmesserlinie des Körpers 24 von der Umfangsflache radial einwärts verläuft, die axiale Durchgangsbohrung 30 schneidet und in sie übergeht und schließlich im Körper endet.

Wie dargestellt, hat der Körper 24 einen zylindrischen Hauptteil 37 (beispielsweise mit einem Durchmesser von 38,1 mm (1,5 in.) und einer Länge von 36,58 mm (1,44 in.) zur Verwendung auf einer Gewindestange der Normgröße 1/2-20). Der zylindrische Hauptteil ist koaxial mit dem Kanal 30, hat an einem Ende eine gerändelte Außenfläche 40 und eine Vielzahl von axial verlaufenden Teilungsstrichen 42 (beispielsweise insgesamt 50) entlang der Außenfläche am anderen Ende; einige der Skalenstriche 42 können numeriert sein wie die auf einem herkömmlichen Lineal oder einer Mikrometerschraube. Weiterhin weist der Körper 24 einen Hülsenteil 44 mit kleinerem Durchmesser (Außenabmessung beispielsweise 16,76 mm (0,66 in.) auf, der koaxial vom Ende des zylindrischen Hauptteils 37 mit den Skalenmarkierungen 42 hinweg absteht.

Wie die Fig. 3 bis 7 zeigen, ist der Einsatz 26 zylindrisch und sitzt axial verschiebbar in der Querbohrung 36 im Körper 24. Das äußere Ende des Einsatzes 26 ist vom Äußeren des Körpers 24 her mit der Hand berührbar, während das innere Ende des Einsatzes 26 im Körper 24 am Boden der Fassung 36 liegt. Das äußere Ende 46 des Einsatzes schließt normalerweise vorzugsweise mit der angrenzenden Umfangsflache des Körpers 24 bündig ab und setzt deren Umriß angenähert fort, so daß es leicht von Hand berührbar ist, ohne so weit vorzustehen, daß es beim Drehen der Mutternanordnung an umgebende Maschinenteile anschlägt.

Wie am besten die Fig. 6 und 7 zeigen, hat der Einsatz 26 eine guerverlaufende Durchgangsöffnung 48, die in Axialrichtung des Einsatzes 26 langgestreckt ist. Die Durchgangsöffnung 48 hat einen inneren Endteil, den teilweise die Innengewindegänge 52 am inneren Ende 38 des Einsatzes 26 bilden; diese Innengewindegänge 52 lassen einen 180"-Eingriff mit dem Außengewinde auf der Stange 16 zu. Ein äußerer Endteil 50 am äußeren Ende 46 des Einsatzes 26 ist so bemessen, daß der Einsatz 26 axial auf der Stange 16 frei verschoben werden kann. Die langgestreckte Öffnung 48 kann ausgebildet werden, indem man den Einsatz in Querrichtung durchbohrt, die Bohrung mit einem Innengewinde passend zum Außengewinde der Stange 16 (beispielsweise der US-Normgröße 1/2-20) versieht und dann den Einsatz in Querrichtung aufbohrt (beispielsweise zu einem Durchmesser von 12,83 mm (0,505 in.) bis 12,95 mm (0,510 in.)) mit einem Mittelpunkt, der axial entlang des Einsatzes 26 geringfügig (beispielsweise um etwa 2,16 mm (0,085 in.) bis 1,91 mm (0,075 in.·)) zu dessen äusseren Ende 46 hin versetzt ist.

Wie in den Fig. 4 und 5 ersichtlich, kann der Einsatz in die Fassung 36 eingesetzt werden, wobei einer der Teile der öffnung 48 mit dem Kanal 30 im Körper 24 fluchtet und die Gewindestange 16 durch die Öffnung 48 und den Kanal 30 verläuft. Die Schraubenfeder 28, die zwischen den Boden der Fassung und das untere Ende des Einsatzes 26 gelegt ist, spannt den Einsatz 26 zum Eingriff vor, wobei sie das Gewinde 52 mit dem Stangengewinde 16 verspannt (Fig. 4). Aus der Eingriffsstellung kann der Einsatz 26 von Hand gegen die Vorspannung der Feder 28 in die Freigabestellung (Fig. 5) gebracht werden, in der der äußere Teil 50 der Öffnung 48 mit dem Kanal 30 fluchtet, so daß die Anschlagmutternanordnung 2 2 axial auf der Stange 16 verschoben werden kann.

Die schnellverstellbare Anschlagmutternanordnung 22 läßt sich

leicht anstelle der herkömmlichen Anschlagmuttern an herkömmlichen Fräsmaschinen ansetzen, indem man zunächst die Gewindestange 16 von der Maschine und dann von ihr die herkömmliche Anschlag- und Kontermutter 18, 20 abnimmt, den Einsatz 26 in die Anschlagmutternanordnung 22 eindrückt, die Anschlagmutternanordnung 22 mit durch die Bohrung 30 und die Einsatzöffnung 48 verlaufender Gewindestange 16 auf letztere aufschiebt und dann die Gewindestange 16 wieder an die Fräsmaschine ansetzt, wie in Fig. 2 gezeigt. Eine Grobverstellung der Mutter 22 ist dann auf einfache Weise möglich, indem man den Einsatz 26 eindrückt und die Anschlagmutternanordnung 22 auf etwa die gewünschte Stellung auf der Stange 16 schiebt, wie sich durch eine visuelle Ausrichtung der Anordnung 22 an der Skala 21 ergibt. Bei diesem radialen Eindrücken des Einsatzes 26 in den Körper 24 wird auch die Feder 28 komprimiert, löst sich das Einsatzgewinde 52 vom Stangengewinde 16 und nimmt der äußere Endteil 50 der öffnung 48 eine Lage ein, in der die Anordnung 22 axial auf der Gewindestange 16 verschoben werden kann (Fig. 5). Wird der Einsatz 26 dann freigegeben, drückt die Feder 28 den Einsatz 26 in der Fassung 36 wieder auswärts, so daß das Einsatzgewinde 52 wieder in den Eingriff mit dem Stangengewinde tritt (Fig. 4).

Eine Feineinstellung der Mutternanordnung 10 auf der Gewindestange 16 ist sodann möglich, indem man die Anordnung 22 entsprechend auf der Stange 16 verdreht, was durch die auf dem Körper 24 verteilten Skalenmarkierungen 42 erleichtert wird. Bringt man auf dem Umfang des Körpers 24 einer Mutternanordnung für eine Stange mit 1/2-20-Gewinde fünfzig Teilungsstriche bzw. -markierungen an, ist eine Präzisionseinstellung auf 25 μπι (0,001 in.) möglich, indem man die Anordnung 22 von einer auf die nächste Markierung 42 dreht.

Bei Einsatz an einer Maschine, an der der Anschlag täglich 20-mal verstellt werden muß, kann die erfindungsgemäße An-

schlagmutternanordnung 22 gegenüber den herkömmlichen Anschlaganordnungen etwa acht Mannstunden pro Monat einsparen und ergibt weiterhin einen sicheren Zwangseingriff mit der Stange 16, auf die sie aufgesetzt ist.

Es ist einzusehen, daß die vorgehende ausführliche Beschreibung eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft, die Erfindung jedoch nicht auf deren spezielle Einzelheiten beschränkt ist. Vielmehr können an der Ausführung und Anordnung der Elemente Änderungen durchgeführt werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung, wie er sich in den Ansprüchen ausdrückt, zu verlassen. Weiterhin ist die Erfindung hier anhand der Verwendung an einer Fräsmaschine erläutert worden. Sie ist mit Vorteil jedoch auch für andere Maschinen wie Ständerbohrmaschinen u.dgl. verwendbar, bei denen Anschlagmutternvorrichtungen erforderlich sind.

Claims

5Vi Enterprises, Inc. 1099 Indian Trail South, Afton, Minnesota, 55001, U.S.A.

Schnellverstellbare Anschlagmutternanordnung

Patentansprüche

Schnellverstellbare Anschlagmutternanordnung zur Verwendung auf einer Gewindestange mit vorbestimmtem Spitzendurchmesser, mit

einem Körper mit einer axialen Durchgangsöffnung, die geringfügig größer als der Spitzendurchmesser der Gewindestange ist und die Gewindestange dicht aufnehmen kann, aber eine freie Verschiebung des Körpers axial entlang der Gewindestange ermöglicht, und mit einer querverlaufenden Fassung, die radial in den Körper hineinverläuft,

die axiale Durchgangsöffnung schneidet und innerhalb des Körpers endet,

mit einem in der Fassung angeordneten Einsatz mit einem äußeren Ende, das von außerhalb des Körpers zugänglich ist, einem im Körper am Boden der Fassung angeordneten inneren Ende und einer zwischen den beiden Enden verlaufenden Achse, wobei der Einsatz eine querverlaufende Durchgangsöffnung mit einem inneren Teil der teilweise von Gewindegängen am inneren Ende des Einsatzes gebildet wird, die in Eingriff mit dem Stangengewinde treten können, sowie einen äußeren Teil am äußeren Ende des Einsatzes aufweist, der eine freie Querbewegung des Einsatzes axial entlang der Gewindestange ermöglicht, und wobei der Einsatz in der Fassung zwischen einer Freigabestellung, in der der äußere Teil der Öffnung mit der Durchgangsöffnung fluchtet, um eine axiale Bewegung der Mutternanordnung entlang der Gewindestange zu ermöglichen, und einer Eingriffsstellung bewegbar ist, in der das Stangengewinde in Eingriff mit den Gewindegängen im Einsatz steht, und

mit einer Vorspanneinrichtung zwischen dem Einsatz und dem Körper, die den Einsatz in die Eingriffsstellung hinein vorspannt, dadurch gekennzeichnet , daß die Mutternanordnung (22) als Zwangsanschlag an einer Fräs-, Ständerbohr- oder anderen Maschine oder Vorrichtung verwendet wird, daß die Öffnung (48) in Axialrichtung des Einsatzes (26) langgestreckt ist, und daß die Gewindegänge (52) am inneren Ende (38) des Einsatzes (26) einen 180°- Eingriff mit. dem Gewinde auf der Stange (16) erlauben, um die Mutternanordnung (22) gegen eine Längsbewegung auf der Gewindestange (16) ohne Relativdrehung zwischen ihnen festzulegen, wenn der Einsatz (26) von der Vorspanneinrichtung (28) in die Eingriffsstellung gebracht worden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper (24) auf seiner Umfangsfläche mit einer Vielzahl von Teilungsmarkierungen (42) versehen ist, um eine Feinverstellung der Mutternanordnung (22) auf der Gewindestange (16) bei in der Eingriffsstellung befindlichem Einsatz (26) zu erleichtern.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das äußere Ende des Einsatzes (26) angenähert mit der Umfangsflache des Körpers (22) bündig abschließt, wenn der Einsatz (26) sich in der Eingriffsstellung befindet.