DD279528A1

DD279528A1 - SCREW SPINDLE GEAR WITH A FALL PROTECTION

Info

Publication number: DD279528A1
Application number: DD32502889A
Authority: DD
Inventors: Walter Brauer
Original assignee: Transform Roentgen Matern Veb
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1990-06-06
Also published as: DD279528B5; DE3932001C2; DE3932001A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schraubenspindelgetriebe mit einer Fallsicherung zur vertikalen Bewegung von Tischplatten, z. B. mit Patienten, oder von Maschinen, Geraeteteilen o. a., die bei Ausfall des tragenden Gewindes wirksam wird und eine Sicherheitsmutter die abstuerzende Last auffaengt. Die Loesung besteht darin, dass die Sicherheitsmutter erfindungsgemaess einen Aussenkonus besitzt, der in einen Gegenring mit Innenkonus im Fehlerfall hineinfaellt. Dabei erfolgt eine Deformierung der Sicherungsmutter, eine Reibungserhoehung zwischen Spindel und Sicherungsmutter und damit die Anzeige des Fehlers fuer das Bedienungspersonal. Eine Bruecke mit Mitnehmerlappen, die in Schlitze und Vertiefungen der Sicherheitsmutter und Spindelmutter bzw. getragenem Teil eingreift, haelt den gewuenschten Abstand und verformt sich nur im Fehlerfall. Der Ring mit Innenkonus ist ein separates Bauteil oder Bestandteil der Spindelmutter oder des zu tragenden Teiles.The invention relates to a screw drive with a fall arrester for vertical movement of table tops, z. As with patients, or machines, equipment parts o. A., Which is effective in case of failure of the bearing thread and a safety nut auffaengt the falling load. The solution is that the safety nut according to the invention has an outer cone, which falls into a counter-ring with inner cone in the event of a fault. This results in a deformation of the lock nut, a friction increase between the spindle and lock nut and thus the display of the error for the operator. A bridge with driving lugs, which engages in slots and depressions of the safety nut and spindle nut or supported part, keeps the desired distance and deforms only in case of failure. The ring with inner cone is a separate component or part of the spindle nut or the part to be supported.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schraubenspindelgetriebe, welches z. B. einen Tisch, eine Plattform, ein Maschinen- oder Gcräte'.dil stützt und antreibt und mit einer Sicherheitseinrichtung ausgestattet ist, die bei Versagen der tragenden Mutter des Schraubenspindelgetriebes wirksam wird, um eine Gefährdung von Personen und/oder Sachwerten durch die abstürzenden Tische, Plattformen bzw. ausschlagenden Maschinen- oder Geräteteile zu verhindern.The invention relates to a screw drive, which z. B. a table, a platform, a machine or Gcräte'.dil supports and drives and is equipped with a safety device that is effective in case of failure of the supporting nut of the screw drive, to endanger persons and / or property by the crashing tables , Platforms or ausschlagenden machine or equipment parts to prevent.

Characteristic of the known state of the art

Schraubenspindelgetriebe formen Drehbewegungen in translatorisch'.· Bewegungen um. Dabei nimmt die Spindelmutter axiale, vom bewegten Teil verursachte, Kräfte auf. Hierdurch verschk ßt allmählich das Gewinde der Spindelmutter bis es soweit ist, daß die Kräfte des Teils seinen Abriß oder seine Deformation bewirken und ein Absturz des Teils nicht mehr aufhaltbar ist. Die Bruchgefährdung der Spindelmutter ist erheblich größer als aie der Spindel, da ihre Gewindegänge eine dem Verhältnis von Länge des Muttergewindes zu Länge des Schraubenspindelgewindes entsprechende höhere spezifische Belastung aufnehmen müssen. Im Interesse einer gleitgünstigen Paarung von Spindelmuttor und Spindel hat der Werkstoff der Spindelmutter zudem die geringere mechanische Festigkeit. Der Verschleiß des Gewindes der Spindelmutter bleibt im allgemeinen verborgen. Erst der vollkommene Verschleiß macht sich in der bereits genannten Weise bemerkbar. Dann aber ist Pe.sonon- bzw. oder Sachschaden nicht mehr auszuschließen. Ein Beobachten des Verschleißvorganges an bestimmten Symptomen, z. B. am Setzhetrag der Spndelmutter, wird bei gekapselten oder gehäuseumgebenden Sch raubenspindelgetrieben erschwert oder unmöglich. Außerdem zeigen solche Symptome die noch vorhandene mechanische Sicherheitsreserve nicht verläßlich an, noch zwingen sie zum vorbeugenden Austausch der tragenden Mutter. Es sind Sicherheitsvorschriften bekannt (DIN IEC 601 Teil 1, VDE 0750 Teil 1, UL 187,5. Ausgabe) nach denen Einfachtragsysteme, z. B. mit Spindelmutter, Seil, Riemen und Kette ausgerüstete Systeme so auszuführen sind, daß eine Gefährdung ausgeschlossen ist. Sc werden mechanische Sicherheitseinrichtungen für Schraubenspindelgetriebe benutzt, die eine Sicherheitsmutter besitzen, die mit der tragenden Mutter des Schraubenspindelgetriebes auf der Spindel zusammenwirkt. Bei einigen Lösungen wrd dieses Zusammenwirken durch dreh- und axialstarre Kopplung Jer Sicherheitsmutter mit der tragenden Mutter erzielt (US-PS 3304794). Die Auswirkung geometrischer Fehler der Schraubenspindelgetriebeteile, z. B. durch Abweichung der Spindel von der Geradheit und daraus entstehende Nachteile für die Laufgüte des Schraubenspindelgetriebes, sind bei einigen dieser Lösungen durch ausreichendes Spiel zwischen Sicherheitsmutter und Spindel unterbunden. Vor allem soll dieses Spiel jedoch eine Belastung, das heißt eine Abnutzung der Sicherheitsmutter, ausschließen. Erst mit zunehmendem Verschleiß der tragenden Mutter kommt es zum Aufsetzen der Sicherheitsmutter auf das Gewinde der Spindel (DE-AS 1216641). Bei anderen Lösungen ist die Verbindung der Sicherheitsmutter mit der tragenden Mutter nicht starr, sondern sie läßt der Sicherheitsmutter eine begrenzte axiale und radiale Beweglichkeit (Lose). Auch die Lose kompensiert geometrische Fehler des Scliraubenspindelgetriebes und schließt die Belastung und damit Verschleiß der Sicherheitsmutter aus. Eine Belastung der Sicherheitsmutter durch Kraftwirkung des getragenen Teiles stellt sich nach dem Versagen oder bereits vor dem Versagen der tragenden Mutter ein. Es hängt davon ab, auf welches Maß die axiale Lose der Sicherheitsmutter eingestellt ist. Der wesentliche Nachteil der vorgenannten Lösungen ist, daß infolge des Verschleißes dio Sicherheitsmutter, entweder allein oder im Verband mit der tragenden Mutter, das Tragen und Bewegen des Teiles übernimmt. Die Sicherheitsmutter gewährleistet damit nicht absolute Sicherheit entsprechend den Vorschriften, sondern sie verlängert nur die Einsatzdauer des Systems. Es ist aber außer Betrieb zu setzen, wenn <1or 1. Fehlerfall eintritt. Es sind weiterhin Lösungen bekannt, wo nach Eintritt des Fehlerfalles eine Bremskraft durch eine zweite Mutter, die zunächst das fallende Teil auffängt, wirkt. Sie soll den Fehlerfall anzeigen und gegebenenfalls das Schraubenspindelgetriebe anhalten. Bekannt ist das Erzeugen einer Bremskraft durch Verkanten der Sicherheitsmutter an der Spindel. Die verkantende Kraft entsteht, indem als Folge des Fehlerfalles das getragene Teil auf einen Ausleger wirkt, der fest mit der Sicherheitsmutter verbunden ist. Hier ist die Bremskraft durch die Länge des Auslegers, die Gewindelänge der Sicherheit^,"'Ufer und das Gewindespiel zwischen Sicherheitsmutter und Spindel beeinflußbar. Mit langem Ausleger, kleinerer Gewindelänge und großem Gewindespiel sind größere Bremskräfte erreichbar.Screw spindle transmissions convert rotational movements into translational movements. The spindle nut absorbs axial forces caused by the moving part. As a result, gradually verschuß the thread of the spindle nut until it is so far that the forces of the part cause its demolition or deformation and a crash of the part is no longer possible. The risk of breakage of the spindle nut is considerably greater than the spindle, as its threads must accommodate a ratio of the length of the nut thread to the length of the screw thread corresponding higher specific load. In the interest of a slippery pairing of Spindelmuttor and spindle, the material of the spindle nut also has the lower mechanical strength. The wear of the thread of the spindle nut is generally hidden. Only the perfect wear is noticeable in the already mentioned way. But then it is no longer possible to exclude Pe.sonon damage or property damage. Observing the wear process on certain symptoms, eg. B. at the rate of the Spündelmutter, is encumbered or encircling Sch raube spindle drives difficult or impossible. In addition, such symptoms do not reliably indicate the remaining mechanical safety reserve, nor force them to preventively replace the pregnant mother. Safety regulations are known (DIN IEC 601 Part 1, VDE 0750 Part 1, UL 187.5 Edition) according to which single load systems, eg. B. equipped with spindle nut, rope, belt and chain systems are designed so that a risk is excluded. Sc mechanical safety devices are used for screw spindle transmission, which have a safety nut, which cooperates with the bearing nut of the screw drive on the spindle. In some solutions, this interaction is achieved by rotationally and axially rigid coupling with the safety nut to the supporting nut (US-PS 3304794). The effect of geometric errors of the screw spindle transmission parts, z. B. by deviation of the spindle from the straightness and resulting disadvantages for the running quality of the screw spindle gear, are prevented in some of these solutions by sufficient clearance between the safety nut and spindle. Above all, this game but a burden, that is a wear of the safety nut, exclude. Only with increasing wear of the bearing nut it comes to placing the safety nut on the thread of the spindle (DE-AS 1216641). In other solutions, the connection of the safety nut with the supporting nut is not rigid, but allows the safety nut limited axial and radial mobility (lots). The lots also compensate for geometric errors of the self-aligning spindle gearbox and exclude the load and thus wear of the safety nut. A load on the safety nut by the action of force of the carried part sets after the failure or even before the failure of the bearing nut. It depends on which dimension the axial looseness of the safety nut is adjusted. The main disadvantage of the aforementioned solutions is that as a result of the wear dio safety nut, either alone or in association with the bearing nut, carries and moving the part. The safety nut thus does not guarantee absolute safety according to the regulations, but it only prolongs the service life of the system. However, it should be put out of operation if <1or 1st error occurs. There are also known solutions, where after the occurrence of a fault, a braking force by a second nut, which initially intercepts the falling part acts. It should indicate the fault and, if necessary, stop the screw drive. It is known to generate a braking force by tilting the safety nut on the spindle. The canting force is created by acting as a result of the error case, the supported part on a boom which is firmly connected to the safety nut. Here, the braking force can be influenced by the length of the boom, the length of the thread, the length of the thread and the clearance between the locknut and the spindle.With a long boom, a smaller thread length and a large thread clearance, greater braking forces can be achieved.

Für Schraubenspindelgetriebe mit enger, z. B. teleskopisch wirkender Kapselung, ist diese Lösung nicht geeignet, da der Ausleger in die Kapselung nicht einbezogen werden kann. Ein Herausführen des Auslegers aus der Kapselung beeinträchtigt andererseits deren teleskopiscl 8 Funktion und bzw. oder beeinträchtigt andere Funktionen der Kapselung, zum Beispiel: Schutz vor Verschmutzung, Schutz vor Berührung, Schutz vor Schmiermittelverlust, Durchbrüche in der Kapselung für den Ausleger sind unter diesem Aspekt funktionswidrig. Ein außenliegender Ausleger müßte eine eigene Schutzabdeckung erhalten. Ein von der Kapselung unabhängiges Problem bilden die kraftübertragenden Glieder; Koppelglied (Brücke), Ausleger, Sicherhoitsmutter, Spindel. Zur Erzielung einer ausreichenden Bremswirkung sind von diesen Gliedern relativ große Kräfte aufzunehmen. So wird die Spindel durch das Verkanten der Sicherheitsmutter nachteilig auf Biegung beansprucht. Der Ausleger hat an der Verbindungsstelle mit der Sicherheitsrnutter seinen Maximdlquerschnitt, dem die Bauhöhe der Sicherheitsmutter entsprechen muß, die aber ein der Hebelwirkung des Auslegers entgegengerichtetes Moment verursacht. Zwar läßt sich dieses Gegenmoment durch Kürzung des Gewindes der Sicherheitsmutter verringern, es läßt sich jedoch nicht verhindern, daß die Bauhöhe der Sicherheitsmutter den Nutzweg der tragenden Mutter auf der Spindel verringert.For screw spindle with narrow, z. As telescopically acting encapsulation, this solution is not suitable because the boom can not be included in the enclosure. Extending the jib out of the enclosure on the other hand interferes with its telescopic function and / or interferes with other encapsulation functions, for example: protection against contamination, protection against contact, protection against loss of lubricant, breakthroughs in the enclosure for the jib are not functional under this aspect , An external boom would have to get its own protective cover. A problem independent of the encapsulation is the force-transmitting members; Coupling link (bridge), boom, safety nut, spindle. To achieve a sufficient braking effect of these members relatively large forces are absorbed. Thus, the spindle is adversely affected by the tilting of the safety nut on bending. The boom has its Maximdlquerschnitt at the junction with the safety nut, which must correspond to the height of the safety nut, but causes a leverage effect of the cantilever opposite moment. Although this counter-torque can be reduced by shortening the thread of the safety nut, it can not be prevented that the height of the safety nut reduces the useful travel of the bearing nut on the spindle.

Bei einer Lösung für ein Schraubenspindelgetriebe (DE-PS 1914050) arbeitet die tragende Mutter bis zu ihrem Ausfall mit gleichbleibendem günstigen Wirkungsgrad, während sich dann bei Ausfall eine plötzliche starke Verschlechterung ergibt. Diese Lösung bezieht sich allerdings auf ein Schraubenspindelgetriebe, dessen tragende Mutter über Kugeln auf den Gewindegängen der Spindel geführt ist. Die Sicherheitsmutter ist dreh- und axialstarr mit der (ragenden Mutter gekoppelt und hat gegenüber der Spindel großes Spiel, tin Fehlerfall bedeutet bei dieser Lösung: Aufheben des Betriebszustandes der Rollreibung und Einsetzen der Gleitreibung, das heißt Einsetzen des fehlerhaften Betriebszustandes. Es wird von der Annahme ausgegangen, daß der bei Gleitreibung schlechtere Wirkungsgrad des Schraubenspindelgetriebes diesen fehlerhaften Betriebszustand anzeigt. Ob diese Annahme tatsächlich zutrifft, insbesondere wenn der Antrieb des Schraubenspindelgetriebes durch Motorkraft erfolgt, ist fraglich.In a solution for a screw drive (DE-PS 1914050), the bearing nut works until its failure with constant favorable efficiency, while then results in a sudden sudden severe deterioration. However, this solution relates to a screw spindle gear, the supporting nut is guided over balls on the threads of the spindle. The safety nut is torsionally and axially rigidly coupled with the (protruding nut and has great play with the spindle, in this case the solution means: canceling the operating condition of the rolling friction and onset of sliding friction, that is to say starting the faulty operating condition The fact that the efficiency of the screw spindle drive, which is inferior during sliding friction, indicates this faulty operating state. Whether this assumption actually applies, in particular if the screw drive is driven by engine power, is questionable.

Object of the invention

Dieses besteht darin, bei einem Schraubenspindelgetriebe die Nachteile zu beseitigen, derart, daß das Auffangen des getragenen Teiles gewährleistet und der weitere Betrieb ausgeschlossen ist, wenn die tragende Mutter ausfällt, so daß eine weitere Nutzung des Schraubenspindelgetriebes nur nach Beheben des Fehlers möglich ist. Dabei soll die konstruktive Ausführung platzsparend und materialökonomisch sein.This is to eliminate in a screw drive the disadvantages, such that the collection of the carried part ensures and further operation is excluded if the supporting nut fails, so that a further use of the screw drive is only possible after correcting the error. The structural design should be space-saving and material-economical.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir*Schraubspindelgetriebe mit einer zuverlässig wirkenden Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die sowohl in eng gekapselten oder vo ι einem Gehäuse umgebenen als auch offenen Schraubenspindelgetrieben einsetzbar, vom Funktionsprinzip des Schraubenspindelgetriebes (Gewindegleitprinzip, Gewindewälzprinzip, Rollprinzip) unabhängig ist und die bei Normalbetrieb nur in Bereitschaft gehalten und an einer Kraftübertragung analog der tragenden Mutter nicht beteiligt und somit ein Verschleiß durch Reibung ausgeschlossen ist. Die Aufgabe wird bei einem Schraubenspindelgetriebe, bei dem eine tragende Spindelmutter und eine lose Spindelmutter als Sicherheitsmutter Anwendung findet, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sicherheitsmutter außen konisch gestaltet ist und in Richtung der Verjüngung des Konusses, im Abstand von mindestens einer Gewindesteigung ein Gegenstück nach Art eines Ringes mit Innenkcnus angeordnet ist, wobei die Paßflächen der Koni in Lastrichtung liegen. Dabei weist die Sicherheitsmutter in Achsrichtung mindestens einen Längsschlitz auf, in den ein Mitnehmerlappen einer Brücke eingreift, der über den Ring mit Innenkonus hinweg mit weiteren Lappen in Vertiefungen des heb- und senkbaren Geräteteils eingreift. Die Größe der Lappen, der Vertiefungen und des Schlitzes ist dabei so bemessen, daß das Spiel ihres Eingriffes eine Annäherung der Koni auf ein Maß kleiner als das Maß der Gewindesteigung nicht zuläßt und ihr Abstand im Normalfall, also ohne Abnutzungserscheinungen unveränderlich ist. Damit eine offensichtliche Kenntlichmachung des Fehlerfalles erfolgt, ist eine Verformbarkeit der Sicherheitsmutter vorteilhaft, um einen Andruck ihies Gewindes an das Gewinde der Spindel zu erzielen, durch den sich die Reibung im Gewindeeingriff so erhöht, daß ein Abbremsen der Spindel bis zu ihrem Stillstand erfolgt, was z. B. im Schlupf von Übertragungsgliedern des Antriebes oder im Antrieb selbst, deutlich wird.The invention has for its object to provide eir * Schraubspindelgetriebe with a reliable-acting safety device that can be used both in tightly encapsulated or vo ι a housing used and open screw drives, the operating principle of the screw drive (Gewindegleitprinzip, Gewindewälzprinzip, rolling principle) is independent and the held in normal operation only in readiness and not involved in a power transmission analogous to the bearing nut and thus wear due to friction is excluded. The object is achieved in a screw spindle gearbox in which a bearing spindle nut and a loose spindle nut is used as a safety nut, according to the invention, characterized in that the safety nut is conical outside and in the direction of tapering of the cone, at a distance of at least one thread pitch a counterpart to Art a ring is arranged with Innenkcnus, wherein the mating surfaces of the Koni lie in the load direction. In this case, the safety nut in the axial direction at least one longitudinal slot in which engages a Mitnehmerlappen a bridge, which engages over the ring with inner cone away with other lobes in recesses of the raised and lowered device part. The size of the lobes, the wells and the slot is dimensioned so that the game of their engagement does not allow an approximation of Koni to a level smaller than the degree of thread pitch and their distance is normal, so without signs of wear immutable. So that an obvious identification of the fault occurs, a deformability of the safety nut is advantageous in order to achieve a pressure ihies thread to the thread of the spindle through which the friction in the threaded engagement increases so that a deceleration of the spindle takes place to a standstill, which z. B. in the slip of transmission elements of the drive or in the drive itself, becomes clear.

Es ist vorteilhaft, daß mit Innenkonus ausgebildete Gegenstück der Sicherheitsmutter als ein Bauteil auszubilden, welches durch die mechanische Verbindung der Sicherheitsmutter mit der Spindelmutter bzw. dem getragenem Geräteteil in dem konstanten Abstand zur Sicherheitsmutter gehalten wird. Diese Halterung ist auch durch ein spezielles Bauteil, eine Brücke, möglich oder kann entfallen, wenn Ring mit Innenkonus und Spindelmutter oder Ring mit Innenkonus und getragenem Geräteteil ein Teil sind, aber durch die beim Fehlerfall entstehende feste Verbindung der Koni voneinander abreißen. Da der Ring mit Innenkonus nach Abriß (im Fehlerfall) ohne nennenswerten Widerstand mit der Sicherheitsmutter und der Spindel rotiert, bis der Antrieb ausgeschaltet wird, entfällt eine auf den Antrieb rückwirkende Belastung, durch den Schlupf im Antrieb oder Bruch eines Teiles im Antrieb, als ungefährlicher Fehlerfall, eintreten kann.It is advantageous that designed with inner cone counterpart of the safety nut as a component, which is held by the mechanical connection of the safety nut with the spindle nut or the supported device part at a constant distance to the safety nut. This holder is also by a special component, a bridge, possible or can be omitted if ring with inner cone and spindle nut or ring with inner cone and worn part of the device are a part, but tear off by the resulting in case of failure fixed connection Koni of each other. Since the ring with inner cone rotates after demolition (in case of failure) with no significant resistance with the safety nut and the spindle until the drive is turned off, eliminates a retroactive to the drive load, due to the slip in the drive or breakage of a part in the drive, as safe Error case, can occur.

Die Abrißstelle des Ringes mit Innenkonus wird durch eine Querschnittseinschnürung (Sollbruchstelle) - vorzugsweise als Ringnut ausgeführt - bestimmt. Je kleiner die Steigung der Koni ist, um so fester ist im Fehlerfall bekanntlich der Sitz der Koni ineinander. Der Andruck der Koni soll möglichst ungemindert als Andruck im Gewindeeingriff zur Wirkung kommen, was durch Minderung des Formwiderstandes der Sicherheitsmutter mit Hilfe von Längsschlitzen und dünner Wandung erzielt wird. Dabei wirkt der Andruck als spezifischer Flächendruck entsprechend der im Eingriff stehenden Konusfläche und kann durch gegenüberliegende, zweckmäßig gleichgroße Aussparungen (Verringerung der Fläche) erhöht werden. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, den Kegelwinkel zu vergrößern oder die zur Minderung des Formwiderstandes der Sicherheitsmutter nötigen Schlitze wegzulassen.The separation point of the ring with inner cone is determined by a Querschnittsseinschnürung (predetermined breaking point) - preferably designed as an annular groove - determined. The smaller the slope of the Koni is, the firmer is in the case of an error known to be the seat of the Koni into each other. The pressure of the Koni should come as undiminished as pressure in the threaded engagement effect, which is achieved by reducing the shape resistance of the safety nut by means of longitudinal slots and thin wall. In this case, the pressure acts as a specific surface pressure corresponding to the engaged conical surface and can be increased by opposing, suitably equal size recesses (reduction of the area). This results in the possibility to increase the cone angle or omit the necessary to reduce the shape resistance of the safety nut slots.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment and a drawing. In the drawing show:

Fig. 1: Vereinfachte Darstellung eines teleskopisch gekapselten Schraubenspindelgetriebes mit mechanischerFig. 1: simplified representation of a telescopically encapsulated screw spindle with mechanical

Sicherheitseinrichtung, bei dem ein getragenes Teil als Innenrohr des Teleskopes ausgeführt ist, im Normalbetrieb Fig. 2: Schraubenspindelgetriebe nach Fig. 1 nach dem Fehlerfall durch Ausbrechen des Gewindes Fig.3: Darstellung der Sicherheitsmutter in Draufsicht und Seitenansicht Fig.4: Darstellung der Brücke im Einbauzustand Fig. 5: Vereinfachte Darstellung wie Fig. 1, jedoch mit einem Konusring, der auf Grund einer Querschnittseinschränkung lösbarSafety device in which a supported part is designed as an inner tube of the telescope, in normal operation Fig. 2: Screw spindle gear according to Fig. 1 after the error case by breaking the thread Fig.3: Illustration of the safety nut in plan view and side view Fig.4: Illustration of the bridge in the installed state Fig. 5: Simplified view as in Fig. 1, but with a cone ring, due to a cross-sectional restriction solvable

Fig.6: Ausführung nach Fig.5 im Fehlerfall Fig.7: Vereinfachte Darstellung eines teleskopisch gekapselten Schraubenspindelgetriebes mit mechanischerFig.6: Embodiment of Figure 5 in case of error Fig.7: simplified representation of a telescopically encapsulated screw spindle with mechanical

Sicherheitseinrichtung im Normalbetrieb mit separatem Konusring Fig.8: Ausführung nach Fig.7 im Fehlerfall Fig.9: Vereinfachte Darstellung eines nicht gekapselten Schraubenspindelantriebes mit mechanischer Sicherheitseinrichtung, in NormalbetriebSafety device in normal operation with separate conical ring Fig. 8: Embodiment according to Fig. 7 in the event of a fault Fig. 9: Simplified illustration of an unsealed screw spindle drive with mechanical safety device, in normal operation

Fig. 10: Weitere Ausführungsform der Sicherheitseinrichtung in Normalbetrieb Fig. 11: Ring 8 mit Innenkonus 14 und 2 Ausnehmungen 16.FIG. 10: Further embodiment of the safety device in normal operation FIG. 11: Ring 8 with inner cone 14 and 2 recesses 16.

Die Fig. 1 zeigt ein teleskopisch gekapseltes Schraubenspindelgetriebe mit einer Sicherheitsmutter 1, einer tragenden Spindelmutter 2, einer Spindel 3, wobei die Sicherheitsmutter 1 durch eine Brücko 4 auf Abstand zur Spindelmutter 2 gehalten wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß das zu tragende Tail am Innenrohr 5 des Teleskopes angreift, während am Außanrohr 6Fig. 1 shows a telescopically encapsulated screw spindle transmission with a safety nut 1, a supporting spindle nut 2, a spindle 3, wherein the safety nut 1 is held by a Brücko 4 at a distance from the spindle nut 2. The arrangement is such that the tail to be supported on the inner tube 5 of the telescope engages while on the outer pipe. 6

sich ein Motorantrieb befindet, angedeutet durch ein stilisiertes Lager und ein Antriebsrad 7 und eine Drehbewegung auf die Spindel 3 überträgt. Aufgabe ist es, die Sicherheitseinrichtung für das Schraubenspindelgetriebe bei Normalbetrieb nur in Bereitschaft zu halten und an einer Kraftübertragung analog der tragenden Spindelmutter 2 nicht zu beteiligen und somit auch keinen Verschleiß durch Reibung zu bewirken, der nennenswert ist. Das hat den Vorteil, daß die Sicherheitsmutter 1 die Beanspruchungen eines Kehlerfalles uneingeschränkt aufnehmen kann, da ihr Gewinde noch voll tragfähig geblieben ist. Die Bereitschaft der Sicherheitsmutter 1 besteht darin, daß sie mit der Spindelmutter 2 bzw. mit dem getragensn Teil gekoppelt ist. Die Kopplung soll eine freie axiale Relativbewegung zwischen Spindelmutter 2 bzw. dem getragenen Teil und der Sicherheitsmutter 1 in der Weise zulassen, daß Setzbewegungen der Spindelmutter 2, ein axiales Andrücken der Sicherh6itsmutter 1 auf dem Gewinde der Spindel 3 ausschließen. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn das Maß dieser freien axialen Relativbewegung mindestens so groß ist, wie die Steigung des Gewindes. Nach einem Setzen der Spindelmutter 2 um das Maß ihrer Gewindesteigung ist zu erwarten, daß ihre Schraub- und Stützfunktion eingestellt ist, d. h. der Fehlerfall eintritt. Jetzt soll die mechanische Sicherheitseinrichtung das getragene Teil selbst stützen. Die bislang von der tragenden Spindelmutter 2 gewährleistete SchrHubenfunktion soll jedoch dabei ausgeschlossen werden, so daß auch die damit verbundene Verschleißbeanspruchung der Sicherheitsmutter 1 entfällt.there is a motor drive, indicated by a stylized bearing and a drive wheel 7 and a rotary motion on the spindle 3 transmits. The object is to keep the safety device for the screw spindle gear in normal operation only in readiness and not to participate in a power transmission analogous to the supporting spindle nut 2 and thus also to cause no wear due to friction, which is worth mentioning. This has the advantage that the safety nut 1 can absorb the stresses of a Kehlerfalles unrestricted, since their thread is still fully sustainable. The readiness of the safety nut 1 is that it is coupled to the spindle nut 2 and with the getragensn part. The coupling is to allow a free relative axial movement between the spindle nut 2 and the supported part and the safety nut 1 in such a way that settling movements of the spindle nut 2, an axial pressing the Sicherh6itsmutter 1 on the thread of the spindle 3 exclude. This condition is met if the degree of this free axial relative movement is at least as great as the pitch of the thread. After setting the spindle nut 2 by the extent of its thread pitch is to be expected that their screw and support function is set, d. H. the error occurs. Now, the mechanical safety device is supposed to support the carried part itself. The previously guaranteed by the supporting spindle nut 2 SchrHubenfunktion should, however, be excluded, so that the associated wear stress of the safety nut 1 is eliminated.

Der Anschluß soll durch ausreichenden Bremsdruck im Gewindeeingriffsbereich erzwungen werden. Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt. Nach Ausbrechen des Gewindes der Spindelmutter 2 setzt der Innenkonus 14 eines Ringes 8 auf den Außenkonus der Sicherheitsmutter 1 auf. Die Transformation des Auffangstoßes bzw. der Stützkraft in den erforderlichen Bremsdruck soll nach dem bekannten Prinzip des Spannkegels erfolgen, indem die Spindelmutter 2 bzw. das mit dem Innenrohr 5 in Verbindung stehende getragene Teil den Ring 8 mit Innenkonus 14 gegen den Außenkonus der Sicherheitsmutter 1 drückt. Durch Nachgiebigkeit des Materials der Sicherheitsmutter 1 gegenüber den radialen Kraftkomponenten aus dem Kegelsystem, wird ihr Gewinde gegen das Gewinde der Spindel 3 gedrückt und so ein Kraftschluß mit dieser erzeugt. Diesem Spannungsprinzip kommt eine möglichst dünnwandige Ausführung der Sicherheitsmutter 1 entgegen, da hierdurch ihre Nachgiebigkeit gegenüber den andrückenden Kräften vergrößert und eine völlige Umsetzung der vom Kegelsystem eingeleiteten radialen Kräfte in Bremsdruck möglich ist. Eine Darstellung der Sicherheitsmutter 1 mit vier Schlitzen 9 in Längsrichtung ist in zwei Ansichten in Fig. 3 gezeigt. Andererseits wird im Sinne der Aufgabenstellung das radiale Baumaß der mechanischen Sicherheitseinrichtung ebenso wie durch den Effekt eines konzentrisch-symmetrischen Kraftflusses bis zur Spindel 3 erheblich reduziert. Diesss ermöglicht die Anwendung der mechanischen Sicherheitseinrichtung auch bei ungünstigen Platzverhältnissen. Beim angewendeten Spannprinzip auf Basis von Kegeln sind Bremskräfte, die ein Vielfaches der Stützkraft bzw. des Auffangstoßes botragen, realisierbar.The connection should be enforced by sufficient brake pressure in the threaded engagement area. This case is shown in FIG. After breaking out of the thread of the spindle nut 2, the inner cone 14 of a ring 8 sets on the outer cone of the safety nut 1. The transformation of the collision shock or the supporting force in the required brake pressure should be carried out according to the known principle of the clamping cone by the spindle nut 2 and the associated with the inner tube 5 supported part presses the ring 8 with inner cone 14 against the outer cone of the safety nut 1 , By compliance of the material of the safety nut 1 against the radial force components from the cone system, their thread is pressed against the thread of the spindle 3 and so generates a frictional connection with this. This voltage principle is a possible thin-walled design of the safety nut 1 against, as this increases their compliance with the pressing forces and a complete implementation of the conical introduced by the radial forces in brake pressure is possible. An illustration of the safety nut 1 with four slots 9 in the longitudinal direction is shown in two views in Fig. 3. On the other hand, the radial dimension of the mechanical safety device as well as the effect of a concentric-symmetrical power flow to the spindle 3 is significantly reduced in the sense of the task. Diesss allows the use of mechanical safety device even in unfavorable space conditions. When applied clamping principle based on cones braking forces that a multiple of the support force or the Aufstoßstoßes afford, feasible.

Eine weitere Aufgabe ist es, auszuschließen, daß die Kopplung der Spindelmutter 2 bzw. des getragenen Teils am Innenrohr 5 und der Sicherheitsmutter 1 bei Eintritt des Fehlerfalles die Notfunktion behindert. Die Kopplung soll deshalb durch den Fehlerfall und seine Konsequenzen beseitigt werden. Außerdem soll das Koppelglied, die Brücke 4, ebenfalls dem platz- und massesparenden Prinzip entsprechen. Die Brücke 4, die bei Normalfunktion die unbelastete Sicherheitsmutter 1 auf der Spindel 3 mitführt, also keine Kräfte aufzunehmen hat, ist in leichter Bauweise ausführbar. Sie ist in Fig.4 dargestellt, besitzt Mitnehmerlappen 10, die biegsam ausgeführt sind, um bei der Montage der mechanischen Sicherheitseinrichtung nach Einstellung der bei Normalfunktion notwendige Distanz der Koni ein Einstemmen der Mitnehmerlappen 10 in radiale Schlitze der Sicherheitsmutter 1 bzw. in Vertiefungen 11 der Spindelmutter 2 zu ermöglichen. Damit ist die Kopplung hergestellt. Die Biegsamkeit der Mitnehmerlappen 10 sichert, daß sie im Fehlerfall durch Kollision an der Sicherheitsmutter 1 infolge Setzbewegungen aus- oder eingebogen werden oder, wenn die radialen Schlitze in Richtung der Selbstbewegung offen sind, aus¹ diesen heraustreten. In beiden Fällen ist dann die Kopplung selbsttätig gelöst.Another object is to preclude that the coupling of the spindle nut 2 and the supported part on the inner tube 5 and the safety nut 1 obstructs the emergency function when the fault occurs. The coupling should therefore be eliminated by the error case and its consequences. In addition, the coupling member, the bridge 4, also correspond to the space and mass saving principle. The bridge 4, which carries the unloaded safety nut 1 on the spindle 3 in normal function, so has to absorb any forces can be executed in a lightweight design. It is shown in Figure 4, has Mitnehmerlappen 10, which are designed to be flexible in order to install the mechanical safety device after adjustment of the necessary distance at normal function Koni a caulking the driver lugs 10 in radial slots of the safety nut 1 and in recesses 11 of To enable spindle nut 2. Thus, the coupling is made. The flexibility of the Mitnehmerlappen 10 ensures that they are off in case of failure by collision on the safety nut 1 as a result of settling movements or inflected, or, if the radial slots are open in the direction of self-movement, from this ¹ emerge. In both cases, the coupling is then solved automatically.

Es wird davon ausgegangen, daß nach Eintritt des Fehlerfalles eine feste Verbindung zwischen den Koni entsteht. Das entspricht einer Blockierung der Bewegung mit augenblicklicher Rückwirkung bis zum Antrieb 7. Diese Blockierung kann unberechenbare bzw. unerwünschte Folgen haben, obwohl die primäre Sicherheitsfunktion, also der Schutz vor Personen, gewährleistet ist. Die Blockierung und das Ansprechen eines Notsystems kann deshalb als sekundärer Fehlerfall angesehen werden, dem eine sekundäre Sicherheitsfunktion folgen muß. Nach der bisherigen Zielstellung wird die Sicherheitsfunktion von einem Notsystem erfüllt, das kein funktioneller Bestandteil der mechanischen Sicherheitseinrichtung ist.It is assumed that after the occurrence of a fault, a firm connection between the Koni arises. This corresponds to a blocking of the movement with instant feedback to the drive 7. This blockage can have unpredictable or undesirable consequences, although the primary safety function, ie the protection against persons, is guaranteed. The blocking and the response of an emergency system can therefore be regarded as a secondary fault, which must be followed by a secondary safety function. According to the previous objective, the safety function is fulfilled by an emergency system, which is not a functional part of the mechanical safety device.

Für eine weitere Ausführungsstufe der mechanischen Sicherheitseinrichtung gilt das Ziel, der sekundären Sicherheitsfunktion ebenfalls das mechanische Prinzip zugrunde zu legen und sie so ir die mechanische Sicherheitseinrichtung zu integrieren. Diese Lösungen sind in den folgenden Figuren dargestellt. Die Fig. 5 und Fig.6 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines teleskop isch gekapselten Schraubenspindelgetriebes, bei dem das getragene Teil mit dem Innenrohr 5 in Verbindung steht im Normalbetrieb, in Fig.6 im Fehlerfall. Der Innenkonus 14 des Ringes 8 ist ebenfalls, wie bisher, aus einem Stück mit der tragenden Spindelmutt«r 2. Die Lösung erfolgt durch Ausbildung einer Sollbruchstelle 12 zwischen dem Funktionselement Ring 8 und der Spindelmutter 2. Der Sollbruch an dieser definierten Querschnittseinschnürung wird durch das aus der Blockierung resultierende Torsionsmoment und bzw. oder durch den Auffangstoß herbeigeführt. Nach Abriß des Ringes 8 üben die Flächen 13 an der Sollbruchstelle 12 Spur- und Stützfunktion aus. Der Fehlerfall zeigt sich im Ausbleiben der translatorischen Abiriebsbewegung bei trotzdem laufendem Antriebsrad 7.For a further execution stage of the mechanical safety device, the aim of the secondary safety function is also based on the mechanical principle and to integrate so ir the mechanical safety device. These solutions are shown in the following figures. 5 and 6 shows a simplified representation of a telescopically encapsulated screw spindle transmission, in which the supported part is in communication with the inner tube 5 in normal operation, in Fig.6 in case of failure. The inner cone 14 of the ring 8 is also, as before, in one piece with the supporting Spindelmutt «r 2. The solution is done by forming a predetermined breaking point 12 between the functional element ring 8 and the spindle nut 2. The predetermined breaking at this defined Querschnittsseinschnürung is resulting from the blocking torsional moment and / or brought about by the collecting shock. After demolition of the ring 8, the surfaces 13 exercise at the breaking point 12 track and support function. The error case shows up in the absence of the translational Abiriebsbewegung with still running drive wheel. 7

Eine weitere Ausführungsvariante ist in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt. Dort ist der Ring 8 mit Innenkonus 14 separat und liegt stirnseitig am Körper der Spindelmutter 2 an, indem er durch die Brücke 4 in dieser Lage, sozusagen in Axialhalterung 15 gehalten wird. Bei dieser Lösung entfällt ein Torsionsmoment, wie es bei der zuvor erläuterten Ausführungsstäbe zum Abriß des Ringes (8) notwendig ist. Es gibt also hier keinen sekundären Fehlerfall, die Notfunktion ist ein unmittelbar der primären Sicherheitsfunkticn nachfolgendes Ereignis. Der Fehlerfall ist in Fig.8 gezeigt. Fig. 9 zeigt ein Schraubenspindelgetriebe mit Sicherheitseinrichtung, bei dem das getragene Teil als Schlitten bzw. Wagen ausgebildet ist, beispielsweise als Hubtisch zur Patientenlagerung, im Normalbetrieb. Die Bauanordnung der Spindelmutter 2 und der mechanischen Sicherheitseinrichtung ist hierbei so, daß der Ring 8 mit Innenkonus 14 aus einem Stück mit dem getragenen Teil besteht bzw. mit ihm unlösbar verbunden ist. In Fig. 10 ist der Ring8 ein gegenüber dem getragenen Teil frei bewegliches Element, was von der Brücke 4 gehalten wird. In beiden Fällen hält ebenfalls die Brücke 4 auch die Sicherheitsmutter 1 auf Distanz.A further embodiment variant is shown in FIGS. 7 and 8. There, the ring 8 with inner cone 14 is separate and is the front side on the body of the spindle nut 2 by being held by the bridge 4 in this position, so to speak in Axialhalterung 15. In this solution eliminates a torsional moment, as it is necessary for the demolition of the ring (8) in the previously explained execution bars. So there is no secondary error case here, the emergency function is an event directly following the primary safety function. The error case is shown in FIG. Fig. 9 shows a screw drive with safety device, in which the supported part is designed as a carriage or carriage, for example as a lifting table for patient positioning, in normal operation. The construction of the spindle nut 2 and the mechanical safety device is in this case such that the ring 8 with inner cone 14 consists of one piece with the carried part or is inextricably linked to it. In Fig. 10, the ring 8 is a member movable against the supported member, which is held by the bridge 4. In both cases, the bridge 4 also holds the safety nut 1 at a distance.

Die Ausführungsformen mit lösbarem Ring 8, insbesondere mit losem Ring 8, sind geeignet, axiale Wälzkörper bzw. einen axialen Wälzring in der Querschnittseinschnürung an der Sollbruchstelle 12 zwischen dem Körper der Spindelmutter 2 oder dem getragenen Teil und dem Ring 8 aufzunehmen. Dieser ist in Fig. 11 mit dem Innenkonus 14 und zwei Ausnehmungen 16 in Draufsicht und im Schnitt dargestellt.The releasable ring embodiments 8, in particular with the loose ring 8, are adapted to receive axial rolling elements or an axial rolling ring in the cross-sectional constriction at the predetermined breaking point 12 between the body of the spindle nut 2 or the supported part and the ring 8. This is shown in Fig. 11 with the inner cone 14 and two recesses 16 in plan view and in section.

Die Erfindung ist auch bei Schraubenspindelgetrieben anwendbar, bei denen nicht die Spindelmutter, sondern die Spindel translatorisch bewegt wird, das heißt, daß die Antriebsräder in diesem Fall die Spindelmutter antreiben.The invention is also applicable to screw drives in which not the spindle nut, but the spindle is translationally moved, that is, that the drive wheels drive the spindle nut in this case.

Claims

1. Schraubenspir delgetriebe with a fall arrester, in which a supporting spindle nut and a loose Spindelrpütter (safety nut) are arranged at a certain distance on a staggered by a drive spindle, such that in case of failure of the supporting thread din load or force of the Device parts is taken over by the security nut and by simultaneously changing the bet; Signaling of the fault occurs, characterized in that the safety nut (1) is conically formed on the outer circumference, in the direction of tapering of the cone at a distance of at least one thread pitch a counterpart in the manner of a ring (8 ) is arranged with inner cone (14), wherein the mating surfaces of the Koni are in the load direction and the safety nut (1) in the axial direction at least one slot (9) into which a Mitnehmerlappen (10) engages a bridge (4), via the Ring (8) with inner cone (14) away with other driver lugs (10) in recesses (11) of the raised and lowered device part engages, wherein the Mitnehmerlappen (10), the recesses (11) and the slot (9) are so dimensioned that the play of their engagement allows an approximation of the coni only to a measure equal to or greater than the degree of thread pitch, the distance of the coni substantially unchanged is derlich and the shape of the safety nut (1) through the slot (9) and its design with a thin wall so yielding that in case of failure, the inwardly directed force component, the wall of the safety nut (Dan the spindle (3) presses.

2. Screw spindle transmission according to claim 1, characterized in that the inner cone (14) and the spindle nut (2) consist of one piece, or that the counterpart of the safety nut (1) in the manner of a ring (8) with inner cone (14) rigid is attached to the spindle nut (2).

3. Screw spindle transmission according to claim 2, characterized in that there is a cross-sectional narrowing as predetermined breaking point (12) between the thread of the spindle nut (2) and the inner cone (14).

4. Screw spindle transmission according to claim 1, characterized in that the inner cone (14) is rigidly mounted on the worn device part.

5. Screw spindle transmission according to claim 4, characterized in that there is a cross-sectional narrowing between the inner cone (14) and the supported device part as a Solibruchstelle (12).

6. Screw spindle transmission according to claims 1 to 4, characterized in that the contact surfaces of the conical is reduced by two opposite congruent recesses (15) in the ring (8) or on the safety nut (1) that the slots (9) for Reduction of the dimensional stability of the safety nuts (1) by an increased deformability due to the transition from surface-to-line deformation load of the safety nut (1) is unnecessary.

7. Screw spindle transmission according to claim 1 to 4, characterized in that the Mitnehmerlappen (10) of the bridge (4), which engage in the slots (9), have low stiffness and are flexible by low forces.

8. Screw spindle transmission according to claim 1 frs 4, characterized in that the pitch of the Mitnehmerlappen (10), which engage in the slots (S), at the periphery of the bridge (4) equal to the pitch of the slots (9) on the circumference of the safety nut ( 1).

9. Screw lock ''! Gear according to claim 1, characterized in that an axial support (16) rests against the ring (8).

10. Screw spindle transmission according to claim 1 to 4, characterized in that depressions (11) for receiving driver lugs (10) on the circumference of the spindle nut (2) are located.

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