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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung für eine Hubvorrichtung und eine Hubvorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Zum Aufbocken schwerer Lasten wie Kraftfahrzeuge oder Flugzeuge sind Hubvorrichtungen mit Haltevorrichtung und Absturzsicherung bekannt. Aus dem Stand der Technik sind hierzu Anordnungen bekannt, bei denen zwischen den Gewindegängen einer Sicherungsmutter und einer Spindel Kugeln zur Übertragung der Gewindedrehung vorgesehen sind.
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Die
EP 0 866 025 B1 offenbart eine gattungsgemäße Hubvorrichtung, bei der eine als leichtgängiges Bewegungsglied ausgebildete Kolbenstange eines Hydraulikzylinders über eine Vielzahl von in den Gewindegängen angeordneten Kugeln mit einer Fangmutter in Eingriff steht und durch diese gesichert ist. Die Fangmutter ist ihrerseits in einem Stellring gelagert, der über an dem Hydraulikzylinder fest montierte Stellglieder axial verschiebbar ist. Eine um die Kolbenstange angeordnete Führungsbuchse weist eine Reibfläche auf und fungiert als Bremselement für eine an der Fangmutter festgelegte Gegenreibscheibe.
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In der
EP 0 297 864A1 ist eine Keilfläche beschrieben, die durch einen geneigt zur Spindelachse in der Sicherungsmutter verlaufenden Kanal gebildet ist, in dem sich eine Kugel befindet. Im Fall eines Verschleißes oder Bruchs wird die Metallkugel durch die Keilfläche nach innen und in Beaufschlagung mit dem Spindelgewinde gebracht, wodurch eine Kugelklemmung und somit eine Absturzsicherung erzielt wird.
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Die
DE 29 48 210 A1 offenbart eine Sicherungsvorrichtung mit radial beweglich federvorgespannten kugelförmigen Eingriffsteilen, die in Führungsbohrungen einer Verlängerung der Tragmutter gelagert sind und in vertikale Längsnuten eines Außenumfangs einer Sicherheitsfangmutter eingreifen, die mittels Schraubenfedern gegenüber der Tragmutter abgestützt ist. Dies bewirkt eine Arretierung der Sicherheitsfangmutter in Bezug auf die Tragmutter in beiden Drehrichtungen im Normalbetrieb, während die Längsnuten bei Gewindebruch oder Gewindeverschleiß im Bereich der Tragmutter bzw. der Spindel zu Zwecken der Absturzsicherung eine Abwärtsbewegung der Sicherheitsfangmutter zusammen mit der Spindel ermöglichen. Die Abwärtsbewegung ist durch ein Scheibenkugellager der Tragmutter begrenzt, auf welches sich die Sicherheitsfangmutter bei zusammengedrückten Schraubenfedern aufsetzt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausgehend hiervon wird erfindungsgemäß eine Sicherungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 3 sowie eine Hubvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 bzw. 9 vorgeschlagen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, in einer Sicherungsvorrichtung für eine Hubeinrichtung eine Selbsthemmung einer Sicherungsmutter der Sicherungsvorrichtung durch in Eingriff mit einem Außengewinde einer Gewindespindel der Hubeinrichtung bringbare und in Eingriffsrichtung elastisch vorgespannt radial verstellbar angeordnete Wälzelemente während des regulären Hubbetriebs der Hubvorrichtung aufzuheben.
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Die erfindungsgemäßen Wälzelemente können als Kugeln oder Rollen ausgestaltet sein. Zur Aufnahme der Wälzelemente in der Sicherungsmutter können entsprechend ausgestaltete Wälzelementträger (Trägerkörper) vorgesehen sein. In der Sicherungsmutter können durchgehende Ausnehmungen vorgesehen sein, durch die sich die Wälzelemente zum Erzielen eines Eingriffs mit dem Außengewinde der Gewindespindel erstrecken können.
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Die Sicherungsmutter kann in einer Führungseinrichtung angeordnet sein. Zum Anheben der Sicherungsmutter können Aktoren vorgesehen sein. Bspw. sind die Aktoren mit der Führungseinrichtung der Sicherungsmutter verbunden, wobei die Verbindung zwischen Aktoren und Führungseinrichtung schwimmend ausgebildet sein kann. Die Anordnung der Sicherungsmutter der Führungseinrichtung kann mittels radialgelagerter Führungsrollen erfolgen. Die Führungseinrichtung kann bspw. als Käfig ausgestaltet sein. Die Aktoren können bspw. fest an einem Gehäuse der Hubeinrichtung angebracht sein; alternativ können die Aktoren auch fest an der Führungseinrichtung der Sicherungsmutter angebracht sein und schwimmend mit dem Gehäuse der Hubeinrichtung verbunden sein.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Die zur Veranschaulichung dienenden Darstellungen in den Figuren haben stark schematischen und teilweise piktogrammartigen Charakter und sind nicht maßstabsgetreu.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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- 1 zeigt ausschnittsweise eine Seitenansicht einer Hubeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung in festgelegtem bzw. gesichertem Zustand.
- 2 zeigt die Hubeinrichtung der 1 in gelöstem Zustand.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung.
- 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ringkäfig der Sicherungsvorrichtung der 3.
- 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Sicherungsmutter der Sicherungsvorrichtung der 3.
- 6 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Wälzelement in der Sicherungsmutter der 5 im Eingriff mit einem Außengewinde einer Gewindespindel.
- 7 bis 9 veranschaulichen anhand stark schematischer Darstellungen die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung.
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Ausführliche Beschreibung
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Gleiche und ähnliche in den einzelnen Figuren dargestellte Merkmale sind mit gleichen bzw. gestrichenen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt ausschnittsweise eine Seitenansicht einer Hubeinrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 30. Die Hubeinrichtung 10 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Dreibockheber ausgebildet, wie sie bspw. zum Anheben von Flugzeugen, Hubschraubern o.dgl. bekannt sind. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Hubeinrichtung auch in anderen Bereichen, wie bspw. zum Anheben von Hubbühnen usw. Verwendung finden.
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Die Hubeinrichtung 10 umfasst ein Gestell 12 mit drei Stützbeinen 14, von denen darstellungsbedingt in den 1 und 2 lediglich zwei Beine zu sehen sind. Die drei Stützbeine 14 tragen in an sich bekannter Art und Weise einen im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Hubzylinder 16. In dem Hubzylinder 16 ist ebenfalls in an sich bekannter Art und Weise eine als Gewindespindel 18 ausgebildete Kolbenstange geführt, die vertikal ein- und ausfahrbar ist. Die Gewindespindel 18 weist ein in den 1 und 2 nicht näher dargestelltes Außengewinde 20 auf (vgl. auch 6). Das Außengewinde 20 ist als leichtgängiges Bewegungsgewinde ausgebildet. Ein oberer Abschluss des Kolbens 18 ist als Lastaufnahmeelement 22 zum Eingriff mit einem Lastaufnahmepunkt an dem zu erhebenden Objekt (Flugzeug o.dgl.) ausgebildet.
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Die Hubeinrichtung 10 umfasst des Weiteren eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung 30 einer Sicherungsmutter 32, die mit einem Innengewinde 34 in das Außengewinde 20 der Gewindespindel 18 eingreift (vgl. auch 5 und 6 immer zu). Das Außengewinde 20 und das Innengewinde 34 sind bspw. als Trapezgewinde ausgestaltet und bilden ein selbsthemmend ausgestaltetes Sicherungsgewinde. Bei einem Hochfahren oder Herunterfahren der Kolbenstange 18 erfolgt eine selbsttätige Drehung der Sicherungsmutter 32, wie nachstehend noch ausführlicher erläutert wird.
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In der in 1 dargestellten Situation liegt die Sicherungsmutter 32 mit einer Anschlagfläche 36 auf einem zugeordneten Anschlagelement 17 der Hubeinrichtung 10 auf. Das Anschlagelement 17 kann wie dargestellt an dem Hubzylinder 16 in einem Bereich stirnseitig um den Austritt des Kolbens 18 ausgebildet sein. In dieser Situation kann sich die Gewindespindel 18 vorerst nicht mehr in Richtung des Hubzylinders 16 bewegen und die gewählte Relativposition von Gewindespindel 18 und Hubzylinder 16 ist gesichert.
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Anschlagelement 17 und Anschlagfläche 36 sind so ausgebildet, dass sie eine reibschlüssige Anlage bilden. Das Anschlagelement 17 kann bspw. als sich stirnseitig außenliegend an dem Hubzylinder 16 radial erstreckende Reibfläche ausgebildet sein, und die Anschlagfläche 36 der Sicherungsmutter 32 kann entsprechend als ebenfalls sich radial erstreckende Gegenreibscheibe ausgebildet sein. Letztere kann direkt an der Fangmutter oder als separates Bauteil ausgebildet sein. Wesentlich ist nur, dass die Anschlagfläche 36 weitgehend starr, d.h. drehfest mit der Sicherungsmutter 32 ausgebildet ist. Zur Unterstützung der Bremswirkung kann das als Bremselement wirkende Anschlagelement 17 und/oder die Anschlagfläche 36 mit einem speziellen Bremsbelag versehen sein.
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2 zeigt die Hubeinrichtung 10 mit der Sicherungsmutter 32 in einer angehobenen Position. Hierzu ist die Fangmutter 32 gegenüber dem Hubzylinder 16 axial verstellbar angeordnet, wozu sie wie dargestellt in einer Führungseinrichtung 40 gelagert sein kann (vgl. auch 3). Die Lagerung kann gemäß der dargestellten Ausführungsform mittels Führungsrollen 38 erfolgen, die entlang eines Außenumfangs 33 der Fangmutter 32 angeordnet sein können (außenliegende Führungsrollen). Die Rotationsachsen 39 der Führungsrollen 38 sind im Wesentlichen radial zu dem Körper der Fangmutter 32 angeordnet (vgl. auch 5). Die Rotationsachsen 39 der Führungsrollen 38 sind zudem im Wesentlichen in einer Ebene liegend angeordnet (vgl. 5). Die Führungsrollen 38 stellen den Kontakt zwischen der Sicherungsmutter 32 und dem Ringkäfig 40 her. Die Führungsrollen 38 können bspw. regelmäßig umlaufend um den Ringkäfig 40 verteilt angeordnet sein, bspw. wie dargestellt drei Führungsrollen 38 jeweils um 120° versetzt und wie voranstehend angedeutet mit ihren Rotationsachsen 39 in einer Ebene liegend.
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Die Führungseinrichtung 40 kann wie dargestellt ringförmig ausgebildet sein, und sie kann bspw. die Sicherungsmutter 32 umlaufend umgebend ausgebildet sein. Die Führungseinrichtung 40 kann in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Ringkäfig bezeichnet werden. Die Führungseinrichtung 40 umfasst ein unteres Kreisringelement 42, das zumindest abschnittsweise als Auflage- und Lauffläche für die Führungsrollen 38 ausgebildet ist.
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Die Führungseinrichtung 40 umfasst des Weiteren ein oberes Kreisringelement 44, das im Wesentlichen parallel beabstandet zu dem unteren Kreisringelement 42 angeordnet und mit diesem mittels Abstandsstäben 43 fest verbunden ist. Das obere Kreisringelement 44 ist mit einer zu dem unteren Kreisringelement 42 weisenden Fläche ebenfalls zumindest abschnittsweise als Auflage- und Lauffläche für die Führungsrollen 38 ausgebildet.
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In dem Zwischenraum zwischen oberem und unterem Kreisringelement können Verkleidungselemente 46 vorgesehen sein. Die Verkleidungselemente 46, bspw. Verkleidungsbleche, dienen einmal zur Sicherheit zur Vermeidung von Berührungen der sich drehenden Sicherungsmutter. Die Verkleidungselemente 46 können darüber hinaus auch derart ausgestaltet sein, dass sie zu einer Zwangsführung der Führungsrollen 38 dienen.
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Zum Anheben der Führungseinrichtung 40 und somit der darin gelagerten Sicherungsmutter 32 sind Aktoren 50 vorgesehen, mittels welcher die Führungseinrichtung 40 vorzugsweise schwimmend an der Hubeinrichtung 10, bspw. an dem Zylinder 16, angeordnet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Aktoren 50 fest an einer Außenwandung des Hubzylinders 16 angebracht und mittels Stellgliedern 52 mit dem unteren Kreisringelement 42 verbunden, das hierzu bspw. geeignete Bohrungen aufweisen kann.
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Die Betätigungsrichtung der Aktoren 50 bzw. deren Stellglieder 52 ist im Wesentlichen axial, d.h. parallel zu den Längsachsen von Hubzylinder 16 und Sicherungsmutter 32. Die Aktoren 50 können bspw. wie dargestellt als Pneumatikzylinder ausgebildet sein, die einen Zylinderkörper 54 aufweisen, in dem die als Kolben ausgebildeten Stellglieder 52 geführt sind. Zur Ausgestaltung der schwimmenden Lagerung des Ringkäfigs 40 können geeignete elastische bzw. federnde Elemente 56 vorgesehen sein (vgl. auch 3 und 4). In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stellglieder 52 durch die dazu vorgesehenen Bohrungen in dem unteren Kreisringelement 42 geführt und jeweils oberhalb und unterhalb der Bohrung mit elastischen Federelementen 56 gelagert. An den Zylinderkörpern 54 sind Anschlusselemente 58 für die Pneumatikanbindung vorgesehen.
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Die Sicherungsmutter 32 ist somit axial verschiebbar zwischen der in 1 dargestellten abgesenkten Bremsstellung und der in 2 gezeichneten angehobenen Stellung an dem Hubzylinder 16 gelagert.
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Erfindungsgemäß umfasst die Sicherungsmutter 32 Wälzelemente 60, die in Richtung eines Eingriffs (Pfeil E in 6) mit dem Außengewinde 20 der Gewindespindel 18 elastisch vorgespannt radial verstellbar angeordnet sind. Die erfindungsgemäßen Wälzelemente 60 können - wie in dem in den 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel - bspw. als Kugeln 60 ausgebildet sein. Andere Möglichkeiten der Gestaltung erschließen sich dem Fachmann, wie bspw. eine Ausbildung der Wälzelemente als Rollen, wie dies in den Darstellungen der 3 und 5 angedeutet ist.
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Zur Lagerung der Wälzelemente bzw. Kugeln 60 können Wälzelementträger 62 (im Folgenden der Einfachheit halber kurz Trägerkörper oder Kugelträger genannt) vorgesehen sein. Die Trägerkörper 62 sind zur Aufnahme jeweils eines Wälzelements 60 ausgebildet. Die Trägerkörper 62 können in dazu vorgesehene Ausnehmungen 35 in der Sicherungsmutter 32 eingesetzt sein. Die Ausnehmungen 35 sind derart in Richtung des Innengewindes 34 der Sicherungsmutter 32 durchgehend ausgebildet, dass ein eingesetztes Wälzelement 60 die Ausnehmung 35 im Bereich einer Gewindespitze des Innengewindes 34 durchgreift (vgl. 5 und 6).
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Die derart in die Sicherungsmutter 32 eingesetzten Wälzelemente 60 sind mit dem Außengewinde 20 der Gewindespindel 18 in Eingriff bringbar (vgl. 6). Die Wälzelemente 60 können bspw. regelmäßig umlaufend in der Sicherungsmutter 32 angeordnet sein. Da sie zum Eingriff in das Gewinde vorgesehen sind, sind sie entsprechend dem Gewindegang in der Höhe leicht gegeneinander versetzt, also nicht in einer Ebene, angeordnet. Wie dargestellt können bspw. drei Kugeln oder Rollen um jeweils 120° zueinander versetzt vorgesehen sein.
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Wie in 6 dargestellt, ist die Sicherungseinrichtung 30 mit einem Innengewinde einer Sicherungsmutter 32 um eine Hubspindel 18 mit Außengewinde 20 angeordnet. Die Sicherungsmutter 32 weist Ausnehmungen 35 auf, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet verteilt sind, bspw. in gleichmäßigem Abstand wie bereits zuvor erläutert.
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In jeder Ausnehmung 35 ist ein Trägerkörper 62 angeordnet, der als Kugelträger zur Aufnahme einer darin drehbar bzw. rollbar gelagerten Kugel 60 ausgebildet ist. Die Lagerung kann bspw. wie dargestellt mittels eines mit Lagerkugeln ausgefüllten Kugellagerbetts 65 erfolgen. Der Kugelträger 62 ist verschieblich in der Sicherungsmutter 32 geführt und mit einer Druckfeder 72 zur Erzeugung einer Andruckkraft der Kugel 60 gegen das Außengewinde 20 vorgespannt. Den Druckfedern 72 ist jeweils eine Verstelleinheit 73 zugeordnet, die eine in einem Stellgewinde 75 geführte Einstellschraube 74 umfasst.
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Die Kugel 60 ist somit in der Sicherungsmutter 32 verschieblich geführt und in eine Andruckposition gegen das Außengewinde 20 vorgespannt.
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Ist die Sicherungsmutter 32 drehbar auf der Kolbenstange 18 geführt, sind die Kugelträger 62 wie beschrieben mit einer Vorspannung beaufschlagt, wodurch die Kugeln 60 an die vertikal gegenüberliegenden Kanten des Außengewindes 20 an der Kolbenstange 18 gedrückt werden. Dadurch werden die Gewindeflanken 24, 37 abgehoben (vgl. 6). In diesem Zustand reduziert sich die Reibung zwischen der Kolbenstange 18 und der Sicherungsmutter 32 auf eine reine Rollreibung, so dass sich die Sicherungsmutter 32 beim Ausfahren des Kolbens und der Kolbenstange 18 durch das Eigengewicht bzw. die Hangabtriebskraft selbsttätig nach unten dreht, bis sie sich an das Anschlagelement 17 anlegt.
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Wird der Hubvorgang der Kolbenstange 18 beendet und ist die Sicherungsmutter 32 in Kontakt mit dem beschriebenen Mutternanschlag 17, drückt das Gewicht der Kolbenstange 18 über die Kanten des Gewindes auf die Kugeln 60 und die Kugelträger 62, sobald der Druck im Hubzylinder überraschend nachläßt oder der Hubzylinder durch das Gewicht einer schweren Last belastet und die Sicherungsmutter 32 gegen den Mutternanschlag 17 gedrückt wird. Sobald die den Andruckkräften der Druckfedern 72 entgegenwirkenden Kräfte die Andruckkraft der auf die Kugeln 60 einwirkenden Druckfedern 72 übersteigen, federn die Kugeln 60 und die sie tragenden Kugelträger 62 ein und die Gewindeflanken 24, 37 an der Kolbenstange 18 bzw. der Sicherungsmutter 32 treten selbsthemmend in Kontakt. Die Sicherungsmutter 32 hat einen Zustand der Selbsthemmung erreicht, durch welchen ein ungewolltes Einfahren des Kolbens und der Kolbenstange 18 mechanisch verhindert ist.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung 30 und der damit ausgestatteten Hubeinrichtung 10 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die symbolhaft stark vereinfachten Darstellungen der 7 bis 9 erläutert. In den 7 bis 9 sind jeweils von oben nach unten Symbolabfolgen a) bis d) dargestellt, von denen jeweils a) einen Schnitt durch den Gewindeeingriff zwischen Außengewinde 20 und Innengewinde 34, b) eine Stellung der im Gewindeeingriff befindlichen Kugel 60, c) eine Stellung der Führungsrollen 38 im Ringkäfig 40 und d) die Position der Sicherungsmutter 32 darstellt. 7 zeigt die Situation beim Ausfahren der Hubeinrichtung 10 (also beim Anheben einer Last), 8 zeigt die Situation beim Einfahren der Hubeinrichtung 10 (also beim Absenken einer Last) und 9 zeigt die Situation bei gesicherter Hubeinrichtung 10.
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Zum Anheben einer Last durch die Hubeinrichtung 10 werden ausgehend von der in der 1 dargestellten Situation die Aktoren 50 ausgefahren (also angehoben). Aufgrund der schwimmenden Lagerung des Käfigs 40 auf den Aktoren 50 und des reibungsbedingten Drehwiderstands der Sicherungsmutter 32, der die Sicherungsmutter in ihrer Position hält, werden die unteren der Federn 56 (also den die Gewichtskraft der Sicherungsvorrichtung 30 aufnehmenden Federn) der Aktoren 50 gestaucht bzw. eingedrückt.
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Anschließend wird der Hydraulikzylinder 16 mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch die Sicherungsmutter 32 der Vorspannung der eingestauchten Aktorfedern 56 nacheilt, bis sich die Federn 56 vollständig entspannt haben, und sich von der Reibfläche 17 löst. Die als Gewindespindel 18 ausgebildete Kolbenstange fährt hoch. Der weitere Hub der Gewindespindel 18 wird dann durch eine Drehbewegung der Sicherungsmutter 32 nach unten aufgenommen (ein gleichzeitiges Herausfahren des Kolbens 18 und ein schwerkraftbedingtes Herunterdrücken der Sicherungsmutter 32 erzeugen mit Hilfe der Gewindesteigung ein Drehmoment). In dieser Situation sind Gewindeflanken 24 des Außengewindes 20 und Gewindeflanken 37 des Innengewindes 34 voneinander abgehoben (Flankenspiel; vgl. 7a) und die Kugel 60 beaufschlagt eine (vertikal gesehen) untere Fase der zugeordneten Gewindeflanke 24 des Außengewindes 20, wobei die Feder 72 sich lediglich in ihrer Vorspannungsstellung befindet (vgl. 7b) .
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Die Vorspannung ist so gewählt, dass die Reibung der Kugel in dieser Situation deutlich kleiner ist als die Reibung des Gewindes. Die gelagerte Kugel läuft somit auf dem Gewinde mit. Die Sicherungsmutter 32 eilt im Normalbetrieb in ihrer Drehbewegung nach unten dem oberen Kreisringelement 44 voraus und beaufschlägt das untere Kreisringelement 42. In dieser Situation kann von einer Aufhebung der Selbsthemmung der Sicherungsmutter 32 gesprochen werden.
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Sollte es bei der durch die Rotation erzeugten vertikalen Abwärtsbewegung der Sicherungsmutter 32 aufgrund von Trägheit oder erhöhtem Drehwiderstand (z.B. Schmutz) dazu kommen, dass die Abwärtsbewegung kleiner als die Hubgeschwindigkeit des Kolbens wird, dann erfolgt eine Beaufschlagung des oberen Kreisringelements 44 durch die Führungsrollen 38 (vgl. 7c).
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Solange die Aktoren 50 während der Spindelbewegung aktiviert (d.h. angehoben) bleiben, findet keine Sicherung statt. Kommt es während dieser Bewegung zu einem schlagartigen Druckabfall in einem Hydraulikzylinder 16 (bspw. durch Leitungsbruch), so wird die Gewindespindel 18 durch die angehobene Last nach unten gedrückt und demgemäß wird die Sicherungsmutter 32 mit ihrer Anschlagfläche 36 gegen das Anschlagelement 17 der Hubeinrichtung 10 gedrückt (vgl. 9d). Die Verdrehbarkeit wird blockiert und die Gewindespindel 18 in der erreichten Position festgehalten.
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Bei langsamen (normalen) Absenkbewegungen entscheidet der Anwender, ob es sich um eine gewollte oder ungewollte Absenkbewegung handelt und deaktiviert entsprechend die Aktoren 50. Das zwischen Anschlagfläche 36 und Anschlagelement 17 auftretende Reibmoment verhindert eine weitere Drehung. In dieser Sicherungsposition können die Kugeln 60 gegen die Vorspannung der Feder 72 radial nach außen gedrückt werden (vgl. 6 und 9b), so dass die Gewindeflanken 24, 37 des Sicherungsgewindes einander selbsthemmend beaufschlagen (kein Flankenspiel; vgl. 9a). Die Führungsrollen 38 liegen in dieser Situation auf dem unteren Kreisringelement 42 auf (vgl. 9c).
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Zum Absenken der Last muss die Sicherungsmutter 32 zunächst aus ihrer Verspannung mit dem Anschlagelement 17 gelöst werden. Dazu werden die Aktoren 50 betätigt, indem die Stellglieder 52 (vertikal nach oben) ausgefahren werden, sowie die Gewindespindel 18 kurz angehoben, damit sich die Sicherungsmutter 32 von dem Anschlagelement 17 löst (vgl. 8d). Die Gewindeflanken 24 bzw. 37 werden wieder voneinander abgehoben (Wiederherstellung des Flankenspiels; vgl. 8a). Nun wird der Druck im Hydraulikzylinder 16 reduziert und damit die Absenkbewegung der Hubeinrichtung 10 eingeleitet.
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Das Herunterfahren des Kolbens 18 einerseits und das Halten der Sicherungsmutter 32 an dem unteren Kreisringelement 42 des Ringkäfigs 40 mittels ihrer außenliegenden Führungsrollen 38 (vgl. 8c) erzeugt mit Hilfe der Gewindesteigung ein Drehmoment und die Sicherungsmutter 32 rotiert in umgekehrter Richtung, wird aber durch den Ringkäfig 40 in einem gewissen Sicherheitsabstand zu dem Anschlagelement 17 gehalten (vgl. 8d). Die Kugeln 60 sind wieder in Vorspannrichtung zurückgedrückt und beaufschlagen eine obere Fase der zugeordneten Gewindeflanke 24 des Außengewindes 20, wobei die Feder 72 sich wieder in ihrer Vorspannungsstellung befindet (vgl. 8b) .
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Mit der erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung wird ein selbsthemmendes Gewinde zur Sicherung von Hubeinrichtungen ohne notwendige Verdrehsicherung des Kolbens realisiert, wobei durch die erfindungsgemäß vorgesehenen vorgespannten und radialverstellbaren Wälzelemente die Selbsthemmung der Sicherungsmutter aufgehoben wird, damit diese sich frei bewegen kann. Die Wälzelemente können im dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich eine Fase des Gewindegangs des Außengewindes beaufschlagen, um die Rollreibung zu minimieren. Selbstverständlich sind auch Ausgestaltungen möglich, in denen beide Fasen beaufschlagt werden (wie dies in der Darstellung der 6 angedeutet ist).
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Dem Fachmann erschließt sich ohne weiteres, dass die Wälzelemente auch als Rollen ausgebildet sein können, die radial vorgespannt in der Sicherungsmutter 32 angeordnet sind, bspw. mittels einer auf die Drehachse der Rolle in Richtung E des Gewindeeingriffs einwirkende Vorspannfeder.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hubeinrichtung
- 12
- Gestell
- 14
- Stützbeine
- 16
- Hubzylinder
- 17
- Anschlagelement
- 18
- Gewindespindel /Kolbenstange
- 20
- Außengewinde
- 22
- Lastaufnahmeelement
- 24
- Gewindeflanke Außengewinde
- 30
- Sicherungsvorrichtung
- 32
- Sicherungsmutter
- 33
- Außenumfang
- 34
- Innengewinde
- 35
- Ausnehmungen
- 36
- Anschlagfläche
- 37
- Gewindeflanke Innengewinde
- 38
- Führungsrollen
- 39
- Rotationsachsen
- 40
- Führungseinrichtung/Ringkäfig
- 42
- untere Lauffläche/unteres Kreisringelement
- 43
- Abstandsstäbe
- 44
- obere Lauffläche/oberes Kreisringelement
- 46
- Verkleidungselemente
- 50
- Aktoren
- 52
- Stellglieder
- 54
- Zylinderkörper
- 56
- elastische bzw. federnde Elemente
- 58
- Anschlusselemente
- 60
- Wälzelemente/Rollen/Kugeln
- 62
- Wälzelementträger/Trägerkörper/Kugelträger
- 65
- Kugellagerbett
- 72
- Feder
- 73
- Verstelleinheit
- 74
- Einstellschraube
- 75
- Stellgewinde
- E
- Eingriffsrichtung
