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Kontrolleinrichtung an einer Schraubenwinde Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kontrolleinrichtung an einer Schraubenwinde, deren axial bewegliche,
gegen Drehung gesicherte und die Last aufnehmende Spindel durch eine angetriebene
Spindelmutter bewegt wird: Die Gewindegänge dieser Spindeln sind einem starken Verschleiß
unterworfen und nutzen sich daher im Laufe der Zeit stark ab. Es besteht daher das
Bedürfnis, den damit verbundenen Gefahren zu begegnen.
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Man kennt bei der Übertragung der an einer Spindel wirkenden Kräfte
auf eine Spindelmutter eine Sicherheitseinrichtung, die als Alarmeinrichtung ausgebildet
ist und dann anspricht, wenn die maximal zulässigen Kräfte auftreten. Sie gibt also
kein Bild darüber, ob die Gewinde schon so weit abgenutzt sind, daß die Mutter durch
eine neue ersetzt werden muß. Außerdem ist diese für Werkzeugmaschinen bestimmte
Ausführung aufwendig und kostspielig und schon deshalb für eine Schraubenwinde,
die entsprechend ihrem Verwendungszweck vor allem einfach und billig ausgeführt
werden muß, nicht geeignet.
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Ferner ist eine Hubvorrichtung mit Spindelantrieb bekannt, bei der
durch eine im Normalbetrieb unbelastete Mutter ein Abstürzen der Last bei Gewindebruch
der Antriebsmutter durch ein mit der Spindelmutter gekuppeltes keilförmiges Sperrstück
vermieden wird.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Einrichtungen ist bei dem Gegenstand
der Erfindung von der Überlegung ausgegangen worden, Vorkehrungen an einer Schraubenwinde
zu treffen, die es gestatten, jederzeit ohne irgendwelche zusätzlichen technischen
Hilfsmittel den Grad der Abnutzung der Gewindegänge in einer Schraubenwinde sofort
zu erkennen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit der Antriebsmutter
für die Spindel eine im Abstand von ihr angeordnete Hilfsmutter gekuppelt und im
Schraubenwindengehäuse achsverschiebbar angeordnet ist, derart, daß die Abnutzung
des Gewindes der Antriebsmutter durch die Stellung der Hilfsmutter gegenüber dem
Gehäuse angezeigt wird. Diese Bauweise hat den Vorteil, nicht nur äußerst einfach
und billig zu sein, sondern sie ermöglicht es auch, mit einem Blick feststellen
zu können, ob und wieweit die Hilfsmutter unter die Oberkante des Gehäusedeckels
abgesunken ist. Dies ist gleichzeitig ein Maß für den Grad der Abnutzung der Gewindegänge
und für die noch vorhandene Tragkraft der Schraubenwinde.
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Weiterhin kann gemäß der Erfindung die Kupplung aus mindestens einem
an der Hilfsmutter angeordneten Formschlußglied bestehen, das in Richtung auf die
Spindelmutter in Abhängigkeit von der Abnützung des Gewindes der Antriebsmutter
bewegbar ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Formschlußglied als
fest mit der Hilfsmutter verbundener Ring mit mindestens einem Ansatz ausgebildet,
der in einen entsprechenden Schlitz in der Antriebsmutter eingreift und gegenüber
diesem in axialer Richtung frei beweglich ist. Schließlich kann nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung der Ring mit der Hilfsmutter durch Abscherstifte verbunden
sein, durch deren Bruch bei völliger Abnutzung des Gewindes der Antriebsmutter die
Kupplung mit der Hilfsmutter gelöst wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnungen näher erläutert; es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenwinde mit Schneckenantrieb, F i g.
2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Schraubenwinde nach F i g. 1, wobei die
Teile im Neuzustand dargestellt sind, F i g. 3 einen Schnitt ähnlich F i g. 2, in
dem die Teile nach Benutzung über einen längeren Zeitraum dargestellt sind, F i
g. 4 einen Schnitt ähnlich F i g. 2, in dem die Winde nach längerem Dauereinsatz
gezeigt ist, wobei die Antriebsmutter vollständig verschlissen ist, F i g. 5 einen
Teilschnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4 und
F i g. 6 eine perspektivische
Ansicht des Verbindungsringes zwischen Antriebsmutter und Hilfsmutter.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Winde weist ein Gehäuse
10 auf, das aus zwei im rechten Winkel zueinander liegenden zylindrischen
Teilen 10 a und 10b zur Aufnahme der verschiedenen Bauelemente der Winde
besteht. Einstückig mit den Teilen 10a und 10 b ist eine Grundplatte
10 c hergestellt, derart, daß der Teil 10a senkrecht nach oben gerichtet
ist, wenn die Grundplatte horizontal angeordnet ist.
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Auf dem Boden des Gehäuseteiles 10a ist mit Hilfe eines unteren
Axiallagers 12 eine Spindelmutter 14 angeordnet, in der sich die Spindel 16 der
Winde abstützt. Das obere Ende der Spindel 16 ist durch eine Öffnung in einem
Gehäusedeckel 18 geführt; während das untere Ende in einem Schutzrohr
20 liegt, das mit dem Boden des Gehäuseteiles 10 c verschraubt ist.
Zur Aufnahme der Last ist am oberen Ende der Spindel eine Auflagefläche 24 vorgesehen.
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Die koaxial zur Spindel 16 liegende Mutter 14 ist zwischen dem unteren
Axiallager 12 und einem oberen Axiallager 26 eingeschlossen. Die Lager
12
und 26 sind in Ausnehmungen im Gehäuseteil 10 c bzw. im Gehäusedeckel 18
gelagert. Die Lager 12 und 26 sind übliche Axial-Wälzlager. Die Mutter 14 weist
nach unten und oben vorstehende Naben 28, 30 auf, die in die Wälzlager eingreifen.
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Die die Last aufnehmende Platte 24 ist derart mit der Last verbunden,
daß eine Drehung der Spindel 16 verhindert ist. Die Spindelmutter 14 weist eine
Außenverzahnung 32 auf, in die ein Schneckenrad 34 eingreift, das auf einer im Gehäuseteil
10 c gelagerten Welle 36 angeordnet ist. Bei Rotation des Schneckenrades 34 dreht
sich die Mutter 14 und, da die Spindel 16 gegen Rotation gesichert ist, bewegt
sich diese zwangläufig axial zur Mutter 14.
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Derartige Schraubenwinden sind außerordentlich leistungsfähig, doch
läßt sich eine starke Abnutzung des Gewindes der Spindelmutter 14 nicht vermeiden.
In der Praxis ist es außerdem nicht möglich, dieses Innengewinde mit einer solchen
Präzision zu schneiden, daß beim Zusammenbau der Winde kein Flankenspiel auftritt.
Da das Gewinde der Spindelmutter 14 die Spindel 16 nicht nur antreibt,
sondern diese mit der auf ihr angeordneten Last auch abstützt, ist das Gewinde einem
raschen Verschleiß unterworfen. Bei langem Dauerbetrieb der Schraubenwinde nutzt
sich das Gewinde der Mutter 14 derart ab, daß es die Spindel 16 nicht mehr
abzustützen vermag. In diesem Fall würde die Spindel 16 und die von ihr gestützte
Last eine beträchtliche Strecke absinken, und zwar bis die Platte 24 auf der Oberseite
des Deckels 18 anschlägt. Da Schraubenwinden oftmals zur Bewegung schwerer Lasten
verwendet werden, kann ein Versagen der Spindelmutter nicht nur zu einer Beschädigung
der Last und der Vorrichtung selbst führen, sondern es können auch in der Nähe befindliche
Personen zu Schaden kommen.
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Erfindungsgemäß ist nun eine Kontrolleinrichtung vorgesehen, durch
die das Ausmaß der Abnützung des Gewindes der Mutter 14 von der Bedienungsperson
von außen feststellbar ist. Zweckmäßig ist es, die Kontrolleinrichtung über das
Gehäuse der Winde vorstehen zu lassen, so daß kein Auseinandernehmen der Winde erforderlich
ist und der Verschleiß der Mutter 14 auch aus einiger Entfernung feststellbar
ist. Sollte sich darüber hinaus das Gewinde der Mutter 14 derart abnutzen, daß die
Mutter die Spindel 16 nicht mehr abzustützen vermag, so kann ein Teil der Kontrolleinrichtung
die wetiere Abstützung der Spindel 16 sichern.
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Wie aus F i g. 2 hervorgeht, besteht die Kontroll= einrichtung aus
einer Hilfsmutter 42 mit Innengewinde, das in das Gewinde der Spindel
16 eingreift. Diese Hilfsmutter 42 ist vorzugsweise oberhalb und in einem
gewissen Abstand von der Spindelmutter 14 angeordnet. Diese Hilfsmutter
42 ist in der Öffnung des Gehäusedeckels 18 gelagert, wobei der obere Teil
der Mutter 42 nach dem ersten Zusammenbau der Winde über den Deckel 18 hinaussteht.
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An der unteren Stirnseite der Hilfsmutter 42 ist eine Ausnehmung
zur Aufnahme eines Verbindungsringes 44 vorgesehen, der in der Ausnehmung mit Hilfe
von Scherstiften 46, die in Bohrungen 48 eingreifen, befestigt ist.
Der Ring 44 ist in F i g. 6 perspektivisch dargestellt. Auf der Unterseite des Ringes
44 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Ansätze 50 vorgesehen, die jeweils
in einen Schlitz im Nabenteil 28 der Mutter 14 eingreifen. Diese Schlitze, von denen
im Schnitt nach F i g. 2 jeweils nur eine Seite 52 sichtbar ist, sind in ihren Abmessungen
etwas größer als die Ansätze 50. Hierdurch sind die Spindelmutter 14 und
die Hilfskontrollmutter 42 relativ zueinander gegen Drehung gesichert.
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Beim ersten Zusammenbau der Schraubenwinde liegen die unteren Enden
der Ansätze 50 in einem gewissen Abstand von den unteren Enden der Schlitze im Nabenteil
28. Das Einsinken der Spindel 16 infolge Verschleißes des Gewindes der Mutter 14
führt auch zum Absinken der Mutter 42 in axialer Richtung in bezug auf die Mutter
14. Da die Mutter 42 mit der Spindelmutter nur durch den Verbindungsring 44 verbunden
ist, dient die Hilfskontrollmutter 42 im normalen Betrieb nicht gleichzeitig auch
als Abstützung für die Spindel 16. Aus diesem Grunde ist das Innengewinde der Mutter
42 im Vergleich zum Gewinde der Mutter 14 nur sehr geringem Verschleiß ausgesetzt.
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Die einzelnen Phasen der Abnutzung des Gewindes der Spindelmutter
14 sind in den F i g. 2 bis 4 dargestellt. Beim längeren Betrieb nehmen die Teile
schließlich die in F i g. 3 dargestellte Lage ein, in der die obere Stirnfläche
der Hilfsmutter 42 in derselben Ebene liegt wie der Deckel 18. In der Lage nach
F i g. 3 ist das Innengewinde der Spindelmutter 14 bereits bis auf die Hälfte oder
sogar stärker abgenutzt.
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Wenn die Abnutzung nach F i g. 3 erreicht ist, ist der weitere Einsatz
der Winde nicht mehr ratsam. Um den jeweiligen Grad des Verschleißes festzustellen,
ist es lediglich erforderlich, daß die Bedienungsperson an der Oberseite des Gehäuses
der Winde abliest, wie weit die Mutter 42 über die Gehäuseebene vorsteht. Steht
diese nicht mehr über, weiß die Bedienungsperson, daß die Spindelmutter 14 ersetzt
werden muß.
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F i g. 4 zeigt das Gewinde der Spindelmutter 14 so stark abgenutzt,
daß es nicht mehr in das Gewinde der Spindel 16 eingreift, um diese abzustützen.
In F i g. 4 ist das Gewinde ebenmäßig abgenutzt dargestellt, doch ist klar, daß
ein derartig gleichmäßiger Verschleiß in der Praxis nicht auftritt. Es kann beispielsweise
vorkommen, daß das Gewinde sich so
abnutzt, daß infolge des Gewichtes
der zu bewegenden Last Teile aus dem Gewinde herausgerissen werden. In F i g. 4
ist die Hilfsmutter 42 so weit eingesunken, daß sie bereits unterhalb der Fläche
des Deckels 18 liegt. Nach dieser F i g. wird die Spindel 16 nicht mehr von der
Mutter 14 abgestützt, sondern nur noch vom Gewinde der Hilfsmutter 42, die nunmehr
auf der Spindelmutter 14 liegt. Die Spindel 16 wird aus diesem Grund nur sehr wenig
absinken, selbst wenn die Abstützung durch das Gewinde der Spindelmutter 14 entfällt.
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Wenn die Abscherstifte 46 ausreichend fest gewählt sind, kann die
Vorrichtung betriebsfähig bleiben, selbst wenn das Gewinde der Spindelmutter 14
verschlissen ist. Hierdurch wird die Lebensdauer der Schraubenwinde erheblich verlängert
und es ist daher zweckmäßig, eine feste Verbindung zwischen der Hilfsmutter 42 und
der Spindelmutter 14 zu wählen, wenn die Schraubenwinde lange im Einsatz sein soll.
Im allgemeinen wird man jedoch die Winde außer Betrieb setzen, wenn die Spindelmutter
14 die Spindel 16 infolge Abnutzung nicht mehr abstützt. In diesem Fall werden die
Abscherstifte 46 aus einem weniger festen Material gewählt, so daß sie infolge des
Drehmomentes abscheren, wenn die Mutter 14 die belastete Spindel nicht mehr abstützt
und dennoch gedreht wird. Nach Abscheren der Stifte 46
dreht sich zwar der
Ring 44 weiterhin mit der Spindelmutter 14, aber die Hilfmutter 42 wird nicht mehr
mitgenommen.