DE1814356B2 - Hebewerk für Straßenfahrzeuge - Google Patents
Hebewerk für StraßenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebewerk für Straßenfahrzeuge, mit längenveränderlichen Stützen,
welche je aus einer über Kegelzahnräder mit Hilfe einer Handkurbel bewegten Schraubspindel und einer mit der
Schraubspindel im Eingriff stehenden Mutteranordnung bestehen.
Ein derartiges Hebewerk ist im wesentlichen aus der FR-PS 10 26 797 bekannt und kann beispielsweise zum
Aufbocken eines Kraftfahrzeuges zu Reparaturzwekken verwendet werden.
Außerdem ist es aus der Zeitschrift Krafthand, 1961, Seite 950 bekannt, derartige mit Rollen versehene
Hebewerke bei Anhängerfahrwerken von Sattelschleppern zu verwenden.
Mit einem derartigen Hebewerk kann man beispielsweise einen Anhänger gegenüber einer Drehschemelverbindung
mit einem Sattelschlepper oder einer anderen Verbindung anheben. Da gelegentlich auch
beladene Anhänger auf diese Weise angehoben werden müssen, sind die verwendeten Schraubengetriebe in
jeder Stütze des Fahrwerkes mit bekannten technischen Mitteln so ausgerüstet, daß es einem Bedienungsmann
möglich ist, die Last durch Betätigung einer Kurbel anzuheben. Da bekannte, mit einer Kurbel betätigte
Hebelwerke mit Schraubgetriebe für Anhängerfahrwerke einen erheblichen Widerstand während des Lasthebevorganges
zeigen, wird im allgemeinen das Schraub- und Antriebsgetriebe so ausgelegt, daß es einen
Kompromiß zwischen einem Höchstmaß an Kurbellast und einer Höchstzahl von Kurbelumdrehungen pro
Längeneinheit der Hubhöhe darstellt. Selbst dann sind aber noch mehrere Dutzend von Kurbelumdrehungen
erforderlich, und zwar unter Aufwendung von Kurbelkräften, die erhebliche Anstrengungen des Bedienungsmannes erfordern und einem Kurbeldrehmoment von
ungefähr 11 bis 14 mkg entsprechen. Infolgedessen ist
die Betätigung der Hebewerke bei den Fahrern von Zugmaschinen und Sattelschleppern sehr unbeliebt, und
sie vermeiden eine Betätigung des Hebewerkes. Beispielsweise kann häufig beobachtet werden, daß die
Fahrer versuchen, den an der Zugmaschine befindlichen Drehschemel unter den Anhänger zu stoßen, um auf
diese Weise den Eingriff mit dem Kupplungsbolzen herbeizuführen. Selbstverständlich führen derartige
Versuche häufig zu Beschädigungen der Einrichtungen an den Fahrzeugen.
Ein Grund dafür, warum die erforderliche Kurbeldrehkraft sehr groß ist, ist in den außerordentlich hohen
Reibungskräften zu sehen, die zwischen den Schraubenbauteilen und den Mutterbauteilen der Schraubgetriebe
wirken. Die Stützen der Anhängerfahrwerke neigen dazu, sich zu verkanten und sich unter dem Einfluß der
2ϊ Last zu verbiegen, so daß die Schrauben- und die
Mutterbauteile leicht fressen. Infolgedessen wächst nicht nur der Reibungswiderstand sofort stark an,
sondern es kommt auch zu einem erheblichen Verschleiß an dem üblicherweise verwendeten Trapezgewinde,
so daß der Widerstand in verhältnismäßig kurzer Zeit der Betriebsdauer ständig zunimmt und eine
schnell anwachsende Beeinträchtigung herbeiführt. Außerdem ist ein derartiger Gewindeverschleiß des
Schraubgetriebes für die Sicherheit des Hebewerkes
J5 abträglich.
Besonders umfassende Untersuchungen haben ergeben, daß infolge bestimmter Winkellagen der Achsen
der Schrauben- und der Mutterbauteile der Getriebe die gesamte Last häufig von einer einzigen Windung des
Schraubenbauteiles des Schraubgetriebes aufgenommen wird. Hierdurch werden außerordentlich hohe
Belastungen auf ein derartiges Gewindestück ausgeübt. Darüber hinaus nimmt durch den vorstehend erwähnten
Gewindeverschleiß die Belastbarkeit jedes Gewindeganges erheblich ab, so daß sich die Wahrscheinlichkeit
einer Zerstörung des Gewindes erhöht. Wird ein Gewindegang infolge zu großen Verschleißes ausgerissen,
so geben sofort auch die noch verbleibenden Gewindegänge nach und reißen ebenfalls unter dem
Einfluß des Stoßes der fallenden Last ebenfalls aus. Eine derartige Gewindezerstörung stellt einen sehr gefährlichen
Vorgang dar, der viel Schaden anrichten kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Hebewerk der eingangs genannten Art anzugeben, das im Gebrauch
leichter und sicherer ist und eine größere Lebensdauer aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Schraubgewinde
einer der Schraubspindeln einen Steigungswinkel zwischen etwa 4°40' und 7° und einen Spitzenwinkel
von etwa 0 bis 20° aufweist, daß das Innengewinde der Mutter einen entsprechenden Steigungswinkel und
einen entsprechenden Spitzenwinkel hat und daß zwischen der einen Paarung aus großen Durchmessern
von Schraubspindelgewinde und Muttergewinde und der Paarung aus kleineren Durchmessern von Schraubspindelgewinde
und Muttergewinde ein vernachlässigbar kleines axiales Spiel zur Bildung einer verhältnismä-
Big engen Gleitlagerung nach Art einer Lager-Büchsenanordnung besteht.
In vorteilhafter weiterer Ausbildung der Erfindung hat das vernachlässigbar kleine axiale Spiel e;nen Wert
zwischen 0 und 0,190 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das vernachlässigbar kleine axiale Spiel zwischen 0,05 und 0,1270 mm
beträgt.
Zweckmäßigerweise beträgt der Spitzenwinkel der Gewinde etwa 12° bis 20".
In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung beträgt das axiale Spiel etwa 0,0508 bis 0,635 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das axiale Spiel etwa 0,1270 bis 0381 mm beträgt.
Mit dem erfindungsgemäßen Hebewerk wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Schraubengewinde
und die Muttergewinde in ihren Abmessungen derart aufeinander abgestimmt sind, daß praktisch ein
Lager-Büchsen verhältnis zwischen diesen beiden Bauteilen erreicht wird, so daß unter Verringerung der
Reibungskräfte verbesserte Betriebseigenschaften erzielt werden, und zwar auch dann, wenn die Stützen des
Hebewerkes zum Ausbiegen neigen und eine Biegekraft auf den Schraubenbauteil des Getriebes ausüben.
Beim erfindungsgemäßen Hebewerk sind unter Verwendung der gleichen Hilfsgetriebe, zu deren
Betätigung bisher Drehmomente in der Größenordnung von 11 bis 14 mkg aufgebracht werden mußten, nur noch
Kurbeldrehmomente in der Größenordnung von 7 mkg erforderlich. Darüber hinaus wird mit dem erfindungsgemäßen
Hebewerk eine Selbstreinigung und Selbstschmierung mit einem besonderen Schmierfetteinsatz
zwischen den Gewinden aufgrund der speziellen Anordnung erreicht.
Weiterhin wird mit dem erfindungsgemäßen Hebewerk in vorteilhafter Weise erreicht, daß zwischen den
Gewindegängen der Schraubenspindel und der Mutter der Anordnung ei.i Fressen des Gewindes vermieden
wird, da keinerlei Verkanten zwischen den im Eingriff stehenden Gewindegängen mehr möglich ist und
mehrere Windungen das lastende Moment gleichzeitig aufnehmen. Vergleichsversuche mit dem erfindungsgemäßen
Hebewerk einerseits und herkömmlichen Vorrichtungen andererseits haben gezeigt, daß die Tragfähigkeit
des erfindungsgemäßen Hebewerkes auch in Situationen vollständig erhalten bleibt, wenn die
Gewinde herkömmlicher Vorrichtungen unter gleicher Beanspruchung bereits vollkommen ausgerissen sind.
Weiterhin haben Vergleichsversuche gezeigt, daß nach einer gewissen Betriebsdauer herkömmliche Gewinde
bereits starkem Verschleiß unterworfen sind und zum Schluß unter einem entsprechenden Lastangriff ausreißen,
während die gleichen Beanspruchungen ohne schädliche Folgen auf die Gewinde von einem
erfindungsgemäßen Hebewerk aufgenommen werden können.
Das erfindungsgemäße Hebewerk läßt sich in gleicher Weise für die Anhänger von Zugmaschinen
bzw. Sattelschleppern verwenden wie zum Anheben von Wohnwagenanhängern; selbstverständlich kann
das erfindungsgemäße Hebewerk auch für andere Zwecke verwendet werden, bei denen Drucklasten
aufgenommen werden müssen, wobei ein ungenaues oder falsches Ausrichten von Bauteilen möglich ist.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand von Zeichnungen
des Hebewerkes näher erläutert werden. Die Zeicimuneen zeieen in
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Anhängerfahrwerkes mit einem
Hebewerk in jeder Stütze,
F i g. 2 eine perspektivische und auseinandergezogene Darstellung der wesentlichen Bauteile des Fahrwerkes
nach Fig. 1,
Fig.3 eine vergrößerte und auseinandergezogene Darstellung im Schnitt der Schrauben- und Mutteranordnung
eines Hebewerkes,
ίο Fig.4 eine weitere vergrößerte und auseinandergezogene
Darstellung im Schnitt einer Schrauben- und Mutteranordnung eines Hebewerkes mit einem gegenüber
dem Ausführungsbeispiel nach F i g 3 unterschiedlichen Axialspiel,
Fig.5 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt einer
zusammengesetzten Schrauben- und Mutteranordnung des Hebewerkes nach F i g. 4 und in
F i g. 6 eine vergrößerte Darstellung im Schnitt einer bisher üblicherweise verwendeten Anordnung einer
Kombination von einer Mutter und einer eingesetzten Schraube unter Last.
Eine Fahrwerksanordnung 10 weist ein Paar vertikal gerichteter sowie teleskopartiger und gehäuseähnlicher
Stützen 12 und 14 auf, die beide jeweils mit einer unteren inneren Stütze 12a versehen sind, die jeweils
teleskopartig in oberen äußeren Stützen 126 und 146 aufgenommen sind. Eine Vielzahl von zum Aufsetzen
auf den Boden bestimmten Rädern 16 und 18 oder wahlweise Stützfüßen herkömmlicher Art sind an den
jo Enden einer kreuzförmigen Achse 20 an den unteren
Stützen angebracht. An dem oberen Ende eines der Gehäuse, z. B. am Gehäuse 12, ist ein Getriebekasten 22
angebracht, der ein Getriebe enthält (vgl. F i g. 2), das eine vorspringende Kurbel 24 mit Schraubenwellen 26
J5 und 28 in den Gehäusen 12 und 14 verbinden soll. Die
Kurbel 24 ist insbesondere als Antrieb an die Schraubspindel 26 durch Einschaltung einer horizontalen
Welle 32 angeschlossen. Auf der Welle 32 ist ein Stirnradpaar 34 befestigt, das im Eingriff mit einem
Stirnradpaar 36 auf einer horizontalen Welle 38 steht, an der ein Kegelrad 40 befestigt ist. Das Kegelrad 40
steht im Eingriff mit einem Kegelrad 42, das an dem oberen Ende der vertikalen Schraubspindel 26 befestigt
ist. Die Schraubspindel 26 steht in einer Gewindeverbindung mit einer Mutter 44, die mittels Schrauben 46 an
der unteren Stütze 12a angebracht ist. Die Stirnradpaare 34 und 36 sind vorzugsweise so konstruiert, daß eine
günstige zweistufige Getriebeanordnung bekannter Art gebildet ist. Die Kurbel 24 steht mit der Schraubspindel
28 über die Welle 32, das Stirnradpaar 34, das Stirnradpaar 36, die Welle 38 und das Kegelrad 40 in
einer AntriebsverKndung, das auch an eine quer liegende Verbindungswelle 48 angeschlossen ist. Die
Verbindungswelle 48 ist an die Welle 50 angeschlossen, auf der ein Kegelrad 52 befestigt ist, das mit einem
weiteren Kegelrad 54 in Verbindung steht. Das Kegelrad 54 ist auf dem oberen Ende der vertikalen
Schraubspindel 28 angebracht. Die Schraubspindel 28 steht in einer Gewindeverbindung mit einer Mutter 56,
die mittels Schrauben 58 an der unteren Stütze 14a befestigt ist.
Wenn die Kurbel 24 gedreht wird, werden dadurch auch die Schraubspindeln 26 und 28 verdreht, um
hierdurch die Muttern 44 und 56 auf den Schraubspindein 26 und 28 zu heben oder zu senken und dadurch
wiederum die Anordnung abzusenken oder anzuheben, die dazu bestimmt ist, mit dem Boden in Eingriff zu
gelangen. Wenn diese zum Eingriff mit dem Boden
bestimmte Anordnung beim Absenken auf dem Boden aufsetzt, wird die obere Anordnung durch weiter
fortgesetztes Drehen der Kurbel angehoben und damit auch der Anhänger oder andere Einrichtungen, die
darauf befestigt sind. Dieser Abschnitt der Drehbewegung mittels der Kurbel ist außerordentlich mühsam und
anstrengend und erfordert normalerweise eine außerordentlich große Anzahl von Kurbelumdrehungen. Beispielsweise
werden bei einer typischen herkömmlichen Bauart eines bisher üblichen Hebewerkes etwa 31
Kurbelumdrehungen für eine Hubhöhe 25,4 mm benötigt, wenn das Hebewerk unter hoher Belastung steht
und das mit zwei Stufen ausgestattete Getriebe auf die langsame Getriebekombination eingestellt ist. Wenn
dazu noch das normalerweise erforderliche Kurbeldrehmoment von etwa 11 mkg und mehr zum Anheben einer
durchschnittlichen Last aufgewendet werden muß, v/erden die mit dem Drehen der Kurbel verbundenen
Anstrenungen sehr groß und führen zu einer raschen Ermüdung des die Kurbel betätigenden Bedienungsmannes.
Wenn man eine Ladung mit einem Hebewerk eines Anhängerfahrwerkes anhebt, tritt nahezu in allen Fällen
eine Kraft auf, die die gehäuseähnlichen Stützen und die darin aufgenommenen Schraubspindeln zu biegen
versuchen, wenn sich die Schraubspindeln unter einer erheblichen Druckbelastung befinden und die Stützfüße
oder Räder auf einem mehr oder weniger gleichmäßigen Boden aufsetzen.
Um die teleskopartigen Stützen unter diesen Lastverhältnissen vor dem Fressen zu bewahren, sind
die teleskopartigen Stützglieder im allgemeinen mit seitlichem Spiel versehen. Um die Schraubspindeln vom
Fressen in der Mutter unter dieser Biegebeanspruchung abzuhalten, sind darüber hinaus die Anordnungen
gewöhnlich mit axialem und diametralem Spiel zwischen den Gewinden der Mutter und der Schraubspindel
versehen. Eine gründliche Untersuchung der herkömmlicherweise verwendeten Gewinde unter Last
zeigt einen Eingriff, wie er ungefähr in Fig.6 wiedergegeben ist. Die Schraubspindel S neigt dazu, sich
in der Mutter N infolge des großen Spieles zu verkanten, das vorgesehen ist, um dem Fressen
vorzubeugen.
Die verkantete Stellung der Schraubspindel in der Mutter veranlaßt viele der Gewindegänge zu einer
seitlichen Versetzung, so daß verschiedene Windungen gänzlich außer Eingriff geraten und entweder nur eine
Teillast oder gar keine Last aufnehmen (vgl. Fig.6).
Ausgedehnte Versuche haben gezeigt, daß praktisch die gesamte Last von ein oder zwei Windungen des
Muttergewindes unter entsprechend von den damit im Eingriff stehenden Windungen der Schraubspindel
aufgenommen wird. Dieses Verkanten führt zu örtlichen Belastungskonzentrationen zwischen dem oberen Teil
des Schraubspindelgewindes und dem oberen Teil des Muttergewindes. Diese Lastkonzentrationen finden
besonders zwischen den unteren Flächen der Gewindegänge der Schraubspindel und den damit im Eingriff
stehenden obere Flächen des Muttergewindes auf einer Seite statt (vgl. die rechte Seite der F i g. 6) und ebenso
zwischen den oberen Flächen des Gewindes der Schraubenspindel und den unteren Flachen des damit im
Eingriff stehenden Muttergewindes auf der gegenüberliegenden Seite (vgl. linke Seite der F i g. 6). Diese
Eingriffs- und Lastverteilungsverhältnisse stellen sich anstelle einer ringförmigen und gleichmäßigen Verteilung
der Last längs der gesamten unteren Fläche des Schraubspindelgewindes und der gesamten oberen
Fläche des Muttergewindes ein.
Die Zerstörung eines Gewindeganges oder mehrerer Gewindegänge verursacht infolge der hohen Belastung
einen so großen nach unten gerichteten Stoß, daß alle noch verbleibenden Gewindegänge normalerweise
vollständig ausgerissen werden, und zwar selbst dann, wenn sie noch in verhältnismäßig gutem Zustand sind.
Auf diese Weise wird das Schraubgetriebe vollständig
ίο zerstört. Außerdem besteht die Neigung, daß diese
oberen Gewindegänge einem verhältnismäßig schnellen Verschleiß unterliegen und infolge der außerordentlich
hohen, durch das Fressen bedingten Kräfte sehr geschwächt werden, die ständig bei lokalen Lastkonzentrationen
auftreten, wie sie durch die Pfeile in Fig.6
angedeutet sind.
Das Hebewerk stellt eine vollständige Abkehr von der allgemeinen anerkannten Theorie dar, welche darin
besteht, daß ein erhebliches Spiel zwischen der Schraubspindel und der Mutter zur Verhinderung des
Fressens unter dem Einfluß der Biegekräfte vorzusehen ist, die auf die Stützen und die zugehörigen Schraubspindeln
des Fahrwerkes einwirken. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß ein Lagerverhalten zwischen den
Gewinden der Schraubspindel und der Mutter erhalten werden kann, das ähnlich dem Verhalten einer Welle
innerhalb der Lagerhülse ist und das sich in einer weichen Arbeitsweise mit einem sehr niedrigen
Reibungsgrad äußert, wenn bestimmte auf die Abmessungen bezogene Verhältnisse und Gewindeformgebungen
innerhalb bestimmter Bereiche eingehalten werden. Das wichtigste dieser Verhältnisse besteht darin, daß
zwischen dem Kerndurchmesser (kleinerer Durchmesser) der Schraubspindel und dem Flankendurchmesser
(kleinerer Durchmesser) des Muttergewindes praktisch kein Spiel besteht. Diese Beziehung wird gegenüber
einer alternativen Beziehung bevorzugt, bei der zwischen dem Gewindedurchmesser (größerer Durchmesser)
der Schraubspindel und dem Lochdurchmesser (größerer Durchmesser) der Mutter praktisch kein Spiel
besteht. Vorzugsweise hat das Spiel in diesem Fall den Wert 0 oder einen Wert, der praktisch 0 ist; infolge von
Fertigungstoleranzen kann dieses Spiel jedoch bis zu 0,190 mm betragen, obwohl die Wirksamkeit der
Vorrichtung oberhalb eines Spieles von etwa 0,1270 mm schnell abzunehmen beginnt. Es muß daher viel Wert
auf den Herstellungsvorgang gelegt werden, bei dem die Toleranzen sehr eng zu bemessen sind, um zu erreichen
daß das Spiel innerhalb eines praktischen Bereiches von
so etwa 0,05 mm bis 0,1270 mm liegt. Im Zusammenhang mit diesem Faktor ist es von Wichtigkeit, daraul
hinzweisen, daß ein Spiel von 0,381 mm bis 0,5080 mm bei einer Schraubspindel völlig unbefriedigende Ergebnisse
bei entsprechenden Erprobungen lieferte. Die Anordnung zeigte eine deutliche Neigung, sehr schnei
zu fressen. Außerdem war die Einrichtung schwer ir Betrieb zu setzen. Das Merkmal, daß praktisch keir
Spiel vorhanden ist, muß daher mit aller Vorsichi gewährleistet sein. In jedem der oben erwähnten Fälle
bei denen entweder die beiden kleineren Durchmesse! oder die beiden größeren Durchmesser der Schraub
spindel und der Mutter praktisch kein Spiel aufweisen zeigen die anderen Durchmesser ein erhebliches Mal
an Spiel. Dieses Spiel Ci ist vorzugsweise verhältnis
mäßig groß, damit diesem schraubenförmigen Raum eir besonderes Schmiermittelreservoir von etwa 1,016 mn
Dicke gebildet werden kann. Ein solches Spiel besteh vorzugsweise zwischen den größeren Durchmessen
der Gewinde, wie sie in den F i g. 3 und 4 dargestellt sind.
Die gegenseitige Lage der Schraubspindel- und der Muttergewinde ist in axialer Richtung zweckmäßigerweise mit einem bestimmten und begrenzten axialen
Spiel C2 behaftet. Während sich dies Spiel in einer Größenordnung von etwa 0,0508 mm bis zu 0,635 mm
befindet, birgt ein axiales Spiel von nur 0,0508 mm normalerweise die Gefahr des Gewindefressens in sich,
während ein axiales Spiel in einer Größenordnung von etwa 0,635 mm die Möglichkeit einer Gewindezerstörung verstärkt Vorzugsweise liegt das axiale Spiel etwa
zwischen 0,05 und 0,127 mm.
Weiterhin wurde experimentell festgestellt, daß auch
die Gewindesteigung eine erhebliche Rolle bei einem derartigen Hebewerk spielt. Sie soll in einem Bereich
von etwa 4°40' bis etwa 7° liegen. Eine Abweichung von diesem Bereich beeinträchtigt die Betriebseigenschaften dieser Anordnung sehr nachdrücklich. Eine bemerkenswerte Abweichung von einigen Grad oder mehr hat
zur Folge, daß das neue Hebewerk keinen praktischen Nutzen hat.
Eine andere wesentliche Größe ist der Flankenwinkel der Seitenwandungen eines Gewindeganges. Dieser
Flankenwinkel ist klein und soll zwischen 0° und ungefährt 10° liegen, vorzugsweise zwischen etwa 6°
und etwa 10°, wobei ungefähr 7° einen besonders bevorzugten Wert darstellt. Mit dem Ausdruck Flankenwinkel wird der Winkel zwischen einer Planke oder
Seitenwand eines Getriebeganges und einer Ebene bezeichnet, die den jeweiligen Gewindegang halbiert,
wenn man eine bestimmte Längsschnittansicht zugrunde legt. Drückt man dies in üblicher Weise verwendeten
Begriffen aus, so bedeutet es einen Spitzenwinkelbereich der Gewinde von 0° bis 20°, mit einem
bevorzugten Bereich von ungefähr 12° bis 20° und einem am meisten bevorzugten Wert von ungefähr 14°.
Es darf darauf hingewiesen werden, daß dieser Spitzenwinkel den doppelten Wert des Flankenwinkels
darstellt, da der Spitzenwinkel den Winkel zwischen den beiden Seitenwandungen eines Gewindeganges darstellt.
Bei dieser neuartigen Anordnung des Hebewerkzeuges einer Schraubspindel mit einer Mutter sind die
Gewindegänge vorzugsweise auch erheblich größer als herkömmliche Gewindegänge, die bisher in Fahrwerksausrüstungen und ähnlichen Vorrichtungen benutzt
werden. Die Gewindetiefe entspricht vorzugsweise einer 3/4-Ganghöhe, sie liegt jedoch im allgemeinen in
einem Bereich von Ve-Ganghöhe bis Ve-Ganghöhe.
Wenn die Gewindetiefe auf einen Wert von V2-Ganghöhe oder einen niedrigeren Wert verringert wird, wird
der Gewindeverschleiß außerordentlich hoch, während dann, wenn die Gewindetiefe bis zu einer vollen
Ganghöhe oder mehr vergrößert wird, die Schraubspindel zu schwach für einen Einsatz in Hebewerken für
Anhängerfahrwerke wird.
Der Steigungswinkel und der Spitzenwinkel sind für die Schraubspindel und die damit zusammenwirkende
Mutter praktisch gleich. In den Fig.3 und 4 sind zwei
typische Kombinationen 51, Ni und S 2, N 2 von
Schraubspindein S und Muttern N dargestellt, die für
das oben beschriebene neue Hebewerk für Straßenfahrzeuge bestimmt sind, und deren Abmessungen in den
Zeichnungen nebst den Toleranzen eingetragen sind, um die gegenseitigen Verhältnisse möglichst eindeutig
zu bestimmen. Dabei.sind sämtliche Längenabmessungen in mm angegeben. Diese als Ausführungsbeispiele
herausgegriffenen Schraubspindeln weisen beide einen
Durchmesser von 44,45 mm auf. In beiden Beispielen
wird der Lager-Büchseneffekt zwischen dem Schraubspindelkerndurchmesser und dem Mutterflankendurchmesser herbeigeführt. Beide weisen vorzugsweise einen
Durchmesser von 34,925 mm auf, wobei sich kein Spiel zwischen ihnen befindet, obwohl geringfügige Toleranzabweichungen mit einer möglichen Gesamttoleranzbreite von 0,127 mm für praktische Herstellungszwecke
vorgesehen sind; dies entspricht einer möglichen
ίο Gesamttoleranz von —0,0508 mm an der Schraubspindel und +0,0762 mm an dem Muttergewinde.
Das Spiel zwischen dem Außendurchmesser der Schraubspindel und dem Außendurchmesser der Mutter
beträgt etwa 1,0160 mm, wobei sich dieser Wert aus
45,466 mm — 44,450 mm zusammensetzt, plus oder
minus von mehreren Hundertstelmillimetern infolge verhältnismäßig flexibler Toleranzen. Derartige Abmessungen lassen die Ausbildung eines sehr vorteilhaften
Schmiermittelreservoirs in der äußeren Gewindezone
zu (vgl. Fig.5). Das Schmiermittel hat infolge der
aufeinander abgestimmten Abmessungen der Anordnung die Neigung, eher in der Anordnung zu verharren
als herausgedrückt zu werden, wie es bei den meisten herkömmlichen Anordnungen auftritt Dieses schrau
benförmige Schmiermittelreservoir übt einen Wischef
fekt auf die Windungen aus.
Bei diesen Ausführungsbeispielen beträgt der Spitzenwinkel 14°, d. h, der Flankenwinkel beträgt 7°,
während der Steigungswinkel 5°49' ist. Die Gewinde
gänge weisen eine Tiefe auf, die etwa 3/,i der Ganghöhe
entspricht Wenn diese Schraubspindel und Muttern innerhalb des Schraubgetriebes in einen gegenseitigen
Gewindeeingriff gelangen, und zwar unter gleichzeitiger Einwirkung einer Druckkraft, wie z. B. in einem
Fahrzeugfahrwerk (vgl. Fig.6), so befinden sich die
Kernflächen des Schraubspindelgewindes in vollständigem Eingriff mit den Vorderseiten der Flanke des
Muttergewindes bei den kleineren Durchmessern der Schraubspindel und der Mutter. Zwischen den Vorder
seiten der Flanken des Schraubspindelgewindes und den
Kernflächen des Muttergewindes befindet sich jedoch ein deutliches Spiel zur Ausbildung eines Schmiermittelreservoirs. In dieses schraubenförmige Reservoir
während des ersten Zusammenbaues eingebrachtes
Schmiermittel bleibt während einer verhältnismäßig
langen Zeit in dem Getriebe, da es zwischen den unteren Seitenwänden des Schraubspindelgewindes und den
benachbarten oberen Seitenwänden des Muttergewindes nicht herausgedrückt werden kann, weil sich diese in
einem fortwährenden Lagereingriff über die gesamte Länge der Mutter befinden.
Es ist ein bestimmtes axiales Spiel von etwa 0,254 mm bis 0381 mm vorgesehen. Es wurde bereits darauf
hingewiesen, daß dieses Spiel zwischen der oberen
Seitenwandung des Schraubspindelgewindes und den
damit benachbarten unteren Seitenwandungen des Muttergewindes besteht wenn sich die Anordnung
unter der Einwirkung einer zusammendrückenden Druckkraft befindet. Dieses Spiel vermeidet in sicherer
Weise das Auftreten von Erscheinungen wie dem Fressen des Gewindes unter dem Einfluß von
Biegekräften, die ihrerseits unter der Einwirkung von Druckkräften entstehen, wenn es sich darum handelt,
eine Last mittels Stützen anzuheben, wie es beispiels
weise bei Hebewerken von Straßenfahrzeugen der Fall
ist
Wird die oben beschriebene Schraubspindel- und Mutteranordnung in einem Fahrwerk verwendet, so
sollte der Schraubenspindeldurchmesser in einem Durchmesserbereich von etwa 38,1 mm bis 50,8 mm
liegen, üblicherweise 38,1 mm, 44,45 mm oder 50,80 mm, vorzugsweise jedoch 44,45 mm betragen. Diese Kombination
weist sowohl bei Handbetätigung als auch bei Betätigung durch eine Energiequelle erhebliche Vorteile
auf. Wird sie für andere Zwecke benutzt, so können
10
kleinere oder größere Schraubspindel- und entsprechende Muttergrößen erforderlich sein, von beispielsweise
45,4 mm bis 76,2 mm od. dgl. Für die grundsätzlichen Abmessungen und Winkel sollen die oben
erläuterten, gleichen Verhältnisse hier eingehalten werden, wobei die Proportionen grundsätzlich gleich
sein sollen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Hebewerk für Straßenfahrzeuge, mit längenveränderlichen Stützen, welche je aus einer über
Kegelzahnräder mit Hilfe einer Handkurbel bewegten Schraubspindel und einer mit der Schraubspindel
im Eingriff stehenden Mutteranordnung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schraubgewinde einer der Schraubspindeln (Si; S2)
einen Steigungswinkel zwischen etwa 4° 40' und 7° und einen Spitzenwinkel von etwa 0—20° aufweist,
daß das Innengewinde der Mutter (Ni; N2) einen entsprechenden Steigungswinkel und einen entsprechenden
Spitzenwinkel hat und daß zwischen der einen Paarung (a) aus großen Durchmessern von
Schraubspindelgewinde und Muttergewinde und der Paarung (b) aus kleineren Durchmessern von
Schraiibspindelgewinde und Muttergewinde ein vernachlässigbar kleines axiales Spiel zur Bildung
einer verhältnismäßig engen Gleitlagerung nach Art einer Lager-Büchsenanordnung besteht.
2. Hebewerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vernachlässigbar kleine axiale
Spiel einen Wert zwischen 0 und 0,190 mm hat.
3. Hebewerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vernachlässigbare kleine
axiale Spiel zwischen 0,05 und 0,1270 mm beträgt.
4. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel der
Gewinde etwa 12° —20° beträgt.
5. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel etwa
0,0508 bis 0,635 mm beträgt.
6. Hebewerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel etwa
0,1270 bis 0,381 mm beträgt.
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