DE19625999C2 - Gewindespindelantrieb für eine Transportvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gewindespindelantrieb für eine Transportvorrichtung mit einer Gewindespindel, mit der eine Tragmutter zum Transportieren einer Last sowie eine in axialer Richtung im Abstand zur Tragmutter angeordnete und über ein Verbindungselement drehfest mit dieser verbundene Sicherheits­ mutter in Eingriff stehen, wobei die Tragmutter bei ihrem Ver­ sagen in Richtung auf die Sicherheitsmutter verschiebbar ist und das Verbindungselement sowohl bei ordnungsgemäßer Funktion des Gewindespindelantriebs als auch nach dem Versagen der Tragmutter ein Drehmoment zwischen der Tragmutter und der Si­ cherheitsmutter übertragen kann.

Gewindespindelantriebe werden zum Transport sowohl von Perso­ nen als auch von Sachen verwendet und können sowohl waagerecht als auch senkrecht eingesetzt werden, z. B. in Form von Hebe­ bühnen oder Aufzügen. Hierzu kann eine Gewindespindel bei­ spielsweise von einem Elektromotor in Rotation versetzt wer­ den, so daß sich eine verdrehungssicher gehaltene Tragmutter längs der Gewindespindel hin- und herbewegt. Die Tragmutter dient üblicherweise der Halterung einer Tragplattform, auf der die Personen oder Sachen transportiert werden können. Statt des Antriebes der Spindel bei verdrehungssicher gehaltener Tragmutter kann selbstverständlich auch die Spindel festge­ setzt und die Tragmutter mit Sicherheitsmutter angetrieben werden. In den folgenden Beschreibungen wird der Einfachheit halber nur eine Version, diejenige mit angetriebener Spindel und verdrehungssicher gehaltener Tragmutter mit Sicherheits­ mutter, beschrieben.

Die Tragmutter wird sowohl axial als auch radial belastet, wo­ bei die Belastung über das Gewinde übertragen wird. Sowohl das Gewinde der Spindel als auch das Gewinde der Tragmutter sind einem Verschleiß ausgesetzt, wobei allerdings der Verschleiß der Tragmutter größer ist als derjenige der Spindel, da das Gewinde der Tragmutter als kurzes Gewinde auf einem lang aus­ gebildeten Spindelgewinde immer mit der ganzen Gewindelänge in Eingriff steht. Hinzu kommt, daß die Tragmutter bei üblichen Spindelantrieben aus weicherem Material hergestellt ist als die Gewindespindel oder die Tragmutter technisch anspruchsvol­ ler aufgebaut ist, zum Beispiel als Kugelumlaufmutter oder Planetenrollengewindemutter. Für den Fall, daß durch Überbela­ stung oder Abnutzung die Tragmutter versagt, also zum Beispiel reißt, und dann über ihr Gewinde keine Axialkraft mehr über­ tragen werden kann, ist als Sicherheit gegen den Absturz der Last in Belastungsrichtung hinter der Tragmutter die Sicher­ heitsmutter vorgesehen, die dann die durch die Last auftreten­ den Kräfte aufnehmen soll. Die Sicherheitsmutter gewährleistet somit bei Versagen der Tragmutter den Weitertransport der Last oder verhindert ein Abstürzen von Bauteilen, indem sie die im Normalfall auf die Tragmutter wirkenden Kräfte übernimmt. Hierbei muß gewährleistet werden, daß das Zerstören der Trag­ mutter nicht zum Freiwerden der Sicherheitsmutter führen kann, d. h. die axialen und radialen Kräfte sowie die Drehmomente müssen in jedem möglichen Betriebszustand entweder von der Tragmutter oder von der Sicherheitsmutter übertragen werden. Das von der Tragmutter auf die Sicherheitsmutter zu übertra­ gende Drehmoment entsteht durch die im Belastungsfall der Si­ cherheitsmutter auftretende Reibung zwischen Sicherheitsmutter und Gewindespindel und den Reaktionskräften, die sich aus der Belastung und den geometrischen Verhältnissen am Gewinde erge­ ben.

Damit der Wechsel der Belastung von der Tragmutter auf die Si­ cherheitsmutter nicht übersehen wird, ist üblicherweise ein Sicherheitsschalter vorgesehen, der bei Belastung der Sicher­ heitsmutter betätigt wird. Hierzu ist die Sicherheitsmutter in axialer Richtung im Abstand zur Tragmutter angeordnet, und die Tragmutter ist derart mit der Sicherheitsmutter verbunden, daß sie bei Versagen in Richtung auf die Sicherheitsmutter ver­ schiebbar ist. Die Verschiebebewegung der Tragmutter im Versa­ gensfall stellt einen Schaltweg für den Sicherheitsschalter dar, der durch diese Relativbewegung zwischen Tragmutter und Sicherheitsmutter betätigt wird.

An die Verbindung zwischen Tragmutter und Sicherheitsmutter wird somit die Anforderung gestellt, daß einerseits möglichst nur geringe Axialkräfte übertragen werden, so daß sich im Fal­ le des Versagens die Tragmutter in Richtung auf die Sicher­ heitsmutter bewegt. Andererseits muß die Verbindung gewährlei­ sten, daß zwischen den beiden Bauteilen ein hohes Drehmoment übertragen werden kann, so daß auch nach der Zerstörung der Tragmutter der Weitertransport der Last gewährleistet ist. In der US-PS 5,404,968 wird zu diesem Zweck eine Stiftverbindung vorgeschlagen, bei der in eine der Sicherheitsmutter zugewand­ te Ringfläche der Tragmutter eine Anzahl von Stiften einge­ setzt sind, die mit ihren freien, in Richtung auf die Sicher­ heitsmutter weisenden Enden in Bohrungen der im Abstand zur Tragmutter angeordneten Sicherheitsmutter eingreifen. Kann die Tragmutter im Falle des Versagens keine Axialkräfte mehr über­ tragen, so rutscht sie auf die Sicherheitsmutter, da die Stif­ te in den Bohrungen der Sicherheitsmutter frei verschiebbar sind. Bei dieser Konstruktion wird der erforderliche Gleich­ lauf zwischen Tragmutter und Sicherheitsmutter mit Hilfe der in die Bohrungen der Sicherheitsmutter eingreifenden Stifte realisiert. Da die Sicherheitsmutter im Abstand zur Tragmutter angeordnet ist, tritt in den Stiften ein Biegemoment auf, das zur Folge hat, daß die Stifte relativ dick ausgebildet sein müssen. Dies wiederum führt dazu, daß die Durchmesser der Tragmutter und der Sicherheitsmutter relativ groß gewählt wer­ den müssen. Die bekannte Konstruktion hat somit den Nachteil, daß sie einen relativ großen Einbauraum erfordert. Außerdem ist die bekannte Konstruktion mit einem beträchtlichen Her­ stellungs- und Montageaufwand für die Tragmutter und die Si­ cherheitsmutter verbunden und damit verhältnismäßig teuer.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 78 13 661 U1 ist ein Ge­ windespindelantrieb bekannt, bei dem eine U-förmige Klemmvor­ richtung als Verbindungselement zwischen der Tragmutter und der Sicherheitsmutter dient. Die Klemmvorrichtung ist mittels Bolzen drehfest mit der Sicherheitsmutter und der Tragmutter verbunden, wobei die Bolzen jeweils fest in einem Führungsan­ satz der Sicherheitsmutter und der Tragmutter angeordnet und in Führungsschlitzen der Klemmvorrichtung geführt sind. Im Falle eines Versagens der Tragmutter ist die Tragmutter in Richtung auf die Sicherheitsmutter dadurch verschiebbar, daß die Bolzen in den Führungsschlitzen im wesentlichen in Rich­ tung der Längsachse der Gewindespindel verschieblich geführt sind.

Der aus der DE 78 13 661 U1 bekannte Gewindespindelantrieb weist somit einen sehr aufwendigen Aufbau auf, da zur ord­ nungsgemäßen Anordnung der Klemmvorrichtung bezüglich der Tragmutter und der Sicherheitsmutter neben den zum Einsatz kommenden Bolzen in den Führungsansätzen auch noch eine sich einerseits an der Klemmvorrichtung und andererseits an einem Auflagekonsol abstützende Druckfeder erforderlich ist, die da­ für sorgt, daß der der Sicherheitsmutter zugeordnete Bolzen im Normalbetrieb des Gewindespindelantriebs in einem geraden Be­ reich des korrespondierenden Führungsschlitzes der Klemmvor­ richtung zu stehen kommt. Die Bolzen und die korrespondieren­ den Führungsschlitze müssen sehr genau gearbeitet sein, um ei­ nerseits eine spielfreie, drehfeste Verbindung zwischen der Tragmutter und der Sicherheitsmutter herzustellen, und ande­ rerseits eine Verschiebung der Bolzen in den Führungsschlitzen zu ermöglichen. Um das erforderliche Drehmoment zwischen der Tragmutter und der Sicherheitsmutter übertragen zu können, muß die U-förmige Klemmvorrichtung relativ dick ausgebildet sein. Ferner benötigt die gesamte Anordnung aus Tragmutter, Sicher­ heitsmutter und Klemmvorrichtung einen relativ großen Einbau­ raum, da die Klemmvorrichtung notwendigerweise neben den bei­ den Muttern angeordnet sein muß.

Ein weiterer Gewindespindelantrieb ist aus dem deutschen Ge­ brauchsmuster DE 78 35 571 bekannt. Bei diesem ist eine Si­ cherheitsmutter über eine als Verbindungselement dienende Füh­ rungsschiene mit einer Tragmutter drehfest verbunden. Die Füh­ rungsschiene greift in jeweils eine Längsnut der beiden Mut­ tern ein und ist mittels einer Schraube an der Tragmutter, nicht jedoch an der Sicherheitsmutter festgelegt. Verschiebt sich im Versagensfall die Tragmutter in Richtung auf die Si­ cherheitsmutter, so wird die Führungsschiene als Ganzes rela­ tiv zu der Sicherheitsmutter längs der in der Sicherheitsmut­ ter vorgesehenen Längsnut verschoben.

Bei dem aus der DE 28 35 571 U1 bekannten Gewindespindelan­ trieb ist von Nachteil, daß die Führungsschiene, um ein aus­ reichend hohes Drehmoment zwischen der Tragmutter und der Si­ cherheitsmutter übertragen zu können, wegen des auftretenden Biegemoments relativ dick ausgebildet sein muß. Ferner muß die Längsnut in der Sicherheitsmutter relativ tief sein, um einen ausreichenden Eingriff zwischen der Führungsschiene und der Sicherheitsmutter zu gewährleisten. Infolgedessen muß der Durchmesser der Sicherheitsmutter entsprechend groß gewählt werden, so daß die gesamte Anordnung aus Tragmutter, Sicher­ heitsmutter und Führungsschiene einen großen Einbauraum erfor­ dert. Ferner müssen die Führungsschiene und die Längsnut der Sicherheitsmutter präzise gearbeitet sein, um einerseits einen ausreichenden Eingriff zwischen der Führungsschiene und der Längsnut zu gewährleisten und andererseits eine Verschiebung der Führungsschiene relativ zu der Sicherheitsmutter beim Ver­ sagen der Tragmutter zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gewindespin­ delantrieb der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er wenig Einbauraum erfordert und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Gewindespindelantrieb der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungselement als drehfest an der Trag- und der Sicher­ heitsmutter gehaltener, dünnwandiger Steg ausgestaltet ist, der so ausgebildet ist, daß er sich beim Versagen der Tragmut­ ter aufgrund der damit verbundenen Belastung in Richtung der Längsachse der Gewindespindel derart plastisch oder elastisch verformt, daß die Tragmutter in Richtung auf die Sicherheits­ mutter verschiebbar ist.

Das erfindungsgemäße Konzept bietet den Vorteil, daß die Trag­ mutter in Richtung auf die Sicherheitsmutter im Versagensfall verschiebbar ist, ohne daß dazu das Verbindungselement als Ganzes relativ zu der Tragmutter und/oder der Sicherheitsmut­ ter verschoben wird. Daher sind weder an der Tragmutter noch an der Sicherheitsmutter zwingend Einrichtungen erforderlich, um das Verbindungselement an der Tragmutter bzw. an der Si­ cherheitsmutter verschieblich zu führen. Da das Verbindungs­ element gemäß der Erfindung nicht verschoben werden muß, kann es mit verhältnismäßig großen Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Ferner benötigt die gesamte Anordnung aus Tragmutter, Sicherheitsmutter und Verbindungselement einen geringeren Ein­ bauraum als gemäß dem Stand der Technik.

Erfindungsgemäß sind die Trag- und die Sicherheitsmutter über einen dünnwandigen Steg miteinander verbunden. Dessen Wand­ stärke kann so gewählt werden, daß sich der Steg im Falle des Versagens der Tragmutter aufgrund der damit verbundenen hohen axialen Belastung plastisch oder elastisch verformt, so daß die Tragmutter bei Versagen in Richtung auf die Sicherheits­ mutter verschiebbar ist. Da der dünnwandige Steg drehfest so­ wohl mit der Tragmutter als auch mit der Sicherheitsmutter verbunden ist, können über den Steg die erforderlichen Drehmo­ mente übertragen werden. Der Steg umgibt die Gewindespindel in dem zwischen der Trag- und der Sicherheitsmutter liegenden Be­ reich in Umfangsrichtung zumindest teilweise. Diese Anordnung hat zur Folge, daß der Steg bezüglich der Längsachse der Ge­ windespindel ein hohes polares Widerstandsmoment aufweist, so daß hohe Drehmomente übertragen werden können. Das in Form des dünnwandigen Steges ausgebildete Verbindungselement erfordert nur wenig Einbauraum und weist nur einen geringen Herstel­ lungs- und Montageaufwand auf.

Bei der Dimensionierung der Wandstärke des Steges ist darauf zu achten, daß die dünne Wand bei ordnungsgemäßer Funktion des Gewindespindelantriebs die Sicherheitsmutter im gewünschten Abstand - passend zur Gewindesteigung der Gewindespindel - zur Tragmutter hält, und zwar auch in dem Falle, daß aufgrund von Schmutzteilchen eine erhöhte Reibungskraft zwischen den Gewin­ deteilen wirkt. Der axialen Belastung bei Versagen der Trag­ mutter hält der dünnwandige Steg allerdings nicht stand, son­ dern er gibt dieser Belastung nach, so daß die Tragmutter in Richtung auf die Sicherheitsmutter verschiebbar ist. Jedoch kann auch im Versagensfall ein genügend großes Drehmoment zwi­ schen der Tragmutter und der Sicherheitsmutter über den Steg übertragen werden, so daß die Last sicher gehalten wird oder zum nächsten Haltepunkt transportierbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Steg einteilig mit der Tragmutter und/oder der Sicherheitsmut­ ter verbunden ist. So kann beispielsweise die Tragmutter schon bei ihrer Herstellung mit einem auf die Sicherheitsmutter wei­ senden Steg ausgestaltet werden, so daß zusätzliche Befesti­ gungsmittel zwischen Steg und Tragmutter entfallen.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß Tragmutter, Steg und Sicherheitsmutter als einteiliges Werkstück ausgebildet sind, so daß für die Befestigung des Steges an den Muttern keinerlei zusätzliche Befestigungsmittel zum Einsatz kommen müssen.

Da von der Sicherheitsmutter in der Regel lediglich Notlaufei­ genschaften gefordert werden, während die Tragmutter meistens relativ aufwendig ausgestaltet ist, kann es günstig sein, statt einer einteiligen Mutterkombination zwei separate Mut­ tern zu verwenden. In diesem Falle ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Steg in Höhe der Tragmutter und/oder der Sicherheitsmutter einen Bund zur Aufnahme eines ein Drehmoment übertragenden Befestigungsmit­ tels umfaßt. Der Steg kann beispielsweise einteilig mit der Tragmutter verbunden sein und in Höhe der Sicherheitsmutter einen Bund aufweisen, der mit Durchgangsbohrungen versehen ist, so daß der Steg mit der Sicherheitsmutter beispielsweise verschraubt oder verstiftet werden kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Steg zwischen der Trag- und der Sicherheitsmutter ei­ nen schräg zur Längsachse der Gewindespindel verlaufenden Ab­ schnitt umfaßt. Bei axialer Belastung des Steges im Versagens­ fall der Tragmutter wird durch den schräg verlaufenden Ab­ schnitt eine starke Einfederung oder eine plastische Verfor­ mung des Steges sichergestellt, so daß sich die Tragmutter in Richtung auf die Sicherheitsmutter verschiebt und durch den so gewonnenen Schaltweg ein Sicherheitsschalter betätigbar ist.

In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, daß der Steg im Bereich zwischen der Trag- und Sicherheitsmutter eine in Um­ fangsrichtung verlaufende Kehlung aufweist. Die Kehlung stellt hinsichtlich der axialen Belastbarkeit des Steges eine Schwachstelle dar, an der im Falle eines Versagens der Trag­ mutter bevorzugt eine Verformung des Steges erfolgt. Auf diese Weise kann schon bei der Konstruktion des Gewindespindelan­ triebs diejenige Stelle definiert werden, an der im Falle ei­ ner Zerstörung der Tragmutter die Verformung des Steges erfol­ gen soll.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Gewindespindelantriebs ist vorgesehen, daß der Steg durch jeweils eine im Bereich zwischen der Trag- und der Si­ cherheitsmutter an der von der Gewindespindel abgewandten Außenseite sowie in axialem Abstand dazu an der der Gewinde­ spindel zugewandten Innenseite der Verbindungswand in Umfangs­ richtung verlaufende Nut gebildet wird. Eine derartige Ausge­ staltung ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung, indem beispielsweise die Trag- und die Sicherheitsmutter als einteiliges Werkstück ausgebildet sind und ein die beiden Mut­ tern verbindendes Wandstück durch zwei dicht übereinanderlie­ gende Einstiche zu einer dünnen Wand umgeformt werden. Die Einstiche sind dabei in axialer Richtung versetzt angeordnet, wobei der eine Einstich an der von der Gewindespindel abge­ wandten Außenseite des die beiden Muttern verbindenden Wand­ stückes erfolgt, während der andere Einstich beispielsweise in geringem Abstand darunter an der der Gewindespindel zugewand­ ten Innenseite erfolgt, so daß jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut eingearbeitet wird und daß zwischen den beiden Nuten eine zum Beispiel nur 1 mm dicke, in vorteilhafter Weise schräg zur Längsachse der Gewindespindel verlaufende Wand ste­ henbleibt, während das restliche Material der die beiden Mut­ tern verbindenden Wand in diesem Bereich abgetragen oder ver­ drängt wird.

Um sicherzustellen, daß das Versagen der Tragmutter und der Wechsel der Belastung auf die Sicherheitsmutter vom Benutzer des Gewindespindelantriebs nicht übersehen wird, ist in vielen Fällen ausdrücklich vorgeschrieben, daß bei Belastung der Si­ cherheitsmutter ein Sicherheitsschalter betätigt wird. Der Si­ cherheitsschalter kann z. B. starr mit der Tragmutter verbunden sein, so daß er sich im Versagensfall zusammen mit der Trag­ mutter in Richtung auf die Sicherheitsmutter verschiebt. An dem Sicherheitsschalter kann eine Schaltrolle vorgesehen sein, die auf eine an der Sicherheitsmutter angeordnete Schaltnocke aufläuft und dabei den Sicherheitsschalter betätigt, wenn sich die Tragmutter bei ihrem Versagen in Richtung auf die Sicher­ heitsmutter bewegt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die von der Gewindespindel abgewandte Außenseite des Stegs eine Schaltfläche bildet zur Anlage eines Schaltele­ ments einer die Funktion der Tragmutter überwachenden Sicher­ heitseinrichtung, z. B. in Form eines Sicherheitsschalters. Bei einer derartigen Ausgestaltung kommt beispielsweise ein Schaltstift des Sicherheitsschalters an der Außenseite des Stegs zur Anlage, und aufgrund der bei einem Versagen der Tragmutter erfolgenden Verformung des Steges wird der Schaltstift des Sicherheitsschalters verschoben. Die Verfor­ mung des Stegs hat somit unmittelbar zur Folge, daß der Si­ cherheitsschalter betätigt wird, eine zusätzliche Schaltnocke ist nicht erforderlich.

Ein besonders hohes Drehmoment läßt sich von der Tragmutter auf die Sicherheitsmutter dadurch übertragen, daß der Steg die Gewindespindel rotationssymmetrisch umgibt, da eine derartige Anordnung des Steges ein hohes polares Widerstandsmoment auf­ weist.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steg als die Gewindespindel in Umfangsrichtung im wesent­ lichen vollständig umgebende Hülse ausgebildet ist. Die Hülse ermöglicht eine besonders einfache Herstellung und Montage des Gewindespindelantriebs. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Hülse die einander benachbarten Endbereiche der in axialem Abstand zueinander angeordneten Tragmutter und Si­ cherheitsmutter umgibt und drehfest mit diesen verbunden ist, zum Beispiel indem die Hülse mit den Muttern verschraubt oder verstiftet ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgese­ hen, daß die Hülse an der Trag- und der Sicherheitsmutter flüssigkeits- und schmutzdicht anliegt. Eine derartige Ausge­ staltung gewährleistet auf konstruktiv einfache Weise, daß in den Bereich zwischen den beiden Muttern kein Schmutz eindrin­ gen bzw. kein Schmiermittel aus dem Bereich austreten kann. Üblicherweise ist die Tragmutter an ihren Enden mit Schmutzab­ streifern oder Bürsten versehen, die dafür sorgen sollen, daß eventuell in dem Gewinde der Spindel befindlicher Schmutz nicht in den Bereich der Tragmutter gelangt und einen Ver­ schleiß oder gar eine Gewindezerstörung verursacht. Hierbei besteht allerdings die Gefahr, daß sich der Schmutz statt des­ sen in der Sicherheitsmutter staut. Ist die Sicherheitsmutter auf ihrer der Tragmutter zugewandten Seite ebenfalls mit Ab­ streifern oder Bürsten versehen, so sind diese exakt zu füh­ ren, um dauerhaft eine gute Reinigungswirkung zu gewährlei­ sten. Dies erfordert zusätzlichen Bearbeitungs- und Montage­ aufwand an der Sicherheitsmutter. Dieser Aufwand wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion vermieden, indem die Hülse si­ cherstellt, daß in den Zwischenraum zwischen Trag- und Sicher­ heitsmutter weder Schmutz noch Flüssigkeiten eindringen kön­ nen.

Von Vorteil ist es, wenn bei einer mehrteiligen Ausführung der Anschluß zwischen der Hülse und der Trag- und/oder der Sicher­ heitsmutter durch eine formlose Dichtpaste zusätzlich abge­ dichtet ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der nä­ heren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Gewindespindelan­ triebs;

Fig. 2a eine Schnittansicht von Trag- und Sicherheits­ mutter gemäß der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform bei unbelasteter Sicherheitsmut­ ter;

Fig. 2b eine Schnittansicht entsprechend Fig. 2a bei belasteter Sicherheitsmutter;

Fig. 3a eine Schnittansicht von Trag- und Sicherheits­ mutter einer zweiten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Gewindespindelantriebs bei un­ belasteter Sicherheitsmutter;

Fig. 3b eine Schnittansicht entsprechend Fig. 3a bei belasteter Sicherheitsmutter;

Fig. 4a eine Schnittansicht von Trag- und Sicherheits­ mutter einer dritten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Gewindespindelantriebs bei un­ belasteter Sicherheitsmutter und

Fig. 4b eine Schnittansicht entsprechend Fig. 4a bei belasteter Sicherheitsmutter.

In Fig. 1 ist ein Gewindespindelantrieb 10 dargestellt mit einer Gewindespindel 12, die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Motor in Rotation um ihre Längsachse 13 versetzt werden kann. Mit der Gewindespindel 12 steht eine Tragmutter 14 in Eingriff, die an ihrer Außenseite einen in Umfangsrich­ tung verlaufenden Flansch 15 aufweist. Dieser trägt eine An­ bauplatte 16, die zum Beispiel als Tragplatte einer Hebebühne ausgebildet sein kann. Die Anbauplatte 16 ist auf dem Flansch 15 mittels diesen durchgreifenden Schrauben 17 drehfest gehal­ ten.

In axialem Abstand zur Tragmutter 14 steht eine Sicherheits­ mutter 18 mit der Gewindespindel 12 in Eingriff, die über ei­ nen Steg 20 drehfest mit der Tragmutter 14 verbunden ist. An der der Sicherheitsmutter 18 zugewandten Unterseite der Anbau­ platte 16 ist ein Schalteranbau 21 angeordnet, der einen Si­ cherheitsschalter 22 trägt mit einem Taster 23, an dessen der Gewindespindel 12 zugewandter Spitze eine Schaltrolle 24 posi­ tioniert ist. Die Schaltrolle 24 liegt an der Außenseite 26 der Sicherheitsmutter 18 an, an der eine Schaltnocke 27 gehal­ ten ist, auf die die Schaltrolle 24 bei Verschieben der Trag­ mutter 14 in Richtung auf die Sicherheitsmutter 18 aufläuft.

Wird die Gewindespindel 12 vom Motor in Rotation versetzt, so bewegt sich die aufgrund ihrer Verbindung mit der Anbauplatte 16 verdrehungssicher gehaltene Tragmutter 14 je nach Drehsinn der Gewindespindel 12 auf oder ab. Eine auf der Anbauplatte 16 positionierte Last kann dadurch angehoben oder abgesenkt wer­ den. Kommt es durch Überbelastung oder durch Abnutzung zu ei­ nem Versagen der Tragmutter 14, so daß diese über ihr Gewinde keine Axialkraft mehr übertragen kann, so wird der Steg 20 mit der auf die Tragmutter 14 einwirkenden Axialkraft beauf­ schlagt. Wie nachfolgend beschrieben wird, hat dies eine Ver­ formung des Stegs 20 zur Folge, so daß sich die Tragmutter 14 in Richtung auf die Sicherheitsmutter 18 verschiebt und da­ durch die Schaltrolle 24 auf die Schaltnocke 27 der Sicher­ heitsmutter 18 aufläuft.

Wie aus Fig. 2a ersichtlich ist, wird der Steg 20 von einer einstückig sowohl mit der Tragmutter 14 als auch mit der Si­ cherheitsmutter 18 verbundenen Hülse 30 gebildet, die auf ih­ rer von der Gewindespindel 12 abgewandten Außenseite 31 und auf ihrer der Gewindespindel 12 zugewandten Innenseite 32 je­ weils eine in Umfangsrichtung verlaufende V-förmige Nut 33 bzw. 34 aufweist. Diese beiden Nuten 33 und 34 sind axial ver­ setzt zueinander angeordnet, so daß sich zwischen ihnen ein dünnwandiger, schräg zur Längsachse 13 der Gewindespindel 12 verlaufender Abschnitt 35 ausbildet.

Über den Steg 20 ist die Sicherheitsmutter 18 drehfest mit der Tragmutter 14 verbunden, und da der Steg 20 in Umfangsrichtung der Gewindespindel 12 verläuft, weist er ein hohes polares Wi­ derstandsmoment bezüglich der Längsachse 13 der Gewindespindel 12 auf, so daß über den Steg 20 ein großes Drehmoment von der Tragmutter 14 auf die Sicherheitsmutter 18 übertragen werden kann. Der Steg 20 ist allerdings in axialer Richtung aufgrund seiner dünnwandigen Ausgestaltung nur sehr wenig belastbar, so daß es bei einem Versagen der Tragmutter 14 aufgrund der damit verbundenen hohen Axialbelastung zu einer Verformung des Stegs 20 kommt. Dies ist in Fig. 2b dargestellt. Aufgrund der hohen Axialbelastung ist der schräg verlaufende Abschnitt 35 des Stegs 20 eingeknickt, und dadurch hat sich die Tragmutter 14 um den Verschiebeweg s in Richtung auf die Sicherheitsmutter 18 verschoben. Die Verschiebung der Tragmutter 14 um den Weg s hat zur Folge, daß die Schaltrolle 24 auf die Schaltnocke 27 aufläuft und dadurch der Sicherheitsschalter 22 betätigt wird.

In den Fig. 3a und 3b ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewindespindelantriebs dargestellt. Hierbei werden wie in den nachfolgend beschriebenen Fig. 4a und 4b für gleiche oder gleichartige Teile jeweils die den Fig. 1, 2a und 2b entsprechenden Bezugszeichen verwendet und im we­ sentlichen lediglich die Abweichungen zur ersten Ausführungs­ form gemäß den Fig. 1, 2a und 2b beschrieben. Im übrigen wird voll inhaltlich auf die voranstehende Beschreibung Bezug genommen.

Bei der in den Fig. 3a und 3b dargestellten Ausführungsform sind die Tragmutter 14 und die Sicherheitsmutter 18 zweiteilig ausgebildet, wobei die Sicherheitsmutter 18 in ihrem der Trag­ mutter 14 zugewandten Endbereich einstückig in den Steg 20 übergeht. Dieser wird ebenfalls von einer die Gewindespindel 12 in Umfangsrichtung umgebenden Hülse 30 gebildet, in deren Innenseite 32 eine U-förmige Nut 38 mit einem die Längsachse 13 konzentrisch umgebenden Boden 39 und mit senkrecht zur Längsachse 13 ausgerichteten Seitenwänden 40 und 41 eingear­ beitet ist. Die der Tragmutter 14 zugewandte obere Seitenwand 40 der Nut 38 weist eine Durchgangsbohrung 42 auf, die mit ei­ ner Sacklochbohrung 43 fluchtet, die parallel zur Längsachse 13 verläuft und in der Stirnwand der Tragmutter 14 angeordnet ist. Die Durchgangsbohrung 42 wird von einem in die Sackloch­ bohrung 43 eingeführten Stift 44 durchgriffen, durch den eine drehfeste Verbindung zwischen der Tragmutter 14 und der Si­ cherheitsmutter 18 hergestellt wird. Da die Seitenwand 40 di­ rekt an der Tragmutter anliegt, wird der Stift 44 lediglich auf Abscherung und nicht auf Biegung beansprucht, und es ist für ihn nur ein relativ kleiner Durchmesser notwendig, um ein hohes Drehmoment von der Tragmutter auf die Sicherheitsmutter übertragen zu können.

Infolge seiner dünnwandigen Ausgestaltung knickt der Boden 39 der Nut 38 bei Versagen der Tragmutter 14 aufgrund der damit verbundenen hohen Axialbelastung ein, so daß sich die Tragmut­ ter 14 um den Verschiebeweg s in Richtung auf die Sicherheits­ mutter 18 verschiebt. Dies ist in Fig. 3b dargestellt.

Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewindespin­ delantriebs ist aus den Fig. 4a und 4b ersichtlich. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Tragmutter 14, die Sicher­ heitsmutter 18 sowie der dazwischen angeordnete Steg 20 je­ weils aus einzelnen Bauteilen. Der Steg 20 wird dabei von ei­ ner Hülse in Form eines dünnwandigen Rohrstücks 47 gebildet, das an den Außenseiten der einander benachbarten Endbereiche von Tragmutter 14 und Sicherheitsmutter 18 anliegt und mittels quer zur Längsachse 13 der Gewindespindel 12 ausgerichteten Schrauben 48 drehfest mit der Tragmutter 14 sowie der Sicher­ heitsmutter 18 verbunden ist. Der Zwischenbereich zwischen der Tragmutter 14 und der Sicherheitsmutter 18 wird vom Rohrstück 47 gegen ein Eindringen von Flüssigkeit und Schmutz sowie ge­ gen ein Austreten von Öl oder Fett abgedichtet, wobei im Anla­ gebereich des Rohrstücks 47 an den beiden Muttern 14 und 18 zur Steigerung der Dichtwirkung eine in der Zeichnung nicht dargestellte formlose Dichtpaste verteilt ist. Während auf­ grund der rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Rohrstücks 47 und der lediglich auf Abscherung beanspruchten Schrauben 48 ein hohes Drehmoment zwischen der Tragmutter 14 und der Si­ cherheitsmutter 18 übertragen werden kann, knickt das Rohr­ stück 47, wie in Fig. 4b dargestellt, infolge seiner geringen Materialstärke bei Auftreten einer Axialbelastung, wie sie bei Versagen der Tragmutter 14 auftritt, ein, d. h. es erfolgt eine plastische Verformung des Rohrstücks 47, so daß sich die Trag­ mutter 14 entsprechend den voranstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsformen um den Schaltweg s in Richtung auf die Sicher­ heitsmutter 18 verschieben kann. Der Verschiebeweg s dient wiederum als Schaltweg für den Sicherheitsschalter 22.

Claims (10)

1. Gewindespindelantrieb für eine Transportvorrichtung mit einer Gewindespindel, mit der eine Tragmutter zum Trans­ portieren einer Last sowie eine in axialer Richtung im Abstand zur Tragmutter angeordnete und über ein Verbin­ dungselement drehfest mit dieser verbundene Sicherheits­ mutter in Eingriff stehen, wobei die Tragmutter bei ih­ rem Versagen in Richtung auf die Sicherheitsmutter ver­ schiebbar ist und das Verbindungselement sowohl bei ord­ nungsgemäßer Funktion des Gewindespindelantriebs als auch nach dem Versagen der Tragmutter ein Drehmoment zwischen der Tragmutter und der Sicherheitsmutter über­ tragen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als drehfest an der Trag- und der Sicherheitsmutter (14 bzw. 18) gehaltener, dünnwandiger Steg (20) ausgestaltet ist, der so ausgebildet ist, daß er sich beim Versagen der Tragmutter (14) aufgrund der damit verbundenen Belastung in Richtung der Längsachse (13) der Gewindespindel (12) derart plastisch oder elastisch verformt, daß die Trag­ mutter (14) in Richtung auf die Sicherheitsmutter (18) verschiebbar ist.

2. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steg (20) einteilig mit der Tragmutter (14) und/oder der Sicherheitsmutter (18) verbunden ist.

3. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) in Höhe der Tragmutter (14) und/oder der Sicherheitsmutter (18) einen Bund (40) zur Aufnahme eines ein Drehmoment übertragenden Befesti­ gungsmittels (44) umfaßt.

4. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) zwischen der Trag- und der Sicherheitsmutter (14 bzw. 18) einen schräg zur Längsachse (13) der Gewindespindel (12) verlaufenden Ab­ schnitt (35) umfaßt.

5. Gewindespindelantrieb nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) im Bereich zwischen der Trag- und der Sicherheitsmutter (14 bzw. 18) eine in Umfangsrichtung verlaufende Kehlung (33, 34; 38) aufweist.

6. Gewindespindelantrieb nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) durch jeweils eine im Bereich zwischen der Trag- und der Si­ cherheitsmutter (14 bzw. 18) an der von der Gewindespin­ del (12) abgewandten Außenseite (31) sowie in axialem Abstand dazu an der der Gewindespindel (12) zugewandten Innenseite (32) der Verbindungswand in Umfangsrichtung verlaufende Nut (33 bzw. 34) gebildet wird.

7. Gewindespindelantrieb nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Gewin­ despindel (12) abgewandte Außenseite des Stegs (20) eine Schaltfläche bildet zur Anlage eines Schaltelements (24) einer die Funktion der Tragmutter (14) überwachenden Si­ cherheitseinrichtung (22).

8. Gewindespindelantrieb nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) die Gewindespindel (12) rotationssymmetrisch umgibt.

9. Gewindespindelantrieb nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (20) als die Gewindespindel (12) in Umfangsrichtung im wesentli­ chen vollständig umgebende Hülse (30; 47) ausgebildet ist.

10. Gewindespindelantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (30; 47) an der Trag- und der Sicherheitsmutter (14 bzw. 18) flüssigkeits- und schmutzdicht anliegt.