DE2403633A1

DE2403633A1 - Foerdervorrichtung, insbesondere zum heben von lasten

Info

Publication number: DE2403633A1
Application number: DE2403633A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: RIETBERGWERKE KG
Current assignee: RIETBERGWERKE KG
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE2403633B2; DE2403633C3

Description

Fördervorrichtung, insbesondere zum Heben von Lasten Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung, insbesondere zum Heben von Lasten, mit einer Gewindespindel, auf der mittels einer Hubmutter ein Hubwagen verschiebbar ist. Die Erfindung be zieht sich vor allem auf Hebebühnen für Kraftfahrzeuge.
Bei den gebräuchlichen Zweisäulen-Autohebebühnen ist an jeder Säule ein Hubwagen verschiebbar, an dem zwei Tragarme zur Aufnahme eines Fahrzeugs angelenkt sind und der mechanisch oder hydraulisch angetrieben werden kann. Während der hydraulische Antrieb des Hubwagens über einen Hubkolben den Vorteil eines hohen Wirkungsgrades und den Nachteil eines großen technischen Aufwandes, insbesondere für die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen, hat, liegt der Vorteil eines mechanischen Antriebs mittels Gewindespindel und Hubmutter darin, daß eine automatische Sicherung gegen unbeabsichtigtes Absinken des Hubwagens in einfacher Weise durch Selbsthemmung der Hubmutter vorgesehen werden kann. Allerdings bringt die Selbsthemmung den Nachteil eines sehr geringen Wirkungsgrades mit sich, denn die Selbsthemmung bedingt, daß der Wirkungsgrad des Spindel-Mutter-Systems 0,5 nicht überschreiten darf. Der Gesamtwirkungsgrad bekannter Hebebühnen liegt daher in der Größenordnung von 0,3. Dies hat unter anderem zur Folge, daß der Motor zum Anheben der Last zu 100 fo und beim Absenken der Last nur zu 20 % ausgenutzt wird.
Störend ist auch, daß die Selbsthemmung vom Schmiermittel abhängig ist, das heißt, daß durch unsachgemäße Schmierung die Selbsthemmung aufgehoben werden kann. Hinzu kommt, daß die | Energieversorgungsbetriebe in zunehmendem Maß die direkt einzus chalt enden Leistungen einschränken, so daß der schlechte Wirkungsgrad nicht durch einen größeren Motor ausgeglichen werden kann.
;Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördervorrichtung und insbesondere eine Hebebühne der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau ein wesentlich höherer Wirkungsgrad als bei den bekannten mechanischen Antrieben erreicht wird und zugleich eine einfache Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Absinken des Hubwagens vorhanden ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Hubmutter als reibungsarme Mutter ohne Selbsthemmung ausgebildet und eine richtungsabhängige Bremse vorgesehen ist, die ein unbeabsichtigtes Absinken des Hubwagens verhindert.
Durch eine derartige Ausgestaltung der Hubmutter, die eine Kugelumlaufmutter sein kann, läßt sich aufgrund der geringen Reibung ein erheblich höherer Wirkungsgrad als bei einer herkömmlichen Hubmutter mit Selbsthemmung erzielen, so daß der Gesamtwirkungsgrad einer Hebebühne entsprechend erhöht werden kann.
Zugleich wird durch eine derartige reibungsarme Hubmutter der Verschleiß sehr gering gehalten und damit die Lebensdauer einer Hebebühne beträchtlich erhöht. Die unabhängig vom Antrieb als Sicherung gen unbeabsichtigtes Absinken vorgesehene richtungsabhängige Bremse kann mit einfachen Mitteln ausgebildet und so ausgelegt werden, daß sie das Drehmoment aufnimmt, das die Last über die Hubmutter an der Spindel erzeugt.
Die Bremse kann so ausgebildet werden, daß sie in Abhängigkeit von der Verschieberichtung des Hubwagens ein- und ausgeschaltet wird, vorzugsweise wird die Bremse drehrichtungsabhängig ausgebildet, wodurch sich ein einfacher und zuverlässig arbeitender Aufbau ergibt. So kann die Bremse mit einem Reib- oder Rollengesperre versehen werden, das bei der Drehrichtung für die Hubbewegung die Spindel freigibt und bei Umkehr der Drehrichtung die Verbindung zwischen Spindel und Bremse herstellt.
Die Bremse selbst kann als Band-, Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet werden. Nach einer vorteilhaften Anordnung wird eine Scheibe vorgesehen, in der parallel zur Achsrichtung federt belastete Bremsklötze -geführt sind, die dauernd beispielsweise an der Gehäusewand der Hubsäule anliegen. Die Bremsbeläge an -den Bremsklötzen werden zweckmäßigerweise entsprechend der Lebensdauer der Hubspindel ausgelegt, so daß die Instandhaltungskosten möglichst gering bleiben.
Je nach Bauweise der Hubsäule kann die Bremse im Motorgehäuse, an oder in der Hubmutter oder unmittelbar auf der Hubspindel angeordnet werden.
Vorzugsweise wird als Hubmutter eine Planetenrollenmutter vor gesehen, bei der eine Gleitreibung vermieden und hierdurch ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Die bekannten Planetenrollenmuttern haben jedoch einen aufwendigen Aufbau, der entsprechend hohe Herstellungskosten mit sich bringt. Im Hinblick auf eine kostengünstige Bauweise wird nach der Erfindung eine Planetenrollenmutter vorgesehen, bei der um die zur Aufnahme der Gewindespindel vorgesehene Bohrung in einem Mutterkörper Rollen mit zur Bohrungsachse parallelen Achsen drehbar gelagert sind, die senkrecht zu ihrer Achse mit Nuten versehen sind, deren Profil dem des Gewindes der Spindel entspricht. Dadurch, daß lediglich Ringnuten und kein Gewinde auf diesen nur mit der Gewindespinde in Eingriff tretenden Rollen vorgesehen sind, braucht die Dreh-1 zahl dieser Planetenrollen weder untereinander synchron, noch in einem bestimmten Verhältnis zur Spindeldrehzahl zu stehen.
Damit ergibt sich ein einfacher Aufbau der Hubmutter bei kleinen: Steigungen =.--------------- Damit eine gleichmäßige Belastung jeder Rolle gewährleistet wird, werden auf dem Innenumfang des Mutterkörpers lediglich drei Rollen in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Dies ist vor allem für Hebebühnen vorteilhaft, deren Hubsäulen nicht vollkommen verwindungs- bzw. biegesteif sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung haben die Nuten an den Rollen: eine solche Tiefe, etwa entsprechend der Hälfte des Außenradius der Rollen, daß die zwischen den Nuten vorhandenen scheibenförmigen Rippen eine gewisse Elastizität erhalten, wodurch sie durch federndes Nachgeben Fertigungsungenauigkeiten automatisch ausgleichen können, ohne daß die Spindel überlastet wird.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen naher erläutert, in denen Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Hubsäule einer Zweisäulen-Autohebebühne zeigt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Planetenrollenmutter.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit 1 eine im Querschnitt beispielsweise rechteckige und auf einer Seite offene Hubsäule bezeichnet, die mittels einer Bodenplatte 2 auf dem Untergrund befestigt wird.
Auf der Hubsäule 1 ist ein Gehäuse 3 aufgesetzt, in dem der elektrische Antriebsmotor 4 angeordnet ist, dessen Antriebswelle 5 über einen Flansch 6 mit einer Hubspindel 7 verbunden ist, deren freies Ende auf der Bodenplatte 2 in einem Radiallager geführt ist. Die Motorwelle 5 ist durch geeignete Radial- und Axiallager 8 im Gehäuse 3 gelagert, das mit Kühlrippen 9 und einem abgetrennten Raum 10 zur Aufnahme der elektrischen Steuergeräte versehen ist.
In der Hubsäule 1 ist ein Hubwagen 11 verschiebbar, der mit einer Einrichtung 12 für die Befestigung der nicht dargestellten Tragarme versehen ist und mittels Druckrollen 13 in der Hubsäule geführt wird. Dieser Hubwagen 11 wird durch eine Hubmutter 14 angetrieben, die bei einer Drehbewegung der Spindel 7 den Hubwagen 11 nach oben bzw. unten verschiebt.
Das Gewinde an Spindel und Hubmutter ist nicht selbsthemmend, sondern so ausgelegt, daß die Reibung bei der Relativverdrehung möglichst gering ist, damit man einen entsprechend hohen Wirkungsgrad erzielt. Hierfür kann eine Kugelumlaufmutter vorgesehen werden, wobei die Gewinderillen auf der Spindel 7 ein entsprechendes halbkreisförmiges Profil haben. Vorzugsweise wird eine Planetenrollenmutter verwendet, wie sie in den Fig.2 und 3 dargestellt ist.
Der Körper dieser Planetenrollenmutter besteht aus drei beispielsweise rechteckigen plattenförmigen Körpern 24, 25 und 26,1 die durch Schrauben 27 in Achsrichtung miteinander verschraubt sind und von denen die beiden äußeren Platten in der Mitte mit einer dem Spindeldurchmesser entsprechenden, glatten Bohrung 28 verstehen sind, während die mittlere Platte 25 eine größere Ausnehmung zur Aufnahme von drei um den. Umfang der Bohrung 28 angeordneten Rollen 29 aufweist. Diese Rollen können in herkömmlicher Weise durch Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in den Platten 24 und 26 gelagert sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lagerzapfen der Rollen durch Nadellager 30, 31 radial und auf einer Seite mittels einer Kugel 32 axial gelagert, die in einer Bohrung mit kegelförmigem Ende eingesetzt ist und zur Aufnahme der an der Mutter angreifenden Last dient.
Die Rollen sind auf ihrem Eingriffsabschnitt nicht mit einem Gewinde, sondern mit senkrecht zur Rollenachse über den Umfang verlaufenden Nuten 33 versehen, die zwischen sich Rippen 34 bilden, deren Profil dem des Gewindes der Spindel 7 entspricht.
Die Nuten-33 sind so tief bzw. die Rippen 34 so breit ausgebildet, daß eine gewisse Elastizität dieser tragenden Rippen vorhanden ist. Eventuelle Fertigungsungenauigkeiten können damit durch federndes Nachgeben dieser Rippen ausgeglichen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden etwa zehn solcher Nuten 33 vorgesehen.
Um sicherzustellen, daß jede Planetenrolle 29 gleichmäßig belastet wird, sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, lediglich drei solcher solcher Rollen vorgesehen, die in gleichen Abständen um die Achse der Bohrung 28 angeordnet sind. Während bei bekannten Planetenrollenmuttern die Rollen zur Kraftübertragung mit einem Gewinde auf dem Innenumfang des Mutterkörpers in Eingriff staheZ wird bei der Ausfüh-rsngsloorm nach den Fig. 2 und 3 die gesamte an der Mutter angreifende Last von den Axiallagern der Rollen aufgenommen, die mittels einer Kugel 32 ausgebildet sind, aber auch jede andere geeignete Ausgestaltung haben können. Zwischen der Kugel 32 unrn dem Lagerzapfen der Rolle 29 ist ein Distanzstück 35 angeordnet,das zugleich durch eine entsprechende Forrngebung zur Verringerung der Flächenpressung an der Kugel dient.
Diese Distanzstücke 35 der einzelnen Rollen haben verschiedene Dickenabmessungen, so daß die Rollen 29 entsprechend ihrer Anordnung jeweils um ein Drittel der Steigung des Gewindes der Spindel 7 versetzt zueinander angeordnet sind. An dem gegenüberliegenden Ende der Rolle 29 ist ein Kunststoffring 36 angeordnet, der gleichfalls als Distanzhalter dient.
Eine derartige Hubmutter weist in beiden Drehrichtungen einen gleich hohen Wirkungsgrad auf. Diese Ausgestaltung einer Planetenrollenmutter ist jedoch nicht nur für Hubmuttern an Hebebühnen und dergleichen, sondern auch für die verschiedensten Einsatzgebiete geeignet, bei denen eine geringe Reibung des Mutter-Spindel-Systems vorteilhaft ist und eine in der Herstellung kostengünstige Bauweise erwünscht ist, die auch unter erschwerten Betriebsbedingungen eine zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet.
Je nach Einsatzgebiet können gegenüber der dargestellten Ausführungsform auch an beiden Enden der Rollen 29 Axiallager vorgesehen werden. Da lediglich drei Planetenrollen vorgesehen werden, werden diese entsprechend der aufzunehmenden Last mit einem größeren Durchmesser ausgelegt als bei bekannten Planetenl rollenmuttern. So liegt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Rollen 29 in der Größenordnung des Spindeldurchmessers. Gegebenenfalls können auch kleinere Durch-! messer der Planetenrollen relativ zum Spindeldurchmesser als bet der dargestellten Ausführungsform vorgesehen werden.
Da der Mutterkörper lediglich aus mit glatten Bohrungen versehenen Platten bestehen kann, kann die äußere Gestalt der Mutter eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Form haben.
Ferner eignet sich diese Ausgestaltung besonders für eine Baukastenbauweise. Sind beispielsweise aufgrund höherer Belastungen längere Planetenrollen erforderlich, so kann man die plattenförmigen Körper 24 und 26 beibehalten und zwischen diesen einen den längeren Rollen entsprechend bemessenen Zwischenkörper 25 einsetzen. Bei Verschleiß brauchen lediglich die Planete rollen gegebenenfalls mit den Lagern ausgewechselt zu werden.
Durch die leichte Austauschbarkeit der Planetenrollen kann die Mutter in einfachster Weise durch Einsetzen entsprechender Planetenrollen dem- Gewinde einer gegebenen Spindel angepaßt werden.
Um bei einer Hebebühne zu verhindern, daß wegen des hohen Wirkungsgrades einer solchen reibungsarmen Hubmutter bei deren Belastung an der Spindel durch das erzeugte Drehmoment die Spindel gedreht wird, wodurch der Hubwagen 11 bei abgeschaltetem Antriebsmotor absinken würde, wird als ständige Sicherung eine richtungsabhängige Bremse vorgesehen, die so aus gelegt wird, daß das von der Last auf die Spindel 7 ausgeübte Drehmoment aufgenommen wird und ohne Unterstützung durch den Antriebsmotor 4 eine Abwärtsbewegung des Hubwagens '11 nicht möglich ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem oberen Endabschnitt der Motorwelle 5 mittels eines Axiallagers 15 und eines Radiallagers- 16-- eine - Bremsscheibe - 17 - gelagert. -Zwischen den beiden Lagern 15, 16 ist ein FreilauS 18 angeordnet, der bei der für die Hubbewegung vorgesehenen Drehbewegung der Motorwelle 5 diese freigibt und bei der umgekehrten Drehbewegung eine starre Verbindung zwischen der Welle 5 und der Bremsscheibe 17 herstellt. Auf dieser Bremsscheibe 17 sind längs des Umfangs in parallel zur Achsrichtung der Motorwelle 5 ausgebildeten Bohrungen Bremsklötze 19 eingesetzt, die jeweils durch eine Belastungsfeder 20 einen Bremsbelag 21 dauernd an die obere Gehäusewand 22 andrücken, die auf der Außenseite zur Verbesserung der Wärmeabgabe mit Kühlrippen 23 versehen ist. Beim Absenken der Last durch eine vom Motor 4 hervorgerufene Drehbewegung wird die Bremsscheibe 17 mit den Bremsklötzen 19 durch den Freilauf 18 mitgenommen.
Der Bremsbelag 21 wird vorzugsweise so bemessen, daß seine Lebensdauer der der Hubspindel 7 und der Hubmutter 14 entspricht. Der Bremsbelag kann aus einzelnen, den Bremsklötzen 19 angepaßten Stücken oder aus einem durchgehenden Ring bestehen.
Die Bremsscheibe 17 kann beispielsweise auch im Bereich der Flanschverbindung 6 zwischen Motorwelle 5 und Spindel 7 oder unmittelbar auf der Spindel beispielsweise an deren unterem Ende angeordnet werden. Wird eine Hubsäule mit feststehender Gewindespindel vorgesehen, bei der der Antriebsmotor im Hubwagen angeordnet ist und dieser durch die in oder an der hohlen Motorwelle drehfest angebrachte Hubmutter angetrieben wird, so kann eine entsprechende Bremse auch unmittelbar an der Mutter vorgesehen werden.
Es sind verschiedene Abwandlungen der beschriebenen Bauweise möglich, so kann beispielsweise anstelle des dargestellten Rollengesperres auch ein Reibgesperre oder Klinkengesperre vorgesehen werden, jedoch wird vorzugsweise für die Drehrichtungsabhängigkeit ein Rollengesperre verwendet. Die Bremse kann als Band- oder auch als Trommelbremse ausgebildet werden, deren Bremsbacken durch Federkraft an eine Bremstrommel angedrückt werden. Neben der bevorzugten Drehrichtungsabhängigkeit der Bremse kann gegebenenfalls auch am Hubwagen eine Bremse vorgesehen werden, deren Wirkung von der Verschieberichtung des Hubwagens abhängig ist, beispielsweise ein Reibgesperre mit Backenbremse oder dergleiche. Bei einem anderen Verwendungsl zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es auch vorteilhafF sein, eine Kupplung vorzusehen, mittels der bei jeder Drehrichtung eine Bremse einschaltbar ist.

Claims

PatentbansDrüche

1. Fördervorrichtung, insbesondere zum Heben von Lasten, \ mit einer Gewindespindel, auf der mittels einer Hubmutter ein Hubwagen verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubautter (14) als reibungsarme Mutter ohne Selbsthemmung ausgebildet und eine richtungsabhängige Bremse (17, 18, 19) vorgesehen ist, die ein unbeabsichtigtes Absinken des Hubwagens (11) verhindert.

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse drehrichtungsabhängig ausgebildet ist.

3. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse mit einem Reib- oder Rollengesperre (18) versehen ist.

4. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als Band-, Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet ist.

5. Fördervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine Scheibe (17) aufweist, in der parallel zur Achsrichtung federbelastete Bremsklötze (19) gefuhrt sind.

6. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse im Motorgehäuse (3) angeordnet ist.

7. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse an oder in der Hubmutter (14) angeordnet ist0

8. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aaß die Bremse unmittelbar auf der Hubspindel (7) angeordnet ist.

9. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbeläge (21) der Lebensdauer der hubspindel (7) entsprechend ausgelegt sind.

110. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmutter (14) als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist.

11. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmutter (14) als Planetenrollenmutter ausgebildet ist.

12. Fördervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß um die zur Aufnahme einer Gewindespindel (7) vorgesehene Bohrung (28) in einem Mutterkörper (24, 25, 26) Rollen (29) mit zur Bohrungsachse parallelen wachsen drehbar gelagert sind, die senkrecht recht zu ihrer Achse mit Nuten (33) versehen sind, deren Profil dem des Gewindes der Spindel entspricht.

13. Fördervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß drei Rollen (29) auf dem Innenumfang des Mutterkörpers in gleichen Abständen angeordnet sind.

14. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (29) durch Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in dem Mutterkörper (24,26) gelagert sind.

15. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (33) an den Rollen (29) eine solche Tiefe haben, daß die scheibenförmigen Rippen (34) zwischen den Nuten zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen elastisch sind.

16. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (29) wenigstens auf einer Seite ein Axiallager (32) aufweisen.

17. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Axiallager (32) und der Rolle (29) ein Distanzstück (35) angeordnet ist.

18. Fördervorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mutterkörper aus drei plattenförmigen Teilen (24,25,26) besteht, die in Achsrichtung miteinander verschraubt sind und von denen die beiden äußeren zur Lagerung der Planetenrollen (29) dienen.