DE2403633C3

DE2403633C3 - Hebebühne mit einer in einer Hubsäule angeordneten Hubspindel

Info

Publication number: DE2403633C3
Application number: DE19742403633
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: OTTO NUSSBAUM KG FERTIGUNGSTECHNIK und MASCHINENBAU 7641 BODERSWEIER
Current assignee: OTTO NUSSBAUM KG FERTIGUNGSTECHNIK und MASCHINENBAU 7641 BODERSWEIER
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2403633A1; DE2403633B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebebühne mit einer in einer Hubsäule angeordneten Hubspindel, ^uf der mittels einer Hubmutter durch Motorantrieb ein Hubwagen verschiebbar ist

Bei den gebräuchlichen Zweisäulen-Autohebebühnen ist an jeder Säule ein Hubwagen verschiebbar, an dem zwei Tragarme zur Aufnahme eines Fahrzeuges angetenkt sind und der mechanisch oder hydraulisch angetriebenen 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 aUiGuiatssche 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 03- Dies hat unter anderem zur Folge, daß der Motor zum Anheben der Last zu 100% 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 einzuschaltenden Leistungen einschränken, so daß der schiechte A'irkungsgrad nicht durch einen größeren Motor ausgeglichen werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hebebühne der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau ein wesentlich höherer Wirkungsgrad als bei den bekannten Spindelhebebühnen 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 ist und daß eine Haltebremse vorgesehen ist die in Senkrichtung selbsttätig ein- und in Hubrichtung ausschaltbar ist

Aus der DE-AS 12 22 219 ist eine Schraubenwinde mit reibungsmindernden Kugeln zwischen den Gewindegängen der Spindel und der Windenmutter bekannt, wie sie zum geringfügigen Anheben einer Seite eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise um Reifenwechseln, verwendet wird. Zur Sicherung dieser Schraubenwinde ist der Kugelumlaufmutter eine selbsthemmende Siehe rungsmutter zugeordnet, wobei beide Muttern gegen Federkraft eine begrenzte Relativverdrehung ausführen können und in einer Drehrichtung die Kugelumlaufmutter und in der anderen Drehrichtung die Sicherungsmutter belastet wird Ein anderer Wagenheber mit Kugelumlaufmutter ist aus der DE^PS 8 37 309 bekannt Zur Sicherung gegen Unbeabsichtigtes Absinken ist bei dieser Ausführungsform ein Gesperre zwischen Spindel

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und Spindelgehäuse vorgesehen, das bei der Senkbewegung einrastet und durch Reibung eine ausreichende Selbsthemmung erzeugt

Derartige Wagenheber haben jedoch die Erfindung nicht angeregt, denn Hebebühnen und Wagenheber haben einerseits wegen der GröQenverhältnisse und andererseits wegen der mit den Größenverhältnissen zusammenhängenden Sicherungsprobleme eine völlig getrennte Entwicklung durchlaufen, wobei das eine Gebiet das anuere nicht beeinflußt hat. Dies zeigt sich u.a. darin, daß es einerseits derartige Wagenheber bereits seit sehr langer Zeit gibt, andererseits aber die mit der Erfindung erzielten Vorteile bisher ungenutzt blieben. Durch die erfisdungemäße Bauweise kann gegenüber einer herkömmlichen Hebebühne mit selbst- i", hemmender Hubmutter eine Energieeinsparung im Betrieb von ca. 50% erreicht werden. Dies ergibt sich aus dem sehr viel höheren Wirkungsgrad der selbsthemmungsfreien Hubmutter. Ferner kann eine Hubzeitverkürzung von 30% gegenüber den bekannten Hebebühnen erzielt werden, wenn eine PlanetenroIIen-Hubmutter verwendet wird. Planeitenrollenmutterr. sind im übrigen bekannt, wie beispielsweise die IT-PS 3 99 084 zeigt Bei Verwendung einer Kugelumlaufmutter als Hubmutter kann eine noch höhere Hubzeitverkürzung τ, erzielt werden. Dies hat eine entsprechende Einsparung an Arbeitszeit zur Folge. Ein weiterer Vorteil ist der geringere Verschleiß der selbsthemmungsfreien Hubmutter gegenüber einer Reibungsmutter, wodurch sich ' eine höhere Lebensdauer und damit auch eine längere jo Betriebszeit ohne Instandsetzungsarbeiten ergibt Hierdurch werden erhebliche Kosten eingespart Schließlich ergibt sich eine Kosteneinsparung bereits bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Hebebühne dadurch, daß die leichtgängige Hubmutter mit richtungsabhängiger Haltebremse billiger ist als die herkömmliche Reibungsmutter, die üblicherweise aus Bronze besteht und erhebliche Materialkosten mit sich bringt

Die Haltebremse kann mit einem Reib- oder Rollengesperre versehen sein, das bei der Drehrichtung 41) für die Hubbewegung die Spindel freigibt und bei umgekehrter Drehrichtung die Verbindung zwischen Spindel und Haltebremse herstellt Die Bremse selbst kann als Band-, Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet werden. Nach einer vorteilhaften Anord- +> nung weisf die Haltebremse eine B-emsscheibe auf, in der parallel zur Achsrichtung federbelastete Bremsklötze geführt sind, die dauernd beispielsweise an der Gehäusewand der Hubsäule anliegen. Die Bremsbeläge an den Bremsklötzen werden zweckmäßigerweise w entsprechend der Lebensdauer der Hubspindel ausgelegt, so daß die Instandhal'ungskosten möglichst gering bleiben.

Je nach Bauweise der Hubsäule kann die Haltebremse im Motorgehäuse, an oder in der Hubmutter oder « unmittelbar auf der Hubspindel angeordnet werden.

Wie bereits erwähnt kann die Hubmutter als Kugelumlaufmutter ausgebildet werden. Vorzugsweise wird als Hubmutter eine Planetenrollenmutter vorgesehen, bei der gleichfalls 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 f>3 Planetenrollenmutter vorgesehen, bei der unfi die zur Aufnahme der Hubspindel vorgesehene Bohrung in dem Mutterkörper Rollen mit zur IBohrungsachse 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 Gewindespindel in Eingriff tretenden Rollen vorgesehen sind, braucht die Drehzahl 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 der Spindel.

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 Nute« vorhandenen scheibenförmigen Rippen eine gewisse Elastizität erhalten, wodur^f. sie durch federndes Nachgeben Fertigungsgenauigkeitvn automatisch ausgleichen können, ohne daß die Spindel überlastet wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird uachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen

F i g. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Hubsäule einer Zweisäulen-Autohebebühne zeigt

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf eine Planetenrollenmutter.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I in F i g. 2.

In Fig. I 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 eine 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 Antriebswelle 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 1 geführt wird. Dieser Hubwagen 11 wird durch eine Hubmutter 14 angetrieben, die bei einer Drehbewegung der Hubspindel 7 den Hubwagen 11 nach oben bzw. unten verschiebt

Das Gewinde an Hubspindel 7 und Hubmutter 14 ist r-chi sdbsthemmend, 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 Planetenrolierirnutter verwendet, wie sie in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist.

Der Körper dieser Planetenrollenmutter besieht aus drei beispielsweise zylindrischen plattenförmigen Körpern 24* 25 und 26, 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 versehen sind, während die mittlere Platte eine

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größere Ausnehmung zur Aufnahme von drei um den Umfang der Bohrung 28 angeordneten Rollen 29 aufweist Diese Rollen 29 können in herkömmlicher Weise durch Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in den äußeren Platten gelagert sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lagerzapfen der Rollen 29 durch Nadellager 30,31 radial und auf einer Seite mittel einer Kugel 32 axial gelagert, die in einer Bohrung mit kegelförmigem Ende eingesetzt ist und zur Aufnahme äer an der Mutter angreifenden Last dient

Die Rollen 29 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 Hubspindel 7 entspricht Die Nuten 33 sind so tief bzw. die Rippen 34 so breit ausgebildet daß eine gewisse Elastizität dieser tragenden Rippen 34 vorhanden ist Eventuelle Fertigungsungenauigkeiten können damit durch federndes Nachgeben dieser Rippen 34 ausgeglichen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden etwa zehn solcher Nuten 33 vorgesehen.

Um sicherzustellen, daß jede Rolle 29 gleichmäßig belastet wird, sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, lediglich drei solcher Rollen vorgesehen, die in gleichen Abständen um die Achse der Bohrung 28 angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 wird die gesamte an der Mutter angreifende Last von den Axiallagern der Rollen 29 aufgenommen, die mittels einer Kugel 32 ausgebildet sind, aber auch jede andere geeignete Ausgestaltung haben können. Zwischen der Kugel 32 und dem Lagerzapfen der Rolle 23 ist ein DistanzstOck 35 angeordnet das zugleich durch eine entsprechende Formgebung zur Verringerung der Flächenpressung an der Kugel 32 dient Diese Distanzstücke 35 der einzelnen Rollen 29 haben verschiedene Dickenabmessungen, so daß die Rollen 29 Rollen 29 entsprechend ihrer Anordnung jeweils um ein Drittel der Steigung des Gewindes der Spindel 7 versetzt zueinander angeordnet sind. An dem gegen- ^A0 überliegenden Ende der Rolle 29 ist ein Kunststoffring 36 angeordnet der gleichfalls als Distanzhalter dient

Eine derartige Hubmutter 14 weist in beiden Drehrichtungen einen gleich hohen Wirkungsgrad auf. Diese Ausgestaltung einer Planetenrollenmutter ist jedoch nicht nur für Hubmutter 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 Rollen 29 vorgesehen werden, werden diese entsprechend der aufzunehmenden Last mit einem größeren Durchmesser ausgelegt als bei bekannten Planetenrollenmuttern. So liegt bei dem dargestellten ^m Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Rollen 29 in der Größenordnung des Spindeldurchmessers. Gegebenenfalls können auch kleinere Durchmesser der Rollen 29 relativ zum Spindeldurchmesser als bei der dargestellten Ausfuhnmgsform vorgesehen werden.

Da der Mutterkörper lediglich aus mit glatten Bohrungen versehenen Platten bestehen kann, kann die äußere Gestalt der Mutter 14 eine dem jeweiligen

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65 Verwendungszweck angepaßte Form haben. Ferner eignet sich diese Ausgestaltung besonders für eine Baukastenbauweise. Sind beispielsweise aufgrund höherer Belastungen längere Rollen 29 erforderlich, so kann man die plattenförmigen Körper 24 Und 26 beibehalten und zwischen diesen einen den längeren Rollen 29 entsprechend bemessenen Zwischenkörper 25 einsetzen. Bei Verschleiß brauchen lediglich die Rollen 29 gegebenenfalls mit den Lagern ausgewechselt zu werden. Durch die leichte Austauschbarkeit der Rollen 29 kann die Hubmutter 14 in einfachster Weise durch Einsetzen entsprechender Rollen 29 dem Gewinde einer gegebenen Hubspindel 7 angepaßt werden.

Um bei einer Hebebühne zu verhindern, daß wegLn des hohen Wirkungsgrades einer solchen reibungsarmen Hubmutter 14 bei deren Belastung an der Hubspindel 7 durch das erzeugte Drehmoment dir Hubspindel 7 gedreht wird, wnritirtrh der Hiihwagpn 11 bei abgeschaltetem Antriebsmotor absinken würde, wird als ständige Sicherung eine richtungsabhängige Haltebremsu vorgesehen, die so ausgelegt wird, daß das von der Last auf die Hubspindel 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 Antriebswelle 5 mittels eines Axiallagers 15 und eines Radiallagers 16 eine Bremsscheibe 17 gelagert Zwischen den beiden Lagern 15,16 ist ein Rollengesperre 18 angeordnet der bei der für die Hubbewegung vorgesehenen Drehbewegung der Antriebswelle 5 diese freigibt und bei der umgekehrten Drehbewegung eine starre Verbindung zwischen der Antriebswelle 5 und der Bremsscheibe 17 herstellt Auf dieser Bremsscheibe 17 sind längs des Umfangs in parallel zur Achsrichtung der Antriebswelle 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 Antriebsmotor 4 hervorgerufene Drehbewegung wird die Bremsscheibe

17 mit den Bremsklötzen 19 durch das Rollengesperre

18 mitgenommen.

Der Bremsbelag 21 wird vorzugsweise so bemessen, daß seine Lebensdauer der der Hubspindel 7 und der Hubmutter 14 entspricht Der Bremsbelag 21 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 Antriebswelle 5 und Hubspindel 7 oder unmittelbar auf der Hubspindel 7 beispielsweise an deren unterem Ende angeordnet werden. Wird eine Hubsäule 1 mit feststehender Hubspindel 7 vorgesehen, bei der der Antriebsmotor 4 im Hubwagen 11 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 18 auch ein Reibgespsrre oder KJjnkengsptrre vorgesehen werden, jedoch wird vorzugsweise für die Drehrichtungsabhängigkeit ein Rollengesperre 18 verwendet Die Haltebremse kann als Band- oder auch als Trommelbremse

ausgebildet werden, deren Bremsbacken durch Federkraft an eine Dremstrommel angedrückt werden. Neben der bevorzugten Drehrichtungsabhängigkeit de"r Haltebf ernse kann gegebenenfalls auch am Hubwagen 11 eine Haltebremse vorgesehen werden, deren Wirkung von der Verschieberichtung des Hubwagens abhängig ist,

beispielsweise ein Reibgesperre mit Backenbremse oder dergleichen. Bei einem anderen Verwendungszweck der Vorrichtung kann es auch vorteilhaft sein, eine Kupplung vorzusehen, mittels der bei jeder Drehrichtung eine Bremse einschaltbar ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hebebühne mit einer in einer Hubsäule angeordneten Hubspindel, auf der mittels einer Hubmutter durch Motorantrieb ein Hubwagen verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmutter (14) als reibungsarme Mutter ohne Selbsthemmung ausgebildet ist und daß eine Haltebremse vorgesehen ist, die in Senkricliitung selbsttätig ein- und in Hubrichtung ausschaltbar ist

2. Hebebühne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse mit einem Reib- oder Rollengesperre (18) versehen ist

3. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als Band-, Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet ist

4. Hebebühne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse eine Bremsscheibe (17) aufweist, in der parallel zur Achsrichtung federbelastete Bremsklötze (19) geführt sind.

5. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse im Moiürgeriäüsc (3) angeordnet isL

6. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse an oder in der Hubmutter (14) angeordnet ist

7. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebremse auf der Hubspindel (7) angeordnet ist

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

9. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß dsr Hubmutter (M) als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist

10. Hebebühne nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß um die zur Aufnahme der Hubspindel (7) vorgesehene Bohrung (28) in dem Mutterkörper (24, 25, 26) Rollen (29) mit zur Bohrungsachse parallelen Achsen drehbar gelagert sind, die senkrecht zu ihrer Achse mit Nuten (33) versehen sind, deren Profil dem des Gewindes de_t· Hubspindel (7) entspricht

11. Hebebühne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß drei Rollen (29) in Umfangsrichtung des Mutterkörpers (24, 25, 26) in gleichen Abständen angeordnet sind

12. Hebebühne nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet daß die Rollen (29) durch Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in dem Mutterkörper (24,25,26) ge<agert sind

13. Hebebühne nach den Ansprüchen 10 bis 12, 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

14. Hebebühne nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Rollen (29) wenigstens auf einer Seite ein Axiallager aufweisen.

15. Hebebühne nach den Ansprüchen 10 bis. 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Axiallager und der Rolle (29) ein Distanzstück (35) angeordnet ist

16. Hebebühne nach den Ansprüchen 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mütterkörpef (24, 25,26) aus drei plattenförmigen Teilen besteht, die in Achsrichtung miteinander verschraubt sind und von denen die beiden äußeren zur Lagerung der Rollen (29) dienen.