DE2540348A1

DE2540348A1 - Reibungsarme hubmutter mit selbsthemmung

Info

Publication number: DE2540348A1
Application number: DE19752540348
Authority: DE
Inventors: Wilfried Ing Grad Lahl; Hans Dipl Ing Nussbaum
Original assignee: NUSSBAUM KG O; OTTO NUSSBAUM KG FERTIGUNGSTECHNIK+MASCHINENBAU
Current assignee: Otto Nussbaum GmbH and Co KG
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE2540348C2

Description

Reibungsarme Hubmutter mit Selbst-
hemmung Die Erfindung betrifft eine reibungsarme Bewegungsmutter, insbesondere zum Heben von Lasten, mit Rollreibung zwischen den die Mutter bildenden Bauelementen. Zur Ausbildung einer Hub-und Senkbewegung wirkt eine solche Mutter mit einer Gewindespindel zusammen. Vor allem bezieht sich die Erfindung auf Hebebühne für Kraftfahrzeuge.
Bei Spindelhebebühnen für Kraftfahrzeuge stehen sich zwei gegensätzliche Forderungen gegenüber. Einerseits soll ein hoher Spindelwirkungsgrad vorhanden sein, damit die erforderliche Antriebsleistung und die Beanspruchung der Bauteile gering gehalten werden kann, und andererseits soll der Spindelwirkungsgrad niedrig sein, damit eine Selbsthemmung vorhanden ist und die Last in Jeder Stellung gehalten wird, ohne daß eine zusätzliche Bremse erforderlich ist. Bei den bekannten Spindelhebebtihnen mit einer üblichen geschnittenen Hubmutter wird lediglich die zweite dieser Forderungen erfüllt. Auch wurde bereits vorgeschlagen, für eine Spindelhebebühne eine Planetenrollenmutter spezieller Ausgestaltung vorzusehen (deutsche Patentanmeldungen P 24 03 633 und P 25 12 867), mit der die erstgenannte Forderung erfüllt wird, bei der aber eine zusätzliche Bremse benötigt wird. Ferner sind bereits Hubelemente bekannt, bei denen die Hubbewegung von einer reibungsarmen Mutter und die Senkbewegung durch eine geschnittene Mutter durchgeführt wird. Eine solche Anordnung bedingt einen relativ hohen Bauaufwand und hat den Nachteil, daß aus Sicherheitsgründen zwei Hubelemente überwacht werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine reibungsarme Bewegungsmutter so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau die beiden zuvor genannten Forderungen optimal durch eine einzelne Mutter erfüllt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzielung einer Selbsthemmung in einer Bewegungsrichtung die Rollreibung zwischen einzelnen Bauelementen durch Gleitreibung ersetzt wird oder zusätzlich zur Rollreibung in einer Bewegungsrichtung Gleitreibung erzeugt wird. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann hierbei durch die Gleitreibung das gleiche Moment an den Bauteilen der Mutter erzielt werden, das auch bei einer Reibmutter ein selbsttätiges Absinken der Last verhindert. Zweckmäßigerweise wird zwischen einem in einem Gleitlager gelagerten Bauelement und einem sich unter Rollreibung relativ zu diesem bewegenden Bauelement ein richtungsabhängiges Rollengesperre angeordnet, durch das von der Rollreibung auf Gleitreibung und umgekehrt umgeschaltet werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mutter als Planetenrollenmutter ausgebildet, wobei wenigstens an einer Planetenrolle ein Freilauf vorgesehen ist. Zur Erzielung eines kompakten Aufbaus können die Planetenrollen über Wälzlager auf Achsen drehbar gelagert sein, die über ein Gleitlager im Gehäuse der Mutter drehbar gelagert sind, wobei zwischen einer Rolle und der zugeordneten Achse der Freilauf angeordnet wird.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Freilauf auf einem mit der Rolle fest verbundenen Lagerzapfen angeordnet und von einem ringförmigen Bauteil umgeben sein, das im Gehäuse der Butter unter Gleitreibung drehbar ist.
Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 schematisch in einem Halbschnitt eine Planetenrollenmutter mit Selbsthemmung zeigt.
Fig. 2 zeigt in einem Teilschnitt eine andere Ausführungsform.
Mit 1 ist eine Spindel bezeichnet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Spitzgewinde versehen ist. Mit dieser Spindel 1 steht eine Planetenrollenmutter in Eingriff, die den in den eingangs genannten Patentanmeldungen beschriebenen Aufbau haben kann und beispielsweise mit drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Planetenrollen 8 versehen ist, von denen eine im Schnitt dargestellt ist. Die Mutter weist ein Gehäuse 2 auf, in dem Jede Planetenrolle 8 durch eine Achse 3 gelagert ist. Die Achse 3 ist an beiden Enden in radialer Richtung über Gleitlager 5 und in Achsrichtung Jeweils über eine Kugel 9 drehbar im Gehäuse 2 gelagert. Auf der Achse 3 sind Radialwälzlager 4 angeordnet, durch welche die hülsenförmig ausgebildete Planetenrolle 8 auf der Achse 3 drehbar ist. Mit 7 ist ein Axialwälzlager bezeichnet, das zwischen dem oberen Ende der Planetenrolle 8 und dem Gehäuse 2 angeordnet ist und die am Gehäuse 2 angreifende Last auf die Planetenrolle überträgt.
Zwischen den beiden Radialwälzlagern 4 ist auf der Achse 3 ein Freilauf 6 angeordnet, der bei Abwärtsbewegung der Hubmutter eine Relativverdrehung zwischen Planetenrolle 8 und Achse 3 sperrt und bei Aufwärtsbewegung die Planetenrolle wieder freigibt, so daß diese sich über die Radialwälzlager 4 auf der Achse 3 verdrehen kann. Der Freilauf 6 kann in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Zur Erzielung einer platzsparenden Bauweise werden vorzugsweise Nadellager für die Radialwälzlager 4 vorgesehen und auch Nadellagerwälzkörper für den Freilauf 6 verwendet.
Die Gleitlager 5 an den beiden Enden der Achse 3 werden so ausgebildet, daß die Gleitreibung bei sich drehender Achse relativ hoch ist, damit an diesen Gleitlagern das Bremsmoment erzielt wird, das für die Selbsthemmung der Hubmutter erforderlich ist. Wird die Hubmutter nach oben bewegt, so steht die Achse 3 aufgrund der Gleitreibung in den Lagern 5 still, wahrend sich die hülsenförmige Planetenrolle 8 über die Wälzlager 4 dreht, so daß an allen Lagerstellen Rollreibung vorhanden ist. Lediglich bei der Absenkbewegung der Hubmutter wird die Achse 3 über den Freilauf 6 gedreht, so daß die Rollreibung zwischen Planetenrolle 8 und Achse 3 durch die Gleitreibung in den Gleitlagern 5 ersetzt wird.
Durch das Spitzgewinde an der Spindel 1 bzw. den Flankenwinkel an den Gewindegängen werden die Planetenrollen radial nach außen gedrückt, wenn an der Hubmutter eine Last angreift, so daß die Achse 3 in den Gleitlagern 5 radial nach außen angedrückt wird. Bei einem Verschleiß der Gleitlager 5 wandert deshalb die Achse 3 der Planetenrolle nach außen, bis kein Eingriff mehr mit der Spindel 1 vorhanden ist. Zur Sicherung wird eine nicht dargestellte Folge-Sicherungsmutter vorgesehen, die ohne Belastung im Normalbetrieb mit der Hubmutter mitläuft und aus einer üblichen geschnittenen Mutter besteht. Auf diese Weise können alle Funktionen der Hubmutter überwacht werden.
Nach einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Planetenrolle 8 an beiden Enden mit einem Lagerzapfen versehen sein, der mit der Planetenrolle aus einem Stück besteht oder fest mit dieser verbunden ist, wobei an diesem Lagerzapfen neben einem Radialwälzlager ein Freilauf angeordnet ist, der mit einem ringförmigen Bauteil in Verbindung steht, das im Gehäuse 2 der Hubmutter unter Gleitreibung drehbar gelagert ist. Bei einem Spitzgewinde auf der Spindel 1 wird bei einer solchen Bauweise der Freilauf zweckmäßigerweise auf dem Außenwnfang der Radialwälzlager an den Lagerzapfen angeordnet, damit sich die Planetenachse bei Verschleiß der Gleitlager wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform radial nach außen bewegen kann.
Nach einer anderen Ausfühuungsform kann ein Axiallagerfreilauf vorgesehen werden, der bei der Absenkbewegung der Hubmutter die Rollreibung zwischen zwei Bauelementen wie bei der dargestellten Ausführungsform durch Gleitreibung ersetzt oder zusätzlich eine Gleitreibung zwischen Bauelementen bewirkt und bei der Hubbewegung diese Bauelemente freigibt.
Sowohl bei der Bauweise mit dem dargestellten Radiallagerfreilauf 6 als auch bei einem Axiallagerfreilauf kann zwischen der Achse 3 oder einem entsprechenden Lagerzapfen der Planetenrolle und dem Gehäuse 2 eine sich quer zur Achsrichtung der Planetenrolle erstreckende Lagerfläche vorgesehen werden, an der die für die Erzeugung des Bremsmoments erforderliche Gleitreibung auftritt, sobald der Freilauf die Rollreibung zwischen zwei Bauelementen unterbricht, wobei an dieser axialen Gleitlagerfläche die am Gehäuse 2 der Hubmutter angreifende Last anliegt. Eine solche Bauweise hat den Vorteil, daß keine an den Planetenrollen radial nach außen wirkende Kraft für die Erzeugung des Anlagedrucks am Gleitlager vorhanden sein muß und damit auch ein Trapezgewinde an der Gewindespindel 1 vorgesehen werden kann. Bei einem Verschleiß einer solchen axialen Gleitlagerfläche wird lediglich die Planetenrolle 8 relativ zum Gehäuse 2 in Achsrichtung etwas verschoben.
Bei der dargestellten Bauweise kann eine solche axiale Gleitlagerfläche an der Stelle der oberen Kugel 9 vorgesehen werden, wie es schematisch in Fig. 2 wiedergegeben ist. Die Achse 3 ist am oberen Ende mit einem verbreiterten Kopfteil 10 versehen, auf dem über ein geeignetes Gleitlager 11 das Gehäuse 2 der Mutter aufliegt, an dem die Last angreift. Der Kopfteil 10 stützt sich auf dem Axialwälzlager 7 ab, das die Last auf die Planetenrolle 8 überträgt. Die Gleitfläche am Kopfteil 10 kann zur Auslegung des erforderlichen Bremsmoments ringförmig ausgebildet sein, wie es bei 12 angedeutet ist. Wenn der Freilauf 6 die Achse 3 bei der Absenkbewegung der Hubmutter mitnimmt, tritt eine Gleitreibung zwischen der Ringfläche 12 und dem Gleitlager 11 auf. Bei Verschleiß des Gleitlagers 11 verschiebt sich das Gehäuse 2 relativ zur Achse 3.
FUr die radiale Lagerung der Achse 3 ist in Fig. 2 lediglich eine Schulter am Gehäuse 2 vorgesehen, an der der Kopfteil 10 der Achse 3 anliegt. Zweckmäßigerweise wird hierfür ein Radialwälzlager vorgesehen. Gegebenenfalls kann ein axiales Gleitlager 11 zusammen mit einem radialen Gleitlager 5 vorgesehen werden.
Das untere Ende der Achse 3 kann bei der Bauweise nach Fig. 2 in beliebiger Weise im Gehäuse 2 mit Rollreibung oder Gleitreibung gelagert werden.
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Claims

Patentansprüche 8Reibungsarme Bewegungsmutter, insbesondere zum Heben von Lasten, mit Rollreibung zwischen den die Mutter bildenden Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Selbsthemmung in einer Bewegungsrichtung die Rollreibung zwischen einzelnen Bauelementen (3, 8) durch Gleitreibung ersetzt ist oder zusätzlich zur Rollreibung in einer Bewegungsrichtung Gleitreibung zwischen Bauelementen vorhanden ist.
2. Reibungsarme Bewegungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem über ein Gleitlager (5, 11) gelagerten Bauelement (3) und einem sich unter Rollreibung relativ zu diesem bewegenden Bauelement (s) ein richtungsabhängiges Rollengesperre (6) angeordnet ist.
3. Reibungsarme Bewegungsmutter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter als Planetenrollenmutter ausgebildet und wenigstens an einer Planetenrolle (8) ein Freilauf (6) vorgesehen ist.
4. Reibungsarme Bewegungsmutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenrollen (8) über Wälzlager (4, 7) auf Achsen (3) drehbar gelagert sind, die über ein Gleitlager (5, 11) im Gehäuse (2) der Mutter drehbar gelagert sind, und daß zwischen einer Planetenrolle (8) und der zugeordneten Achse ein Freilauf (6) angeordnet ist.
5. Reibungsarme Bewegungsmutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf (6) auf einem mit der Planetenrolle fest verbundenen Lagerzapfen angeordnet und von einem ringförmigen Bauteil umgeben ist, das im Gehäuse (2) der Mutter unter Gleitreibung drehbar ist.
6. Reibungsarme Bewegungsmutter nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (5) als Radiallager ausgebildet und an beiden Enden der Achse (3) bzw. einer mit Lagerzapfen versehenen Planetenrolle (8) vorgesehen ist.
7. Reibungsarme Bewegungsmutter nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (11) als Axiallager ausgebildet ist, über das die am Gehäuse (2) der Mutter angreifende Last an der Achse (3) bzw. an der Planetenrolle (8) anliegt.