DE4434706A1

DE4434706A1 - Spindle with spindle core and load nut

Info

Publication number: DE4434706A1
Application number: DE19944434706
Authority: DE
Inventors: Milan Dipl Ing Sulic; Guenter Zeitzschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-04-04

Abstract

The spindle (1) has a drawbar (6) arranged in a through-aperture (5) orientated in a longitudinal direction in the spindle core (3). The drawbar at both ends (7,8) is positively connected with the spindle core. For this connection, at least at one of the two ends a nut is provided. The spindle core is tensioned. A first load nut (4) and additionally at least a second load nut are provided, the two load nuts being connected to one another in a non-rotary manner. A multiple thread (2) is provided on the spindle core.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindel mit einem ein Ge winde tragenden Spindelkern und mit einer Lastmutter.The invention relates to a spindle with a Ge winch-bearing spindle core and with a load nut.

Eine derartige Spindel oder Bewegungsschraube dient zur Um setzung einer Drehbewegung in eine axiale Verschiebungsbewe gung. Dazu umfaßt die Spindel einen ein Gewinde tragenden Spindelkern und eine Lastmutter. Aufgrund hoher Reibung bei aufeinander gleitenden Flächen (Gleitpaarung) ist die Spindel im allgemeinen selbsthemmend, das heißt die axiale Verschie bungsbewegung kommt bei einem Stillstand der Drehbewegung zum Erliegen. Daher werden derartige Spindeln als Hub- oder Zug spindeln zum stufenlosen Heben schwerer Lasten, beispielswei se in einer Kraftwerksanlage, einer chemischen Anlage oder auch in einer Wasserverkehrsanlage (Schleusentor), einge setzt.Such a spindle or motion screw is used for order setting a rotational movement in an axial displacement movement supply. For this purpose, the spindle includes a thread bearing Spindle core and a load nut. Due to high friction surfaces that slide on each other (sliding pairing) is the spindle generally self-locking, that is, axial displacement Exercise movement occurs when the rotary movement stops Succumb. Therefore, such spindles as a stroke or train spindles for continuously lifting heavy loads, for example se in a power plant, a chemical plant or also in a water traffic facility (lock gate) puts.

Bei der Bemessung einer Spindel muß der Gewindegang herange zogen werden. Der erste Gewindegang nimmt, analog zu einer Schraubenverbindung, einen beträchtlichen Anteil von etwa 25 bis 30% der Gesamtkraft in der Spindel auf. Ein Bruch der Spindel erfolgt daher, ähnlich wie bei der Schraubenverbin dung, durch Rißbildung am Gewindegrund des tragenden Gewinde gangs. Eine Ausbreitung des Risses in den Spindelkern hinein führt bei weiterer Belastung letztlich zum völligen Abriß der Spindel. Dies hat den Absturz der schweren Lasten zur Folge, was zu erheblichen Schäden führen kann.The thread must be used when dimensioning a spindle be drawn. The first thread takes, analogous to one Screw connection, a significant proportion of about 25 up to 30% of the total force in the spindle. A break of the The spindle is therefore similar to the screw connection by cracking on the thread base of the load-bearing thread gangs. A spreading of the crack into the spindle core ultimately leads to complete demolition of the under further load Spindle. This causes the heavy loads to crash, which can lead to significant damage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spindel derart zu gestalten, daß bei einem Bruch ein Absturz einer von ihr getragenen Last vermieden ist.The invention is therefore based on the object of a spindle to be designed in such a way that a crash causes a crash load borne by it is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zugstan ge, die in einer in dem Spindelkern vorgesehenen, vorwiegend in Längsrichtung orientierten, durchgehenden Öffnung angeord net ist.This object is achieved according to the invention by a tension rod ge, which in a provided in the spindle core, predominantly arranged in the longitudinal direction, continuous opening is not.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei einer Spindel zur Bemessung nicht der tragende Kernquerschnitt des Spindelkerns, sondern vielmehr die Flächenpressung der Gewin deflanken des Gewindes und der Lastmutter aufeinander heran gezogen wird. Somit ergibt sich bei der Bemessung der Spindel ein sehr großer tragender Kernquerschnitt, der von den Zug kräften nicht ausgenutzt wird, so daß der Spindelkern ohne Vergrößerung der Spindel aufgebohrt werden kann.The invention is based on the consideration that at a Spindle for dimensioning not the load-bearing core cross section of the Spindle core, but rather the surface pressure of the profit deflank the thread and the load nut towards each other is pulled. This results in the dimensioning of the spindle a very large load-bearing core cross-section, that of the train forces are not exploited, so that the spindle core without Magnification of the spindle can be drilled out.

Die in der so entstandenen Öffnung angeordnete Zugstange übernimmt im Falle eines Bruchs der Spindel die gesamte Zug last.The pull rod arranged in the opening thus created takes over the entire train in the event of a spindle break load.

Die Verbindung der Zugstange zum Spindelkern kann an einem Ende oder an beiden Enden kraftschlüssig oder nicht kraft schlüssig sein. Ist die Verbindung der Zugstange zum Spindel kern an einem Ende oder an beiden Enden nicht kraftschlüssig, so gleitet bei einem Bruch der Spindel die von ihr getragene Last zunächst an der Zugstange entlang, bis sie an einem Ende der Zugstange von dieser aufgefangen wird. Beim Auffangen der Last tritt eine erhöhte Zugbelastung der Zugstange auf, gegen die die Zugstange ausgelegt werden müßte.The connection of the pull rod to the spindle core can be done on one End or both ends non-positively or not force to be conclusive. Is the connection of the drawbar to the spindle core is non-positive at one end or at both ends, this way, if the spindle breaks, the one it supports slides Load first along the drawbar until it is at one end the tie rod is caught by this. When catching the Load, there is an increased tensile load on the tie rod which the drawbar should be designed.

Daher ist in zweckmäßiger Ausgestaltung die Zugstange an bei den Enden kraftschlüssig mit dem Spindelkern verbunden. Da durch wird eine solche erhöhte Zugbelastung im Falle eines Bruchs des Spindelkerns oder des Gewindes selbst vermieden. Ein vom Gewindegrund ausgehender Riß der Spindel kann sich nun zwar in den Spindelkern hinein ausbreiten; allerdings kommt der Riß an der Trennstelle zwischen dem Spindelkern und der Zugstange zum Erliegen, so daß ein vollständiger Durch bruch der Spindel oder Spindelanordnung vermieden ist. Therefore, in a practical embodiment, the pull rod is at the ends non-positively connected to the spindle core. There is such an increased tensile load in the case of a Breakage of the spindle core or the thread itself avoided. A crack of the spindle originating from the thread base can occur now spread out into the spindle core; Indeed the crack occurs at the separation point between the spindle core and the tie rod to a halt, so that a complete through breakage of the spindle or spindle arrangement is avoided.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Spindelkern vorgespannt. Dadurch wird das Ausbreitungsverhalten von Ris sen im Spindelkern grundlegend verändert. Bei geeigneter Wahl der Vorspannung kann das Ausbreiten von Rissen im Spindelkern ganz zum Erliegen gebracht werden.In a further advantageous embodiment, the spindle core biased. The spreading behavior of Ris fundamentally changed in the spindle core. With a suitable choice the pretension can spread cracks in the spindle core be brought to a complete standstill.

Für die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Spindelkern und der Zugstange ist zweckmäßigerweise an einem Ende oder an beiden Enden der Zugstange eine Mutter vorgesehen. Dadurch ist es möglich, auf den Spindelkern eine einstellbare Vor spannung aufzubringen.For the non-positive connection between the spindle core and the pull rod is conveniently at one end or at a nut is provided at both ends of the tie rod. Thereby it is possible to set an adjustable pre on the spindle core apply tension.

Um auch bei einem Bruch der Lastmutter in der Spindelanord nung einen Absturz der Last zu vermeiden, werden zweckmäßi gerweise anstelle einer einzelnen Lastmutter zwei verdrehsi cher miteinander verbundene Lastmuttern eingesetzt. Diese sollten derart bemessen sein, daß jede von ihnen allein die gesamte Last tragen kann. Im Falle eines Bruchs einer der Lastmuttern übernimmt dann die andere Lastmutter die gesamte Last.To even in the event of a break in the load nut in the spindle arrangement It is advisable to avoid falling the load sometimes twisted instead of a single load nut interconnected load nuts used. These should be such that each of them is the only one can carry entire load. In the event of a break, one of the The other load nut then takes over the entire load nut Load.

Auch ist das Gewinde zweckmäßigerweise mehrgängig ausgebil det, so daß bei einem Gewindebruch noch ein lauffähiges Ge winde vorhanden ist.The thread is also expediently designed with multiple threads det, so that in the event of a thread break still an executable Ge winch is present.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde re darin, daß durch den Einsatz einer Zugstange in einer Spindelanordnung ein Absturz einer schweren Last im Falle ei nes Bruchs der Spindel vermieden ist. Dies wird erreicht, oh ne die äußeren Abmessungen der Spindelanordnung im Vergleich zu einer üblichen Spindel wesentlich zu verändern.The advantages achieved with the invention are in particular re in that by using a pull rod in a Spindle arrangement a crash of a heavy load in the case of an egg breakage of the spindle is avoided. This is achieved, oh ne the outer dimensions of the spindle arrangement in comparison to change significantly to a common spindle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich nung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention are based on a drawing tion explained in more detail. In it show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Spindelanordnung mit einer Zugstange, und Fig. 1 shows a longitudinal section through a spindle arrangement with a pull rod, and

Fig. 2 im Ausschnitt eine Spindelanordnung gemäß Fig. 1 mit zwei miteinander verdrehsicher verbundenen Lastmuttern. Fig. 2 in detail a spindle arrangement according to Fig. 1 with two torsionally connected load nuts.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in both figures with the provided with the same reference numerals.

Eine Spindelanordnung oder Spindel 1 gemäß Fig. 1 weist ei nen ein Gewinde 2 tragenden Spindelkern 3 und eine Lastmutter 4 auf. Die Lastmutter 4 kann durch Drehen der Spindel stufen los in axialer Richtung verschoben werden. Eine an ihr befe stigte Last wird - wie durch den Kraftpfeil F angedeutet - durch die Spindelanordnung angehoben. Beispielsweise können Fabriktore mit einem Gewicht von bis zu 600 t durch Hubspin deln mit einem Spindelkerndurchmesser von 100 mm bis 200 mm bis zu 10 m bis 12 m angehoben werden.A spindle arrangement or spindle 1 according to FIG. 1 has a spindle core 3 carrying a thread 2 and a load nut 4 . The load nut 4 can be gradually shifted in the axial direction by turning the spindle. A load attached to it is lifted - as indicated by the force arrow F - by the spindle arrangement. For example, factory gates weighing up to 600 t can be lifted up to 10 m to 12 m by lifting spindles with a spindle core diameter of 100 mm to 200 mm.

Der Spindelkern 3 ist in Längsrichtung aufgebohrt. In der da durch entstandenen Öffnung 5 ist eine Zugstange 6 angeordnet. Im Falle eines Bruchs des Spindelkerns 3 übernimmt die Zug stange 6 die Zugbelastung, so daß ein Absturz der an der Lastmutter 4 aufgehängten schweren Last vermieden ist.The spindle core 3 is drilled out in the longitudinal direction. In the opening 5 created by a pull rod 6 is arranged. In the event of a break in the spindle core 3 , the train rod 6 takes over the tensile load, so that a crash of the heavy load suspended on the load nut 4 is avoided.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist sowohl am oberen En de 7 als auch am unteren Ende 8 der Zugstange 6 eine kraft schlüssige Verbindung zum Spindelkern 3 der Spindel 1 vorge sehen. Eine kraftschlüssige Verbindung nur am oberen Ende 7 der Zugstange 6 hätte bei einem Bruch des Spindelkerns 3 zur Folge, daß die an der Lastmutter 4 aufgehängte schwere Last zunächst in Richtung auf das untere Ende 8 der Zugstange her unterrutscht, bevor die hohe Zugbelastung von der Zugstange 6 aufgenommen wird. Durch die kraftschlüssige Verbindung an beiden Enden 7, 8 wird eine derartige erhöhte Zugbelastung der Zugstange 6 vermieden.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a force-locking connection to the spindle core 3 of the spindle 1 is seen both at the upper end 7 and at the lower end 8 of the pull rod 6 . A non-positive connection only at the upper end 7 of the pull rod 6 would result in a breakage of the spindle core 3 that the heavy load suspended on the load nut 4 initially slips in the direction of the lower end 8 of the pull rod before the high tensile load from the pull rod 6 is added. Such an increased tensile load on the tie rod 6 is avoided by the non-positive connection at both ends 7 , 8 .

Am oberen Ende 7 der Zugstange 6 wird die kraftschlüssige Verbindung an den Spindelkern 3 durch eine Mutter 9 erzielt. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine einstellbare Vorspan nung auf den Spindelkern 3 aufzubringen. Bei geeigneter Vor spannung auf den Spindelkern 3 kann die Ausbreitung eventuell auftretender Risse im Spindelkern 3 vermieden werden. Dadurch wird ein Durchbruch des Spindelkerns verhindert. Das obere Ende 7 der Spindel 1 ist an einem Gegenlager 11 aufgehängt.At the upper end 7 of the pull rod 6 , the positive connection to the spindle core 3 is achieved by a nut 9 . This makes it possible to apply an adjustable preload on the spindle core 3 . With a suitable tension on the spindle core 3 , the spread of any cracks that may occur in the spindle core 3 can be avoided. This prevents the spindle core from breaking through. The upper end 7 of the spindle 1 is suspended from a counter bearing 11 .

Am unteren Ende 8 der Zugstange 6 wird im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die kraftschlüssige Verbindung zum Spindelkern 3 der Spindel 1 durch einen Kopf 10, zum Beispiel einen Nie tenkopf, erreicht.At the lower end 8 of the tie rod 6 in the embodiment shown in FIG. 1, the positive connection to the spindle core 3 of the spindle 1 is achieved by a head 10 , for example a never head.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist zusätzlich zu der Lastmutter 4 eine weitere Lastmutter 41 vorgesehen, die durch eine Haltevorrichtung 12 mit der Lastmutter 4 verdrehsicher verbunden ist. Die Lastmuttern 4 und 4′ sind so ausgelegt, daß jede einzelne von ihnen die durch die Last hervorgerufene Zugkraft F allein aufnehmen kann.In the embodiment shown in FIG. 2 is provided in addition to the load nut 4, a further load nut 41, which is connected non-rotatably by a holding device 12 to the load nut 4. The load nuts 4 and 4 'are designed so that each one of them can absorb the tensile force F caused by the load alone.

Claims

1. Spindle ( 1 ) with a spindle core ( 3 ) and with a load nut ( 4 ), characterized by a pull rod ( 6 ) which in a spindle core ( 3 ) provided, predominantly in the longitudinal direction, through opening ( 5 ) is arranged.

2. Spindle according to claim 1, characterized in that the train rod ( 6 ) at both ends ( 7 , 8 ) is non-positively connected to the spindle core ( 3 ).

3. Spindle according to claim 2, characterized in that a nut is provided for at least one of the two ends ( 7 , 8 ) for the positive connection of the pull rod ( 6 ) with the spin delkern ( 3 ).

4. Spindle according to claim 2 or 3, characterized in that the spin delkern ( 3 ) is biased.

5. Spindle according to one of claims 1 to 4, characterized in that he ste load nut ( 4 ) and in addition to this at least a second load nut ( 4 ') are provided, the second load nut ( 4 ') with the first load nut ( 4 ) is securely connected.

6. Spindle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Ge thread ( 2 ) of the spindle core ( 3 ) is multi-start.