[0001] Die Erfindung betrifft eine Hubeinrichtung mit einer Spindel und einer in einem Getriebegehäuse
drehbar gelagerten und antreibbaren Mutter zur Verstellung der Spindel in Richtung
ihrer Längsachse, wobei eine Verdrehsicherungseinrichtung für die Spindel ein mit
dem Getriebegehäuse drehfest verbundenes Rohr mit einem von der Kreisform abweichenden
Querschnitt, in welches die Spindel mit dem ihrem Stellende gegenüberliegenden Ende
ragt, und eine an der Spindel drehfest angebrachte, innerhalb des Rohrs liegende und
einer Verdrehung der Spindel um ihre Längsachse durch Anlage an die Innenwand des
Rohrs entgegenstehende Anlageeinheit umfasst.
[0002] Hubeinrichtungen mit Spindelhubgetrieben sind in unterschiedlichen Ausführungsformen
bekannt und werden für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke eingesetzt. Es kommen
dabei auch Anwendungen vor, bei denen das Stellende der Spindel nicht mit dem zu verstellenden
Teil starr verbunden ist bzw. verbunden sein darf, sondern nur an diesem anliegt,
wobei beispielsweise das zu verstellende Teil mit seinem Gewicht auf dem Stellende
der Spindel aufliegt. Für solche Anwendungszwecke ist eine Verdrehsicherungseinrichtung
für die Spindel vorgesehen.
[0003] Bei einer herkömmlichen Ausführungsform einer solchen Verdrehsicherungseinrichtung
ist am Getriebegehäuse ein Vierkantrohr befestigt, in welches die Spindel mit seinem
dem Stellende gegenüberliegenden Ende ragt. An diesem in das Vierkantrohr ragenden
Ende der Spindel ist eine viereckige Verdrehsicherungsplatte festgelegt, die im Rohr
geführt ist. Die Blockierung der Verdrehung der Spindel um ihre Längsachse erfolgt
durch Anlage der Randseiten der Verdrehsicherungsplatte an der Innenwand des Vierkantrohrs.
[0004] Wenn die Verstellung der Spindel gegen ein hohes Gewicht erfolgt, so tritt eine hohe
Verdrehkraft der Spindel auf. Aufgrund der Herstellungstoleranzen von Vierkantrohren
ist ein gewisses Spiel der Verdrehsicherungsplatte gegenüber dem Vierkantrohr unvermeidlich.
Es kommt daher nur zu einer Linien-Berührung zwischen der Verdrehsicherungsplatte
und der Innenwand des Rohrs. Die hohe auftretende Flächenpressung führt zu einem Abrieb
der Verdrehsicherungsplatte, welcher auch die Schmierung nachteilig beeinflussen kann.
Durch den fortlaufenden Verschleiß der Verdrehsicherungsplatte erhöht sich das Spiel
zwischen der Verdrehsicherungsplatte und der Innenwandung des Vierkantrohrs weiter,
wobei sich dieses Spiel insbesondere bei einem Richtungswechsel der Verstellung der
Spindel nachteilig auswirkt. Vor es zu einer Bewegung der Spindel in ihre Längsrichtung
kommt, muss zuerst das Spiel überwunden werden, wodurch sich ein Hystereseverhalten
und Ungenauigkeiten im Stelltrieb ergeben. Auch erhöht sich bei fortlaufendem Verschleiß
der Verdrehsicherungsplatte die Reibung zwischen dieser und dem Vierkantrohr deutlich.
Weiters können bei zu großem Spiel zwischen der Verdrehsicherungsplatte und dem Vierkantrohr
die Betätigungsrollen von Endschaltern beschädigt werden. Diese ragen durch Ausnehmungen
in der Rohrwandung und sind von der Verdrehsicherungsplatte beim Überfahren zu betätigen.
Bei einem zu großen Spiel zwischen der Verdrehsicherungsplatte und dem Vierkantrohr
kann es zu einem Abscheren dieser Betätigungsrollen kommen. Der Abrieb der Verdrehsicherungsplatte
kann im Extremfall weiters dazu führen, dass diese soweit abgerundet wird, dass sie
unter Aufhebung Ihrer Funktion gegenüber dem Vierkantrohr durchdrehen kann.
[0005] Eine Schraubenwinde mit einem Spindelhubgetriebe, bei welchem eine Verdrehsicherung
für eine Spindelmutter gegenüber einem gehäusefesten Rohr vorgesehen ist, ist aus
der US 3,738,613 bekannt. Die Mutter besitzt hierzu vier abgerundete Vorsprünge, die
in die Eckbereiche des mit abgerundeten Ecken versehenen Rohrs reichen. Es kann hierbei
für das Rohr keine Standardanfertigung eingesetzt werden, sondern das Rohr muss genaue
und völlig unübliche Eck-Radien aufweisen und darf nur mit geringen Toleranzen behaftet
sein, wodurch die Herstellung wesentlich verteuert wird.
[0006] Aus der US 3,888,464 A ist eine Schraubenwinde mit einem Spindelhubgetriebe bekannt,
bei welchem eine Verdrehsicherung der Spindel gegenüber einem gehäusefesten Rohr vorgesehen
ist. Hierzu ist die Spindel über eine Schraube mit einem Kopfstück verbunden, welches
seitlich abstehende Fortsätze besitzt, die in Nuten des Rohrs verschiebbar sind. Die
Profilform des Rohrs mit der relativ komplizierten Form der Gleitbahnen für die Fortsätze
ist nur sehr aufwändig herstellbar, was die Herstellungskosten wesentlich erhöht.
[0007] Bei der Schraubenwinde der DE 6259 C besitzt eine Klaue eine Verdrehsicherung gegenüber
einer Spindel, wobei ein Fortsatz der Klaue in eine Nut der Spindel ragt. Die übertragbaren
Kräfte sind hierbei relativ gering und der Verschleiß ist hoch.
[0008] Bei der Schraubenwinde der AT 29818 ist ein Gleitstück mit einer Spindel verbunden,
um diese gegenüber einem Gehäuse gegen Verdrehung zu sichern. Das Gleitstück weist
seitliche Fortsätze mit Nuten auf, die auf vertikal verlaufenden, vorspringenden Stegen
des Gehäuses geführt sind. Die Konstruktion ist wiederum aufwändig und nicht mit Standard-Rohren
herstellbar und das übertragbare Drehmoment ist ebenso wie die Lebensdauer aufgrund
des auftretenden Verschleißes auf einen relativ geringen Wert begrenzt.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Hubeinrichtung mit einem Spindelhubgetriebe
der eingangs genannten Art, welche einen geringeren Verschleiß aufweist, dies trotz
herstellungsbedingten Toleranzen des Rohrs der Verdrehsicherungseinrichtung. Erfindungsgemäß
gelingt dies durch eine Hubeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
[0010] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind die Anlageklötze gegenüber dem Grundkörper
verschwenkbar, sodass sich ihre Randseiten bei einer auf die Spindel wirkenden Drehkraft
um ihre Längsachse vollflächig an die Innenwand des Rohrs anlegen können, auch wenn
zwischen dem Rohr und der Anlageeinheit ein gewisses Spiel vorhanden ist. Es tritt
dadurch ein nur geringer Verschleiß der Anlageklötze auf. Auch kann eine während einer
langen Betriebsdauer nahezu konstante Reibung zwischen den Anlageklötzen und dem Rohr
erreicht werden. Vorteilhafterweise können die Anlageklötze aus einem verschleißfesten
Material, wie Bronze bestehen.
[0011] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Ausnehmungen im Grundkörper
in achsialer Richtung der Spindel gesehen beidseitig von vom Grundkörper gebildeten
Seitenwänden begrenzt. Dadurch sind die Anlageklötze in einfacher Weise gegen eine
Verschiebung gegenüber dem Grundkörper in achsialer Richtung der Spindel gesichert.
[0012] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand des in
der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hubeinrichtung (das die Spindel
umgebende Rohr ist aufgeschnitten dargestellt);
- Fig. 2
- einen schematischen Längsschnitt der Hubeinrichtung im Bereich des Getriebegehäuses;
- Fig. 3
- eine Seitenansicht eines Abschnitts der Hubeinrichtung im Bereich des Rohrs (wobei
die vordere Wand des Rohrs weggelassen ist);
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung der Anlageeinheit;
- Fig. 5
- eine stirnseitige Ansicht der Anlageeinheit;
- Fig. 6
- einen Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 5 und
- Fig. 7
- einen senkrecht zur Längsachse der Spindel verlaufenden Querschnitt der Anlageeinheit,
bei vom Grundkörper abgehobenen Anlageklötzen, Schnittlinie B-B von Fig. 6.
[0013] Das in den Fig. dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubeinrichtung
umfasst eine in Richtung des Pfeils 3 in ihrer achsialen Richtung verstellbare Spindel
1 als Stellglied. Hierzu ist in einem Getriebegehäuse 4 eine Mutter 5 drehbar, aber
in achsialer Richtung der Spindel 1 unverschiebbar gelagert, deren Innengewinde mit
dem Außengewinde der Spindel 1 zusammenwirkt. Die Mutter 5 ist motorisch antreibbar.
Hierzu ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel am Umfang der Mutter eine Schneckenverzahnung
vorgesehen, mit der eine Schnecke 6 in Eingriff steht. Die Schnecke 6 ist über eine
Antriebswelle 7 von einem in den Fig. nicht dargestellten Antrieb des Spindelhubgetriebes,
insbesondere von einem geeigneten Motor antreibbar. Hubeinrichtungen mit derartigen
Spindelhubgetrieben sind in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Die schematische
Darstellung von Fig. 2 soll lediglich zur Veranschaulichung der prinzipiellen Funktionsweise
dienen. Die Getriebeelemente und der Antrieb der Hubeinrichtung bilden keinen Gegenstand
der vorliegenden Erfindung und können in herkömmlicher Weise ausgebildet sein.
[0014] Zur Verhinderung einer Verdrehung der Spindel 1 um ihre Längsachse 2 ist eine Verdrehsicherungseinrichtung
vorgesehen. Diese umfasst ein mit dem Getriebegehäuse 4 drehfest verbundenes Rohr
9, welches bevorzugterweise als Vierkantrohr ausgebildet ist. Auf der dem Stellende
8 gegenüberliegenden Seite der Mutter 5 ragt der aus dem Getriebegehäuse 4 tretende
Teil der Spindel 1 in das Rohr 9. An dem dem Stellende 8 gegenüberliegenden Ende der
Spindel 1 ist eine innerhalb des Rohrs 9 liegende Anlageeinheit 10 drehfest angebracht,
welche zur Anlage an Abschnitten der Innenwand 11 des Rohrs 9 bei einer auf die Spindel
1 im Sinne einer Verdrehung um ihre Längsachse 2 wirkende Drehkraft vorgesehen ist,
wodurch eine Verdrehung der Spindel 1 um Ihre Längsachse blockiert wird.
[0015] Die Anlageeinheit 10 weist einen plattenförmigen Grundkörper 12 auf, der drehfest
mit der Spindel 1 verbunden ist, beispielsweise über eine zentrale Gewindebohrung
13 auf ein endseitig an der Spindel angebrachtes Außengewinde aufgeschraubt ist und
durch eine in eine radiale Gewindebohrung 14 eingedrehte Sicherungsschraube (nicht
dargestellt in den Fig.) gesichert ist, welche in eine radiale Bohrung in der Spindel
1 eingreift. Der Grundkörper 12 könnte mit der Spindel 1 beispielsweise auch verschweißt
sein.
[0016] Die Stirnflächen 15, 16 des Körpers 12 sind in achsialer Richtung der Spindel 1 ausgerichtet.
Die Umfangsfläche 17 des Grundkörpers 12 ist der Innenwand 11 des Rohrs 9 zugewandt.
In dieser Umfangsfläche 17 sind vier Ausnehmungen 18 ausgebildet. In einem senkrecht
zur Längsachse 2 der Spindel 1 verlaufenden Querschnitt des Grundkörpers 12 gesehen,
wie dieser in Fig. 7 dargestellt ist, weisen die Ausnehmungen 18 kreisbogenförmig
verlaufende Böden 19 auf. In achsialer Richtung der Spindel 1 sind die Ausnehmungen
18 beidseitig durch Seitenwände 20 begrenzt, welche rechtwinklig über den jeweiligen
Boden 19 vorstehen. Diese Seitenwände 20 werden von Stegen 21 des Grundkörpers 12
gebildet, die beidseitig der durch Ausfräsungen gebildeten Ausnehmungen 18 stehen
gelassen werden. In den Stegen 21 sind hierbei kreisbogenförmig begrenzte Vertiefungen
33 angeordnet.
[0017] In die Ausnehmungen 18 sind Anlageklötze 22 eingesetzt. Diese weisen eine am Boden
19 der jeweiligen Ausnehmung 18 anliegende Basisseite 23 auf, die, in einem senkrecht
zur Längsachse 2 der Spindel 1 verlaufenden Querschnitt des Grundkörpers gesehen,
einen zum Boden 19 der Ausnehmung 18 gegengleichen kreisbogenförmigen Verlauf aufweist.
Der in der Ausnehmung 18 liegende Abschnitt eines jeweiligen Anlageklotzes 22 weist
hierbei die Form eines Teilzylinders auf. Die in den Ausnehmungen 18 angeordneten
Anlageklötze 22 sind somit um Achsen 24 verschwenkbar, welche durch den Mittelpunkt
des diese Kreisbogen aufweisenden Kreises verläuft. Diese Achse 24 verläuft im gezeigten
Ausführungsbeispiel weiters parallel zur Längsachse 2 der Spindel 1. Prinzipiell,
obwohl weniger bevorzugt, wären auch Abweichungen von den zur Längsachse 2 parallelen
Ausrichtungen der Achsen 24 denkbar und möglich, insbesondere im Bereich +/- 45°.
[0018] Jedem der vier Eckbereiche des Rohrs 9 ist ein verschwenkbar in einer Ausnehmung
18 des Grundkörpers 12 gelagerter Anlageklotz 22 zugeordnet, der zwei winklig zueinanderstehende
Anlageflächen 25, 26 zur Anlage an den beiden, der jeweiligen Ecke 27 benachbarten
und die Ecke 27 zwischen sich einschließenden Abschnitten der Innenwand 11 des Rohrs
9. Die beiden winklig zueinanderstehenden Anlageflächen 25, 26 sind über eine Verbindungsfläche
28, welche eine abgeflachte Ecke zwischen den beiden Anlageflächen 25, 26 bildet,
miteinander verbunden.
[0019] Bei einer in beide Verdrehrichtungen der Spindel 1 um ihre Längsachse 2 wirkenden
Verdrehkraft können sich die Anlageklötze 22 jeweils derart um ihre Achsen 24 verschwenken,
dass die der jeweiligen Verdrehrichtung zugeordnete Anlagefläche 25, 26 eines jeweiligen
Anlageklotzes 22 vollflächig an der Innenwand 11 des Rohres 9 anliegt. Die Flächenpressung
und der Verschleiß sind dadurch gering. Eine achsiale Verschiebung der Anlageklötze
22 gegenüber dem Grundkörper 12 wird dabei durch die Seitenwände 20 verhindert.
[0020] Die Anlageklötze bestehen aus einem abriebfesten Material, bevorzugterweise aus Bronze.
Am Rohr sind weiters Endschalter 29, 30 befestigt. Diese weisen ein durch eine Bohrung
im Rohr 9 ins Rohrinnere vorstehendes Betätigungsteil 31 auf, welches mit dem Grundkörper
12 im zwischen zwei Ausnehmungen 18 liegenden Bereich zusammenwirkt. Hierbei fährt
eine Fase 32 zwischen einer Stirnseite 15, 16 und der Umfangsfläche 17 des Körpers
gegen das Betätigungsteil 31 an und verschiebt dieses nach außen, wodurch der Endschalter
betätigt wird und an eine Steuereinrichtung das Ende des Verschiebeweges der Spindel
1 anzeigt.
[0021] Bei der Montage der Hubeinrichtung werden die Anlageklötze 22 gefettet und in die
Ausnehmungen 18 eingesetzt, wobei sie vom Fett auch in den Ausnehmungen 18 gehalten
werden, bis die Anlageeinheit 10 innerhalb des Rohrs 9 liegt.
[0022] Falls ein Austausch der Anlageklötze 22 aufgrund ihrer fortgeschrittenen Abnützung
erforderlich sein sollte, so ist dieser sehr einfach durchführbar.
[0023] Unterschiedliche Modifikationen des gezeigten Ausführungsbeispiels sind denkbar und
möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
besitzt der Grundkörper 12 eine zylindrische Ausbildung, wobei die Umfangsfläche,
in welche die Ausnehmungen 18 eingebracht sind, vom Zylindermantel gebildet wird.
Der Grundkörper 12 könnte beispielsweise auch quadratisch ausgebildet sein, wobei
die Ausnehmungen 18 in den Eckbereichen angeordnet sind. Die Umfangsfläche 17 würde
in diesem Fall von den vier zwischen den Ausnehmungen 18 liegenden, dem Rohr 9 zugewandten
Randseiten gebildet werden.
[0024] Prinzipiell denkbar und möglich wäre es auch, dass anstelle eines Vierkantrohrs ein
anderes Mehrkantrohr als Rohr 9 verwendet wird. Bevorzugterweise wäre in diesem Fall
ebenfalls eine der Anzahl der Ecken des Rohrs entsprechende Anzahl von Anlageklötzen
vorhanden, wobei ein jeweiliger Anlageklotz in einem Eckbereich des Rohrs liegt. Theoretisch
könnte das Rohr 9 auch einen anderen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen,
beispielsweise oval ausgebildet sein. Hierbei könnten beispielsweise zwei im Bereich
der langen Achsen des ovalen Querschnitts angeordnete Anlageklötze 22 in Ausnehmungen
eines entsprechend ausgebildeten Grundkörpers verschwenkbar gelagert sein.
Legende zu den Hinweisziffern:
[0025]
- 1
- Spindel
- 2
- Längsachse
- 3
- Pfeil
- 4
- Getriebegehäuse
- 5
- Mutter
- 6
- Schnecke
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Stellende
- 9
- Rohr
- 10
- Anlageeinheit
- 11
- Innenwand
- 12
- Grundkörper
- 13
- Gewindebohrung
- 14
- Gewindebohrung
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Stirnfläche
- 17
- Umfangsfläche
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Boden
- 20
- Seitenwand
- 21
- Steg
- 22
- Anlageklotz
- 23
- Basisseite
- 24
- Achse
- 25
- Anlagefläche
- 26
- Anlagefläche
- 27
- Ecke
- 28
- Verbindungsfläche
- 29
- Endschalter
- 30
- Endschalter
- 31
- Betätigungsteil
- 32
- Fase
- 33
- Vertiefung
1. Hubeinrichtung mit einer Spindel (1) und einer in einem Getriebegehäuse (4) drehbar
gelagerten und antreibbaren Mutter (5) zur Verstellung der Spindel (1) in Richtung
ihrer Längsachse (2), wobei eine Verdrehsicherungseinrichtung für die Spindel (1)
ein mit dem Getriebegehäuse (4) drehfest verbundenes Rohr (9) mit einem von der Kreisform
abweichenden Querschnitt, in welches die Spindel (1) mit dem ihrem Stellende (8) gegenüberliegenden
Ende ragt, und eine an der Spindel (1) drehfest angebrachte, innerhalb des Rohrs (9)
liegende und einer Verdrehung der Spindel (1) um ihre Längsachse (2) durch Anlage
an die Innenwand (11) des Rohrs (9) entgegenstehende Anlageeinheit (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageeinheit (10) einen Grundkörper (12) besitzt, in dessen dem Rohr (9) zugewandter
Umfangsfläche (17) mindestens zwei Ausnehmungen (18) ausgebildet sind, in denen Anlageklötze
(22) angeordnet sind, welche zur Anlage an die Innenwand (11) des Rohrs (9) vorgesehene
Anlageflächen (25, 26) aufweisen, wobei die Ausnehmungen (18), in einem senkrecht
zur Längsachse (2) der Spindel (1) verlaufenden Querschnitt des Grundkörpers (12)
gesehen, einen kreisbogenförmig verlaufenden Boden (19) aufweisen und die am Boden
(19) der jeweiligen Ausnehmung (18) anliegende Basisseite (23) eines jeweiligen Anlageklotzes
(22) einen gegengleichen kreisbogenförmigen Verlauf aufweist.
2. Hubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (9) als Mehrkantrohr, vorzugsweise als Vierkantrohr ausgebildet ist.
3. Hubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Eckbereich des Rohrs (9) ein verschwenkbar in einer Ausnehmung (18) des
Grundkörpers (12) gelagerter Anlageklotz (22) vorhanden ist, der zwei winklig zueinander
stehende Anlageflächen (25, 26) zur Anlage an den beiden an die Ecke (27) anschließenden
und die Ecke (27) zwischen sich einschließenden Abschnitten der Innenwand (11) des
Rohrs (9) aufweist.
4. Hubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die winklig zueinander stehenden Anlageflächen (25, 26) der Anlageklötze (22) jeweils
über eine eine abgeflachte Ecke ausbildende Verbindungsfläche (28) miteinander verbunden
sind.
5. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verankerung des in einer jeweiligen Ausnehmung (18) angeordneten Anlageklotzes
(22) in achsialer Richtung der Spindel (1) die Ausnehmung (18) in achsialer Richtung
der Spindel (1) beidseitig von Seitenwänden (20) begrenzt ist.
6. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Ausnehmung (18) liegende Abschnitt eines jeweiligen Anlageklotzes (22)
die Form eines Teilzylinders aufweist.
7. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohr (9) mindestens ein Endschalter (29, 30) angebracht ist, der ein durch eine
Bohrung im Rohr (9) in den Innenraum des Rohrs (9) ragendes Betätigungsteil (31) aufweist,
welches mit dem Grundkörper (12) zusammenwirkt und von diesem beim Überfahren des
Betätigungsteils (31) betätigbar ist.
8. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageklötze aus Bronze bestehen.
9. Hubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche des Grundkörpers (12) in Bereichen zwischen den Ausnehmungen (18)
für die Anlageklötze (22) zylindermantelförmig ausgebildet ist.