Winde Die Erfindung betrifft eine Winde mit einem Hubelement, das durch Drehen eines zu ihm koaxialen Antriebselementes in axialer Richtung verstellbar ist. Bekannte Winden dieser Art, sogenannte Schrauben winden, haben den Nachteil, dass die Reibung zwi schen den beiden Elementen sehr gross ist. Dies ist besonders unangenehm bei elektrischen Fahrzeug winden (Wagenhebern), die von der Fahrzeug batterie gespeist werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteils zeichnet sich die Winde nach der Erfindung dadurch aus, dass die innere Oberfläche des äusseren Elementes und die äussere Oberfläche des inneren Elementes mit je einer Schraubenliniennut versehen sind, wobei die beiden Nuten gleiche Ganghöhe haben und sich zu einem Kanal ergänzen, in welchem Wälz- körper angeordnet sind.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und eine Variante des selben dargestellt. Es ist: Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrischen Fahr zeugschraubenwinde, Fig. 2 eine Draufsicht auf dieselbe, Fig. 3 das elektrische Schaltschema der Winde, Fig. 4 ein Vertikalschnitt gemäss der Linie IV-IV von Fig. 5, Fig. 5 ein Horizontalschnitt gemäss der Linie V-V von Fig. 4,
Fig.6 eine Einzelheit im Schnitt gemäss Linie VI-VI von Fig. 5, Fig. 7 eine Einzelheit in einem Vertikalschnitt von grösserem Massstab, Fig. 8 ein Horizontalschnitt gemäss Linie VIII-VIII von Fig. 7, Fig. 9 ein der Fig. 7 entsprechender Schnitt für eine Variante.
Die dargestellte Fahrzeugwinde weist ein Ge häuse 1 auf, in das ein Elektromotor 2 fest eingebaut ist. Der Motor 2 treibt über ein Kegelradpaar 2a, eine Schnecke 3 und ein Schneckenrad 3a eine Hohl welle 4 an, auf welcher das Schneckenrad 3a befe stigt ist. Die Hohlwelle 4 umfasst gemäss Fig. 4, 5 und 7 eine mit ihr koaxiale Spindel 5 und ist längs ihrer ganzen inneren Oberfläche mit einer Schraubenlinien nut 4a von halbkreisförmigem Querschnitt versehen.
Die Spindel 5 ist an ihrer äusseren Oberfläche eben falls mit einer Schraubenliniennut 5a von halbkreis förmigem Querschnitt versehen, die sich aber nur über einen kleinen, unteren Teil der Spindel 5 erstreckt und weniger als fünf Gänge aufweist. Die Nuten 4a und 5a weisen gleiche Ganghöhe auf und ergänzen sich zu einem Schraubenlinienkanal 6 von kreisförmi gem Querschnitt, in dem sich Kugeln 7 befinden. Das obere und das untere Ende der Nut 5a sind durch einen in der Spindel 5 vorgesehenen, ebenfalls mit Kugeln 7 gefüllten Rückführungskanal 8 mit einander verbunden, wobei dieser Kanal 8 bei seinen Übergängen in die Nut 5;a gebogen ist, um den Durch gang der Kugeln 7 zu erleichtern.
Die Hohlwelle 4 ist unten in einem Kugellager 9 gelagert, das auch den Axialdruck aufnimmt, und weiter oben durch ein Radiallager 10 geführt. Es ist ersichtlich, dass bei Drehen der Hohlwelle 4 die Spindel 5, die sich aus später erläuterten Gründen nicht mitdrehen kann, eine axiale Verschiebung in bezug auf die Hohlwelle 4 erfährt. Sie wird genau so wie eine Schraube in einer sich drehenden Mutter verstellt, d. h. bei jeder Umdrehung der Hohlwelle um eine Ganghöhe, wobei aber die Reibung viel ge ringer ist, weil die Kugeln 7 in den Nuten 4a bzw. 5a rollen.
Um zu verhindern, dass die Hohlwelle 4 über die zulässigen Endstellungen der Spindel 5 gedreht wird, sind zwei Endschalter 11 (siehe Fig. 3, 5 und 6) vor handen, die durch einen Schaltnocken 12 betätigt werden, der auf einem Aussengewinde 12a der Hohl welle 4 aufgeschraubt ist und den ein Haltestift 13 am Mitdrehen verhindert. Das Aussengewinde 12a hat eine geringere Steigung als die Nut 4a, so dass der Schaltnocken 12 eine der Bewegung der Spin del 5 proportionale, im Verhältnis der Steigungen reduzierte Bewegung ausführt. Ist die eine oder die andere zulässige Endlage der Spindel erreicht, so stösst der Schaltnocken 12 am Betätigungsorgan des betreffenden Endschalters 11 an, wodurch der Motor 2 abgeschaltet wird.
Ein Rohr 14 ruht mit seinem oberen, geschlosse nen Ende auf dem oberen Ende der Spindel 5, und zwar so, dass bei Festhalten des Rohres 14 die Spin del 5 sich nicht drehen kann. Das Rohr 14 ist auf die Hohlwelle 4 aufgeschoben, auf der es aber nur an seinem untersten Teil 14a geführt ist. Das Rohr 14 ist aussen mit drei Tragnocken 15 versehen, die um 90 versetzt und in verschiedener Höhe angeordnet sind. Bei Gebrauch der Winde wird einer dieser Trag nocken 15 unter dem Rahmen des zu hebenden Fahr zeuges angeordnet und hierauf der Motor 2 in Rich tung Heben in Tätigkeit gesetzt.
Zur Betätigung des Motors 2 in Richtung Sen ken , respektive Heben sind zwei doppelpolige Druckknopfschalter 16, respektive 17 vorgesehen. Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Schal tung, in welcher mit 18 eine Gleichstromquelle be zeichnet ist, ist nach dem Gesagten ohne weiteres verständlich. Als Stromquelle für die dargestellte Winde soll die in den üblichen Kraftwagen stets vor handene elektrische Batterie benützt werden. Die Schalter 16 und 17 sind im Zuge eines mit dem Mo tor 2 verbundenen Anschlusskabels 19 eingebaut.
Sobald der Fahrzeugrahmen auf dem Tragnocken 15 ruht, verhindert er eine Drehung des Rohres 14 und damit der Spindel 5. Vorher ist das Rohr 14 von Hand festzuhalten. Selbstverständlich könnte man auch ein besonderes Element vorsehen, um die Drehung der Spindel 5 zu verhindern.
Im Hinblick darauf, dass die Fahrzeugbatterie möglichst geschont werden soll, ist es gerade bei einer elektrischen Fahrzeugwinde (Wagenheber) von be sonderer Bedeutung, die Reibungsverluste zu ver mindern, die bei den üblichen Schraubgetrieben sehr hoch sind. Man kann aber natürlich auch für Hand winden die beschriebenen Elemente 4 und 5 mit den Kugeln 7 verwenden, um die Reibung zu vermindern, und derartige Winden auch zu ganz anderen Zwecken als zum Wagenheben verwenden. Während beim dargestellten Wagenheber die Hohlwelle 4 als An triebselement und die Spindel 5 als Hubelement dient, könnte man auch die Spindel 5 als Antriebselement und die Hohlwelle 5 als Hubelement verwenden.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Variante haben die Nuten 4b und 5b der Hohlwelle 4 und der Spindel 5 einen Querschnitt mit Kreisbogenbegrenzung von etwas weniger als 180 . Diese Nuten 4b und 5b ergän zen sich wiederum zu einem Schraubenlinienkanal 6 von entsprechend kreisähnlichem Querschnitt, in welchem sich Kugeln 7 befinden. Diese Kugeln 7 werden einzeln in einem durch eine zylindrische Blechmanschette 20 gebildeten Kugelkäfig gehalten, der für jede Kugel 7 ein entsprechendes Loch 21 auf weist und in dem Spalt 22 zwischen der Hohlwelle 4 und der Spindel 5 frei beweglich ist.
Bei Drehen der Hohlwelle 4 wird die Spindel 5 wiederum nach oben oder nach unten geschraubt. Die Kugeln 7, die je nach der Drehrichtung der Hohl welle 4 in steigender oder fallender Richtung rollen, nehmen den Käfig 20 mit, so dass er eine Schraub bewegung ausführt, deren Axialgeschwindigkeit re lativ zur Hohlwelle 4, bzw. zur Spindel 5, je gleich der Hälfte der Axialgeschwindigkeit der Spindel 5 relativ zur Hohlwelle 4 ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Rückführungskanal 8 für die Kugeln 7 überflüssig ist, in welchem sich letztere gegenseitig vorwärts schieben müssen.
Es ist möglich, anstelle der Kugeln 7 auch andere Wälzkörper zu verwenden, wobei dies aber im all gemeinen weniger vorteilhaft sein wird.
Winch The invention relates to a winch with a lifting element which can be adjusted in the axial direction by rotating a drive element which is coaxial with it. Known winches of this type, so-called screws, have the disadvantage that the friction between tween the two elements is very large. This is particularly uncomfortable with electric vehicle winches (jacks) that are powered by the vehicle battery.
To avoid this disadvantage, the winch according to the invention is characterized in that the inner surface of the outer element and the outer surface of the inner element are each provided with a helical groove, the two grooves having the same pitch and complementing each other to form a channel which rolling elements are arranged.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention and a variant of the same. 1 shows a side view of an electric drive screw winch, FIG. 2 shows a plan view of the same, FIG. 3 shows the electrical circuit diagram of the winch, FIG. 4 shows a vertical section along the line IV-IV of FIG. 5, FIG Horizontal section along the line VV of Fig. 4,
6 shows a detail in section along line VI-VI of FIG. 5, FIG. 7 shows a detail in a vertical section on a larger scale, FIG. 8 shows a horizontal section along line VIII-VIII of FIG. 7, FIG. 9 shows one of FIGS 7 corresponding section for a variant.
The vehicle winch shown has a Ge housing 1, in which an electric motor 2 is permanently installed. The motor 2 drives a hollow shaft 4 via a bevel gear pair 2a, a worm 3 and a worm gear 3a, on which the worm gear 3a BEFE is Stigt. According to FIGS. 4, 5 and 7, the hollow shaft 4 comprises a spindle 5 coaxial with it and is provided along its entire inner surface with a helical groove 4a of semicircular cross-section.
The spindle 5 is also provided on its outer surface with a helical groove 5a of semicircular cross-section, but which extends only over a small, lower part of the spindle 5 and has less than five turns. The grooves 4a and 5a have the same pitch and complement each other to form a helical channel 6 of circular cross-section according to which balls 7 are located. The upper and lower ends of the groove 5a are connected to one another by a return channel 8 which is provided in the spindle 5 and is also filled with balls 7, this channel 8 being bent at its transitions into the groove 5; a to allow the passage of the Balls 7 to facilitate.
The hollow shaft 4 is supported at the bottom in a ball bearing 9, which also absorbs the axial pressure, and is guided further up through a radial bearing 10. It can be seen that when the hollow shaft 4 rotates, the spindle 5, which for reasons explained later cannot rotate, experiences an axial displacement with respect to the hollow shaft 4. It is adjusted just like a screw in a rotating nut; H. with each revolution of the hollow shaft by one pitch, but the friction is much ge ringer, because the balls 7 roll in the grooves 4a and 5a.
In order to prevent the hollow shaft 4 from being rotated beyond the permitted end positions of the spindle 5, two limit switches 11 (see FIGS. 3, 5 and 6) are available, which are actuated by a switching cam 12 which is mounted on an external thread 12a of the hollow Shaft 4 is screwed on and a retaining pin 13 prevents it from rotating. The external thread 12a has a smaller pitch than the groove 4a, so that the switching cam 12 executes a movement proportional to the movement of the spin del 5 and reduced in the ratio of the pitches. If one or the other permissible end position of the spindle is reached, the switching cam 12 strikes the actuating element of the relevant limit switch 11, whereby the motor 2 is switched off.
A tube 14 rests with its upper, closed end on the upper end of the spindle 5, in such a way that when the tube 14 is held, the spin del 5 can not rotate. The tube 14 is pushed onto the hollow shaft 4, but on which it is only guided at its lowermost part 14a. The tube 14 is provided on the outside with three support cams 15, which are offset by 90 and arranged at different heights. When using the winch one of these support cams 15 is arranged under the frame of the vehicle to be lifted and then the motor 2 is set in action in lifting direction.
To actuate the motor 2 in the direction of Sen ken, or lifting, two double-pole push-button switches 16 and 17 are provided. The operation of the circuit shown in Fig. 3 device, in which a direct current source is marked with 18, is easily understandable after what has been said. As a power source for the winch shown, the electric battery that is always present in the usual motor vehicle should be used. The switches 16 and 17 are installed in the course of a connecting cable 19 connected to the Mo tor 2.
As soon as the vehicle frame rests on the support cam 15, it prevents rotation of the tube 14 and thus the spindle 5. Before this, the tube 14 must be held by hand. It goes without saying that a special element could also be provided to prevent the spindle 5 from rotating.
In view of the fact that the vehicle battery should be conserved as much as possible, it is particularly important with an electric vehicle winch (jack) to reduce the frictional losses, which are very high with the usual screw gears. You can of course also use the described elements 4 and 5 with the balls 7 to reduce friction, and such winches can also be used for purposes other than lifting a car. While in the illustrated jack, the hollow shaft 4 serves as a drive element and the spindle 5 serves as a lifting element, you could also use the spindle 5 as a drive element and the hollow shaft 5 as a lifting element.
In the variant shown in FIG. 9, the grooves 4b and 5b of the hollow shaft 4 and the spindle 5 have a cross section with a circular arc limitation of slightly less than 180. These grooves 4b and 5b in turn complement each other to form a helical channel 6 of a correspondingly circular cross-section in which balls 7 are located. These balls 7 are held individually in a ball cage formed by a cylindrical sheet metal sleeve 20, which has a corresponding hole 21 for each ball 7 and is freely movable in the gap 22 between the hollow shaft 4 and the spindle 5.
When the hollow shaft 4 rotates, the spindle 5 is again screwed up or down. The balls 7, which roll depending on the direction of rotation of the hollow shaft 4 in an increasing or decreasing direction, take the cage 20 with them so that it executes a screwing movement, the axial speed of which is the same relative to the hollow shaft 4 or the spindle 5 half the axial speed of the spindle 5 relative to the hollow shaft 4. This embodiment has the advantage that the return channel 8 is superfluous for the balls 7, in which the latter have to push each other forward.
It is possible to use other rolling elements instead of the balls 7, but this will generally be less advantageous.