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Mechanische Einrichtung zum Heben und Senken von Lasten.
Bei motorisch angetriebenen Hebezeugen ist die Geschwindigkeitsregulierung während des Hebens und Senkens der Last bei gegebener Spannung bzw. Füllung der Antriebsmasehine von der Grösse der Last bzw. der Belastung des Antriebsmotors abhängig. Da überdies die Grösse der zu hebenden Last bzw. die Grösse der Belastung des Motors gleichzeitig ein Massstab für die Grösse des Auslaufweges aus dem Schwungmoment des stromlos gewordenen Motors ist, werden bei motorisch angetriebenen Hebezeugen die Stoppwege beim Heben und Senken variabler Lasten ganz verschieden gross ausfallen. Die vorgenannten Nachteile machen sich insbesondere bei Spezialkranen unangenehm bemerkbar. Zur Behebung dieser Nachteile wurden bereits die verschiedenartigsten Vorrichtungen wie Senkbremsschaltungen u. dgl. vorgeschlagen.
Auch sind Ausführungen bei elektrischen Fördermaschinen bekannt, bei welchen die künstliche Belastung beim Heben der Last durch die vom Motor aufgenommene Stromstärke
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wurden auch Bremsvonirhtungen für Hebezeuge vorgeschlagen, bei welchen die Bremsmomente sich der Last proportional anpassen. Keine der bisher bekannten Bremsvorrichtungen und Schaltungen für Hebezeuge erfüllen die wichtige Forderung, dass beim Arbeiten mit beliebig variablen Lasten (leerer Haken bis maximale Last) unabhängig von der jeweiligen Last sowohl im Hub-als auch im Senksinne jede Kontrollerstellung einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe und einem bestimmten Auslaufweg entspricht.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine mechanische Einrichtung zum Heben und Senken von Lasten zu schaffen, welche bei einfacher Bauart unabhängig von der Grösse der jeweiligen Last und unabhängig von der Art der Antriebsmaschine sowohl im Hub-als auch im Senksinne für dieselbe Füllung bzw. Kontrollerstellung immer dieselbe Geschwindigkeitsstufe (Drehzahl) und letzten Endes auch denselben Auslaufweg gewährleistet. Hiebei ist die vorliegende Vorrichtung zufolge des Fehlers von empfindlichen elektrischen und mechanischen Regelungsapparaten (Solenoide, Fliehkraftregler u. dgl.) für Hebezeuge beliebiger Verwendung geeignet und wirkt selbst unter den schwierigsten Betriebsbedingungen vollkommen betriebssicher.
Erfindungsgemäss werden die vorangeführten Effekte dadurch erreicht, dass die den Motor immer und konstant vorbelastenden Bremsvorrichtungen mit Lastdruekeinrichtungen vereinigt sind, welche bei den Bremsvorrichtungen für das Heben den Lastdruck subtraktiv und bei den Bremsvorrichtungen für das Senken der Lastdruck additiv als Bremsdruck zur Vorbelastung wirksam machen.
In der Zeichnung sind einige der vielen möglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung veransehaulieht. In Fig. 1 ist das Wesen der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen in einem Längsschnitt und einer Seitenansicht ein besonderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und in Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Heb-und Senkvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt dargestellt.
Bei dem in Fig. l der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel stellt 1 den Motor, beispielsweise einen Drehstrommotor dar. Der Motor 1 übersetzt mittels der Zahnräder 2, 3 auf eine Welle 4, die in den Lagern 5,6 gelagert ist. Auf der Welle 4 sitzen die Lasttrommel 10, eine Hubbremse z und eine Senk-
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verschieden eingestellt werden. Die Hubbremse x besteht aus einer lose drehbar auf der Welle 4 sitzenden Bremstrommel12, die im Hubsinne (Pfeilrichtung p) durch eine auf der Welle 4 angeordnete, einseitig wirkende Kupplung 13 mit der Welle 4 einseitig auf Drehung gekuppelt ist. 14 ist der mit der Bremstrommel 12 zusammenwirkende Bremsbacken, der auf dem einen Arm 16'eines bei 15 drehbar gelagerten
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führenden Seil 22 verbunden ist.
Die Senkbremse y besteht aus einer lose auf der Welle 4 sitzenden Bremstrommel 32, die im Senksinne (Pfeilrichtung p') mit der Welle 4 durch eine einseitig wirkende Kupplung 33 einseitig auf Drehung gekuppelt ist. 44 ist der Bremsbacken, der auf den Hebelarm 46'eines Hebels 46 befestigt ist. Mit 45 ist der Drehpunkt des Hebels, mit 46"der zweite Hebelarm des Hebels 46 bezeichnet. Auf dem Hebelarm 46"ist ein Gewicht 47 ein-und feststellbar angeordnet. Die Last, bzw. das zweite Ende des Seiles 20 ist bei 49 am Hebelarm 46"befestigt.
Soll die Belastung des Motors 1 beim Heben einer Last konstant, d. h. unabhängig von der jeweiligen Nutzlast z sein, so wird das Gewicht 17 der Hubbremse x für einen solchen Bremsdruck (Vorbelastung) eingestellt, dass das Bremsmoment der Hubbremse x den Motor bei leeren Haken voll belastet. Der Angriffspunkt 19, der bei vorliegendem Ausführungsbeispiel im Verhältnis von 1 : 4 reduzierten Nutzlast z wird so gewählt, dass bei Vollast der Bremsdruck des Bremsbacken 14 zur Gänze aufgehoben wird.
Es ist klar, dass bei einer derartigen Einstellung der Hubbremse x bei Nutzlasten, welche kleiner als die Vollast sind, nur ein der jeweiligen Nutzlast entsprechender Teil des Bremsdruckes aufgehoben wird, so dass die aus der Summe der verbleibenden Bremsbelastung (Zusatzbelastung des Motors) und Nutzbelastung sich ergebende Belastung des Motors 1 stets konstant bleibt. Wird nun die Hubbewegung durch Ausschalten des Stromes unterbrochen, so wird die im Rotor des Motors 1 aufgespeicherte Energie so aufgezehrt, als wenn durch die aufgespeicherte Energie die Vollast weitergehoben werden müsste. Es ergibt sich hieraus, dass im vorliegenden Falle die Stoppwege unabhängig von der Nutzlast bei einer und derselben Gesehwindigkeitsstufe, bzw. bei einer und derselben Drehzahl immer gleich gross sind.
Durch die Verstellung des Gewichtes 1'7 kann selbstredend die Hubbremse x für jede beliebige Motorbelastung eingestellt werden. Soll beispielsweise die Motorbelastung ein bestimmtes Minimum nicht unterschreiten, so ist es nur erforderlich, das Gewicht 17 gegen den Drehpunkt 15 hin zu verstellen. Bei grösseren Nutzlasten kommt in diesem Falle der Anschlag 18 in Wirkung, in dem er den überschüssigen Seilzug aufnimmt. Allerdings ist dann der Motor nur so lange unabhängig von der Nutzlast, als die
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Was die Einstellung der Senkbremse anbelangt, so wird der Angriffspunkt 49 der Last zso gewählt, dass das an der Senkbremsscheibe 32 hervorgerufene Bremsmoment genau gleich ist dem Lastmoment an der Trommel 10. Hiedurch wird erreicht, dass jede beliebige Last sich selbst in Schwebe zu halten vermag, dass also jede beliebige Last beim Senken den Motor 1 nicht beeinflusst. Das Gewicht 47 dagegen wird der gewünschten konstanten Belastung des Motors entsprechend eingestellt.
Wird das Gewicht 17der Hubbremse $und das Gewicht 47 der Senkbremse yauf die volle Belastung des Motors eingestellt, so arbeitet der Motor 1 vollständig unabhängig von der jeweiligen Nutzlast z und entspricht in diesem Falle jeder Kontrollerstellung auf eine bestimmte Geschwindigkeit. Für das Abstoppen des stromlos auslaufenden Rotors gilt in diesem Falle für die Senkbremse dasselbe wie für die Hubbremse, d. h. der Auslaufweg ist bei der gleichen Geschwindigkeitsstufe beim Stoppen im Senksinne genau so gross wie im Hubsinne undin beiden Fällen unabhängig von der Nutzlast. Der einzige Unterschied zwischen
Senkbremse y und Hubbremse x ist der, dass die Senkbremse nicht nur Stoppbremse, sondern gleichzeitig auch Haltebremse für die schwebende Last ist.
Selbstredend kann das Hebezeug auch nur mit einer Senkbremse z. B. bei Montagekranen oder nur mit einer Hubbremse ausgestattet sein. Die Anwendung einer Hubbremse ist insbesondere dort von Vorteil, wo vorsichtiges Seilspannen und Anheben gefordert wird. Die Senkbremse ist im übrigen auch für Handhebezeuge mit Vorteil anwendbar.
Die konstruktive Durchbildung der Hebe-und Senkvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung kann selbstredend eine verschiedene sein. So können an Stelle der Gewichte 11, 4'7 irgendwelche Mittel vorgesehen sein, die eine Kraft auszulösen imstande sind, wie Federn, luftbelastete Kolben, Elektromagnete u. dgl. An Stelle der in der Zeichnung angedeuteten Backenbremsen können auch Lamellen-, Konus-, elektrische, hydraulische oder pneumatische Bremsen verwendet werden. Ebenso können statt der in Fig. 1 schematisch angedeuteten Klemmgesperre 13, 33 zur Mitnahme bzw. Feststellung der Bremsseheiben 12, 32 irgendwelche einseitig wirkende Kupplungen z. B. Sperrkegel, Freilaufkupplungen, Bremsen u. dgl. verwendet werden. Die Bremsen bzw.
Kupplungen können entweder vollkommen selbsttätig arbeiten oder auch durch Fuss-oder Handkraft, oder durch auf elektrischem oder pneumatischem Wege gesteuerte Bremslüfter in und ausser Tätigkeit gesetzt werden. Auch kann die Beeinflussung der Hebe-und Senkbremse durch die Last nicht wie in der Zeichnung eine direkte, sondern auch eine indirekte sein, u. zw. unter Vermittlung besonderer Übersetzungen u. dgl. mehr. Erforderlichenfalls können schliesslich
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auch Bremsengruppen vorgesehen sein (beispielsweise die Senkbremse in ihre beiden Aufbauelemente zerlegt werden). Die in den Fig. 2-5 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung stellen Hubbzw. Senkbremse dar, die durch indirekte Beeinflussung der Last betätigt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 2 und 3 stellt 50 eine Welle, beispielsweise eine der Welle 4 gemäss Fig. 1 analoge Welle dar. Die Welle 50 ist mit einem Bund 51 ausgestattet. Auf der Welle sind Konusscheiben 52, 53 aufgekeilt, die zentriert eine Sperrscheibe 54 tragen. 55 sind die Zähne der Sperrscheibe, 56 ist eine mit den Zähnen 55 der Sperrscheibe zusammenwirkende Sperrklinke. Auf die Konussrheiben wirken Stifte 58 ein, die durch eine Rückenplatte 59 miteinander verbunden sind. Gegen die Platte 59 drückt eine Feder 60, deren Spannung durch eine Stellmutter 61 eingestellt werden kann. Die Zapfen 58 verlaufen durch einen Stellkörper 63, der mittels eines steilgängigen Gewindes 64 auf der Welle 50 aufgesehraubt ist.
Der Stellkörper 63 kann in der verschiedenartigsten Weise ausgebildet sein. Er kann entweder zu einer Lasttrommel ausgebildet sein, oder wie in der Zeichnung dargestellt aus einem mit der Last in Verbindung stehenden Zahnrad bestehen.
Die vorstehende Konstruktion ist sowohl für Hubbremsen, wie auch für Senkbremsen geeignet.
Bei der Senkbremse ist das Steilgewinde 64 rechtsgängig angeordnet, wobei die Sperrklinke 56 die aus Fig. 3 mit vollen Linien gezeichnete Stellung einnimmt. Die Feder 60 überträgt den durch die Mutter 61
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dadurch erzeugt wird, dass der Stellkörper 6. 3 zufolge des rechtsgängigen Steilgewinde 64 gegen die Konusscheiben gedrückt wird.
Soll die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Einrichtung als Hubbremse wirken, so muss das Gewinde 64 vor allem linksgängig sein. Ausserdem ist in diesem Falle erforderlich, dass die Sperrklinke 56 die in Fig. 3 mit strichlierten Linien angedeutete Stellung einnimmt. Der in diesem Falle durch das linksgängige Gewinde 64 ausgeübte Lastdruek wirkt entgegengesetzt dem Drucke der Feder 60. Der Stellkörper 63 wirkt in diesem Falle auf die Platte 59und hebt je nach der Grösse der Last mehr oder weniger die Belastung der Konusseheiben 52,53 durch die Feder 60 auf. An Stelle des steilgängigen Gewindes 64können zweeks axialer Verschiebung des Stellkörper 63 auch schräge Zahnräder, Schnecken od. dgl. vorgesehen sein.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer kombinierten Hub-und Senkbremse veranschaulicht, die durch den Axialdruck einer Schnecke 70 beeinflusst wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt x die Hubbremse und y die Senkbremse dar. Die Hubbremse x besteht aus den beiden auf der Welle 71 aufgekeilten Konusscheiben 72, 73, die mit der Sperrscheibe 74 zusammenwirken. 75 sind die Zähne der Sperrscheibe, 76ist die in die Zähne 15einklinkende Sperrklinke. Die Sperrklinke 76ist so angeordnet,
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seheiben 83, 82'ist eine Stellmutter 81 vorgesehen. 80 ist eine zwischen der Senkbremse y und der Hubbremse x vorgesehene Feder ; dieselbe stützt sich mit einem Ende gegen die Konusscheibe 83', mit ihrem anderen Ende gegen eine Platte 79.
Die Platte 79 ist durch Zapfen 78 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise mit der Welle 70'der Schnecke 70 verbunden.
Die Konusseheiben der Hubbremse x sowie die zwei Konusscheiben 82', 83'der Senkbremse y werden durch die mittels der Mutter 81 eingestellte Feder 80 unter den für die fixierte Motorbelastung nötigen Bremsdruck eingestellt.
Der von der Schnecke 70 ausgeübte axiale Schub wird durch die Stifte 78 auf die Brücke 79 und von dieser auf die Feder 80 übertragen. Hiedurch werden die Konusscheiben 72,73 der Hubbremse x entsprechend der Nutzlast entlastet und die beiden Konusseheiben 82, 83 der Semkbremse entsprechend der Nutzlast belastet, so dass dieselben die Last in Sehwebe zu halten vermögen.
Es ist klar, dass der bei einer grösseren Last ausgelöste grössere Axialschub eine grössere Entlastung der Hubbremse a ; und eine grössere Belastung der Senkbremse y bewirkt. Eine kleinere Last löst geringen Axialschub aus ; in diesem Falle bleibt die Hubbremse a ; zusätzlich mehr belastet, während bei der Senkbremse die zusätzliche Belastung des Motors die gleiche bleibt, weil die Bremswirkung des Axial-
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Bei dem in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel stellt a ; gleichfalls die Hubbremse und y die Senkbremse dar. z ist die Nutzlast, die bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer losen Rolle 23 auf-
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rädern 94,95 in Verbindung, die mittels eines steilgängigen Gewindes 96 auf der Welle 97 aufgeschraubt sind. Die Zahnräder 94,95 stellen Stellkörper dar, die auf die Hubbremse x bzw. die Senkbremse y, sowie auch auf die Hubbremse x belastende Feder 98 und auf die die Senkbremse y belastende Feder 99 einwirken.
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Die Hubbremse a ; besteht bei vorliegendem Ausführungsbeispiel aus zwei auf der Welle 97aufgekeilten Konnusscheiben 102, 103, die mit einer Sperrscheibe 104 zusammenwirken. 106 ist die Sperrklinke der Sperrscheibe 104. Die Senkbremse y besteht gleichfalls aus zwei Konusseheiben 112, 113 und aus einer Sperrscheibe 114, sowie aus einer Sperrklinke 226 : Die Sperrklinke 106 verhindert die Drehung der Sperr- scheibe l04in Hubsinne, die Sperrklinke 116 verhindert die Drehung der Sperrscheibe 114im Senksinne.
Durch die Konusscheiben 102,103 verlaufen Bolzen 108, die sich gegen eine Brücke 109 stützen. Gegen die Brücke 109 stützt sich das Ende der Feder 98. 111 ist eine auf der Welle 97 aufgeschraubte Mutter, mittels welcher die Spannung der Feder 98 festgestellt werden kann. Die Feder 99 wirkt direkt auf die Konusscheiben der Senkbremse sein. 122 ist eine auf der Welle 97 aufgeschraubte Mutter, mittels welcher die Spannung der Feder 99 geregelt werden kann. Die Verbindung der Konusseheiben 112, 113 mit dem Zahnrad 95 erfolgt mittels Schrauben 118.
Der zum Halten der jeweiligen Last erforderliche Bremsdruck wird durch Relativverdrehung des durch die Last belasteten Zahnrades 95 am Steilgewinde 96 erzeugt und durch die Schrauben 118 auf die Konusscheiben 112, 113 der Senkbremse y übertragen. Die der jeweiligen Nutzbelastung des Motors entsprechende Entlastung der Konusseheiben 102, 103 der Hubbremse x wird durch den vom Zahnrad 94 auf die Bolzen 108 und die Platte 109 übertragenen Axialschub besorgt. Es wird sohin auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bei entsprechender Einstellung der Federn 98, 99 mittels der Muttern 111, 121 der Antriebsmotor sowohl im Hubsinne, wie auch im Senksinne konstant belastet, unabhängig von der zu hebenden bzw. zu senkenden Nutzlast.
Ausserdem gewährleistet auch die vorliegende Einrichtung das selbsttätige Halten der Last in jeder Höhe.
Selbstredend können an Stelle des Steilgewinde 96 zur Hervorrufung des Axialdruckes auch Zahnräder mit schrägen Zähnen und Schnecken u. dgl. angewendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Hebe-und Senkvorrichtungen stellen nur einige der vielen möglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und können die Einrichtungen zum Heben und Senken von
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die den Motoren (1) immer und konstant vorbelastenden Bremsvorrichtungen (x, y) mit Lastdruckeinrichtungen vereinigt sind, welche bei den Bremsvorrichtungen (x) für das Heben den Lastdruck subtraktiv und bei den Bremsvorrichtungen (y) für das Senken den Lastdruck additiv als Bremsdruck zur Vorbelastung wirksam machen.