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Seilführungsvorrichtung für Seilwinden
Die Erfindung betrifft eine Seilführungsvorrichtung für Seilwinden, mit einem Seilführungsrollen tragenden Fuhrungsschlitten, der durch einen Kraftantrieb hin-und herbewegbar gelagert und dessen Be- wegung durch vom Seil betätigte Schalter sowie durch Endanschläge umsteuerbar ist.
Es sind Seilführungsvorrichtungen bekannt, bei denen ein Seilführungsschlitten mit Hilfe einer Ge- windespindel und Mutter parallel zur Seiltrommel so verschoben wird, dass sich das Seil zwangsläufig
Windung neben Windung legend auf die Seiltrommel aufspult. Zur Änderung der Spulbewegungsrichtung kehrt ein zwischen Winde und Gewindespindel geschaltetes Wendegetriebe die Drehrichtung der Gewindespindel um, indem der Seilführungsschlitten bei Annäherung an die seitlichen Seiltrommelflanschen gegen Anschläge des Umschalttriebwerks anläuft, die die Umschalthebel der Kupplungsglieder im Getriebe betätigen.
Das Umschalttriebwerk muss hiebei mit Federspeicherelementen und andern verwickelten Klinken, Hebeln und Anschlägen ausgestattet sein, damit vollständig und rechtzeitig umgeschaltet wird, weshalb die Zuverlässigkeit dieser Bauarten von der Stetigkeit des Betriebes abhängt.
Es sind auch Seilführungsvorrichtungen bekannt, bei denen durch Kreuzgewindespindeln oder gegenläufig angetriebene Gewindespindelpaare ein Führungsschlitten parallel zur Trommel verschoben wird.
Bei den Kreuzgewindespl11deln wlId der Fuhrungsschlitten beim Erreichen der Trommelilanschen durch die in der Kreuzgewindenut zwangslaufig geführte Mimehmernocke dadurch in die gegen) äufige Richtung gekehrt, dass die zuerst vorwärtslaufende Gewindenut kurvenförmig in die gegenläufige Gewindenut führt.
Hiebei treten relativ hohe Flanken- und Biegebeanspruchungen an der Nocke auf, da diese wegen der Umkehrkurve der Gewindenut ballig ausgeführt werden muss. Auch an den Nutkreuzungen treten starke Flankenkräfte auf, weshalb nur verhältnismässig geringe Seilablenkungskräfte zugelassen werden dürfen.
Die Seilführungsvorrichtungen mit gegenläufig angetriebenen Gewindespindelpaaren weisen zwar nicht die Nachteile der Kreuzgewinde-Spindelführungen auf, es sind aber an den seitlichen Umkehrungen schwer anzufertigende Mitnehmernocken und Gewindespindeln notwendig, um auf die Dauer ein zuverlässiges Arbeiten auch bei hohen Beanspruchungen zu gewährleisten. Auch hier treten verhältnismässig starke Flankenkräfte an den Mitnehmernocken auf, da nur ein relativ geringer Raum für diese Bauteile zur Verfügung steht, wenn nicht die ganze Seilführungsvorrichtung unverhältnismässig grosse Abmessungen erhalten soll.
All diese Systeme haben den gemeinsamen Nachteil, dass sie nur für eine ganz bestimmte Seilstärke verwendbar sind, dass bei einer Verringerung des Seildurchmessers durch Streckung oder Quetschung Wickellücken auftreten, in die sich die überliegenden Windungen hineinklemmen können. Bei stärkeren Seilen klettern die Seilwindungen übereinander, wodurch ebenfalls ein klagloses Arbeiten der Seilführungsvorrichtung in Frage gestellt ist.
Weitere bekannte Seilführungsvorrichtungen verwenden Schwenkrollen, Kurvenbahnen oder Kippwalzen, um das Seil gleichmässig aufzuwickeln, wozu allerdings ein neutraler Seileinlaufpunkt (Schwenkrollendrehpunkt, Einlaufführungsrollen usw.) in einem mehr oder weniger grossen Abstand von der Seiltrommel entfernt angeordnet sein muss. Abgesehen von der verhältnismässig grossen Bauweise solcher Anordnungen, benötigen sie Dämpfungseinrichtungen (Bremsrollen und ähnliche Kraftregler), damit bei den unterschiedlich auftretenden Seilzügen eine zuverlässige Seilführung über die ganze Breite der Trommel hinweg sichergestellt ist. Die Trommelbreite ist bei diesen Seilführungseinrichtungen ebenfalls begrenzt.
Erfindungsgemäss werden die Nachteile der oben beschriebenen bekannten Seilführungsvorrichtung dadurch vermieden, dass am Führungsschlitten eine seitlich verschwenkbare, mit einem das Seil beid-
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seitig umschliessenden Fühlerpaar ausgestattete Schwinge vorgesehen und mit ihrer Schwenkachse in der Symmetrieebene zwischen den Ssilführungsrollen gelagert ist und die Schwinge in an sich bekannter Weise mit das Ein- und Ausschalten des Kraftantriebs steuernden Schaltern zusammenwirkt, wobei zur Erzielung einer hinreichenden Seilspannung vor dem Seileinlauf am Schlitten vorzugsweise eine das Seil senkrecht zur Einlaufebene federnd belastende Seilbremstrommel vorgesehen ist.
Diese Anordnung führt auch bei geringen Seilzugkräften, beispielsweise bei Schlaffseil noch zu einem lückenfreien Aufwickeln des Seiles, ohne dass ein Übereinanderklettern der Seilwindungen zu befürchten wäre, weil die geringsten Seitenausschläge des Seiltrums den Führungsschlitten ebenso genau nachführen, wie die höchstzulässigen Lasten am Seil. Wird eine gleich grosse Verschiebungsgeschwindigkeit des Führungsschlittens gewünscht wie die Steigungsgeschwindigkeit des Seiles auf der Trommel oder eine grössere, dann können auch beliebig dünne oder gequetschte Seile sicher aufgewickelt werden, ohne dass an der Seilführungsvorrichtung konstruktive Änderungen notwendig wären.
Die Fühlersteuerung sorgt für ein stetig ausreichendes Nachführen des Führungsschlittens, ohne dass jedoch ein sogenanntes"Überlaufen"d. h., ein lückenhaftes Wickeln eintritt, da die Steuerspindel bei Erreichen eines Minimums des Abwi nkelns am Seiltrum sofort abgeschaltet, gegebenenfalls sogar in die andere Richtung umgeschaltet wird.
Die Wicklungsrichtung an den jeweiligen Trommelflanschen wird ohne verwickelte und verschleissanfällige Teile umgekehrt, da das zwangsläufig umkehrende Seiltrum auch den Führungsschlitten wieder in der andern Richtung, wie oben beschrieben, folgen lässt. Ein weiterer und wesentlicher Vorteil dieser Seilführungsvorrichtung besteht darin, dass wegen der kraftgesteuerten Nachführung des Seilführungsschlittens auch eine rechtwinkelige Zuführung des Seiles unter höchstzulässiger Belastung möglich ist, ohne eine übermässige Beanspruchung empfindlicher Bauteile befürchten zu mussen, da die Erfindung mit normal bemessenen Bauelementen auch bei begrenzten Platzverhältnissen herzustellen ist.
Bei Seilwinden, wo das Seil von Hand ausgezogen werden muss, ist ein möglichst leichtes Abrollen der entkuppelten Seiltrommel sehr wichtig, da beispielsweise in der Forstwirtschaft häufig die gesamte Seillänge mit den Anhängehaken und Ketten in unwegsamem Gelände und bergauf ausgezogen werden muss. Jeder zusätzliche Abrollwiderstand erschwert die Arbeit des Bedienungspersonals, nutzt das Gerät ab und vermindert somit seine Standzeit.
Die Seilführungsvorrichtung wird vorzugsweise durch die auch bei ausgekuppelter Trommel stetig weiterlaufende Seiltrommelwelle angetrieben, wodurch der Führungsschlitten auch bei willkürlich ausgezogenem Seil endgültig nachläuft. Dies kann aber auch durch mechanische Antriebe erreicht werden, wenn ein entsprechend gewähltes Gesamtübersetzungsverhältnis eingehalten wird.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Figuren der Zeichnung beschrieben, ohne sich auf die angeführten Beispiele zu beschränken. In den Beispielen wurde eine Kraftverstärkung durch Druckluft gewählt. Fig. l stellt eine Seitenansicht im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 3 dar, Fig. 2 zeigt den Antriebsmechanismus in Ansicht gesehen in Richtung des Pfeiles II derselben Figur, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gesamtanordnung der Seilführungsvorrichtung, Fig. 4 eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer Erfindungsvariante und Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch einen pneumatischen Steuerschalter.
Die Seiltrommel l ist auf der Trommelwelle 16 frei drehbar gelagert und lässt sich durch eine Schaltkupplung 18 mit der Trommelwelle 16 drehsteif verbinden. Die Trommelwelle 16 trägt auf der einen Seite die bekannten Antriebselemente (Zahnradvorgelege 19, Schneckenradgetriebe 20 od. ähnl.) über die ein motorischer Antrieb die Trommelwelle 16 während der Arbeitsvorgänge ständig in gleichsinniger Drehbewegung hält. Auf der andern Seite ist das Eingangsglied einer schaltbaren Reibungskupplung 12"beestigt. Ein mit diesem Eingangsglied fest verbundener Zahnkranz 13" steht im Eingriff mit dem Zahnkranz 13'des Eingangsglieds der Schaltkupplung 12', die ihrerseits im Windengehäuse mit dem Wellenstummel 17 drehbar gelagert ist.
Die Abgangsglieder der Schaltkupplungen 12'und 12"sind mit Kettenradkränzen 14'und 14"versehen, die durch eine gemeinsame Kette 15a von dem auf der Steuerspindel 5 sitzenden Kettenrad 15 angetrieben werden. Auf der mit Schraubengängen ausgestatteten Steuerspindel 5 sitzt die Mutter 6, die den Führungsschlitten 3 mit den Seilführungsrollen 4 trägt, wobei sich der Führungsschlitten 3 verdrehungsfest gegen eine Gleitfläche abstützt, jedoch seitlich ungehindert beweglich ist.
Das Seil 2 geht durch den Führungsschlitten 3 seitlich streng geführt von den Seilführungsrollen 4 und läuft mit dem als Seiltrum 2'bezeichneten Seilstück auf die Trommel 1 auf, wobei es beim Aufwickeln von der vorhergehenden Windung seitlich abgedrängt wird. Erfahrungsgemäss wird es so lange seitlich abgedrängt, bis ein Ablenkwinkel a max von mehreren Graden erreicht ist, bei dem dann das Seil auf die vorhergehende'Windung aufzuklettern beginnt. Dieser Ablenkbereich ist gross genug, um ihn zur Abgabe von Steuerimpulsen für ein kraftgesteuertes Nachfolgen des Führungsschlittens zu benutzen. Dazu ist auf dem Führungsschlitten 3 eine im Drehpunkt 7a schwenkbare Schwinge 7 angeordnet, die ein das Seiltrum
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2'führendes Fühlerpaar 8', 8" trägt.
Jeder Ausschlag des Seiltrums 2' (s. Fig. 3) gegen einen der Fühler 8', 8" lässt die Schwinge 7 nach der gleichen Seite ausschlagen, wodurch jeweils einer der Finger 9', 9"gegen den entsprechenden Ansteller der Ventile 10', 10"am Führungsschlitten 3 drückt.
Ein von einer Druckluftquelle (Kessel) kommender und über die Druckmittelzuleitung 30 (Fig. 3) vor den Ventilen 10'bzw. 10"anstehender Druck wird also beim Anstellen beispielsweise des Ventils 10' über die Steuerleitung 11'der Schaltkupplung 12'zugeführt und diese eingekuppelt. Das Ausgangsglied der Kupplung 12'mit dem Kettenradkranz 14'dreht sich "rechts" herum und treibt über die Kette 15a und das Kettenrad 15 die Steuerspindel 5 im gleichen Drehsinn an (ausgezogene Pfeile in Fig. 2).
Die Steuerspindel 5 mitrechtsgangigem Gewinde von einer Steigung, die grösser oder gleich der Seilstärke ist, schiebt nun die Mutter 6 und damit den Führungsschlitten 3 gleich schnell oder schneller dem anlaufenden Seil nach und sorgt für ein gleichmässiges und enges Aneinanderlegen der Seilwindungen auf der Seiltrommel 1. Folgt der Führungsschlitten 3 schneller als das Seil seitlich auf der Seiltrommel aufläuft, z. B. wenn die Trommelkupplung vorübergehend ausser Tätigkeit ist, dann schaltet die Kupplung
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der Weiterbewegung des Seiles wieder entsprechend gross ist und die Schaltkupplung in Gang setzt.
Erreicht das Seiltrum 2'den seitlichen Trommelflansch, wird es in die gegenlaufige Wickelrichtung gezwungen, wodurch sich der vorher z. B. positive Ablenkwinkel + a in einen negativen Ablenkwinkel - a umwandelt. Im Verlauf dieser Bewegungsumkehr schaltet das bisher tatige Ventil 10'vorerst ab, die
Steuerspindel 5 steht still und erst beim Anwachsen des negativen Ablenkwinkels auf einen Betrag - a max wird durch Anschlag des Seiltrums 2'am Fühler 8" über die Schwinge 7 und den Finger 9" das Ventil 10" in Tätigkeit gesetzt.
Hiedurch erhält die Kupplung 12" Luft, das Kettenrad 14"dreht sich nunmehr "links" herum (gestrichelte Pfeile in Fig. 2) und die Steuerspindel 5 dreht sich ebenfalls nach "links", wobei der Führungsschlitten 3 der Bewegung des auflaufenden Seiles folgt.
Zusatzliche Anschläge 21'und 21", die einstellbar am Windengehause in Höhe der Schwinge 7 angeordnet sind, ermöglichen ein vorzeitiges Abschalten der Nachführbewegung des Führungsschlittens 3, wodurch das automatische Umkehren der Wickelbewegung in die Gegenrichtung unterstützt und das Aufklettern mehrerer Windungen vermieden wird.
Wenn die Seiltrommel l-beispielsweise beim Lösen der Kupplung 18 - stillsteht und eine-in der Zeichnung nicht dargestellte aber allgemein übliche und automatisch einfallende - Trommelbremse ausser Tätigkeit gesetzt wird, damit das Seil für einen neuen Arbeitsgang ausgezogen werden kann, dann läuft der Führungsschlitten auf Grund des nicht unterbrochenen Antriebs über die Trommelwelle 16 und infolge der oben beschriebenen Nachlaufsteuerung immer wieder auf die Ausgangsstellung des Seiltrums 2'zu und bleibt dort stehen, bis neue Seitenbewegungen des Seiltrums 2'den Schlitten 3 nachführen.
Es sei noch erwähnt, dass die Gewindesteigung der Steuerspindel 5 vorzugsweise selbsthemmend ausgeführt wird. Hiedurch kann der Führungsschlitten 3 auch bei starkem seitlichen Seilzug nicht zurückgezogen werden, auch wenn beide Ventile 10'. und 10" zufällig abgeschaltet sind und einen Leerlauf, d. h., Stillstand des Spindelantriebs eingeleitet haben.
Um das Seil ohne Last sicher aufzuspulen ist eine Bremsrolle 22 vorgesehen, die unter Federkraft stehend das lose Seil scharf nach unten abwinkelt, bevor es in den Führungsschlitten 3 einläuft, wodurch genügend Spannung auf dem Seiltrum 2'für eine entsprechende Steuerwilligkeit liegt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, die zur Steuerung und Verschiebung des Führungsschlittens 3 geeignet ist, ohne dass der Seilwindenantrieb zu Hilfe genommen werden muss. Der oben beschriebene mit Steuerhilfsmitteln ausgestattete Führungsschlitten 3 ist zusatzlich mit einer Hohlstange 23 verbunden, die verschiebbar auf zwei Stempeln 24', gelagert ist, deren mit dem Trommelgehäuse verbundene Stutzen 25', ins Innere der Hohlstange 23 ragen und zwei Kammern 34', 34"bilden.
Diese beiden voneinander getrennten Kammern 34 werden durch die Stempel 24', 24"luftdicht abgeschlossen. Die Luftzu-und-abfuhr in die Kammern 34 wird durch je ein Ventil, wie in Fig. 5 gezeigt, geregelt. Dieses Ventil weist zwei Kammern 26 und 35 auf, deren erste durch eine Leitung 11'"mit Druckluft versorgt wird und deren zweite, die Ausgleichskammer 35, durch die Leitung 30'mit den Kammer 34 in Verbindung steht, wobei die Kammer 26 durch ein Plattenventil 28, das unter dem Druck der Feder 27 steht, abgeschlossen wird. In die Ausgleichskammer 35 ragt ein gegen das Plattenventil 28 verschiebbarer Stössel 31, der mit einer Dichtungsrippe 32 den Abschluss gegen das Ventilgehäuse 33 und den Aussendruck bildet. Ein Kanal 29 im Stössel 31 stellt die Verbindung mit der Aussenluft her.
Beim Eindrücken des Stössels 31 gegen das Plattenventil 28 wird. der Kanal 29 geschlossen. Wird der Stössel 31
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weiter eingedrückt und damit das Plattenventil 28 geöffnet, strömt Druckluft aus der Kammer 26 über die
Ausgleichskammer 35 und die Leitung 30 in eine der Kammern 34.
Dieses Eindrücken des Stössels 31 bewirkt einer der Finger 9 beim Verschwenken der Schwinge 7 durch das Seiltrum 2. Infolge des Überdrucks in einer der Kammer 34 wird das Rohr 23 und damit der Führungs- schlitten 3 so lange verschoben, bis die Schwinge 7 annähernd senkrecht zur Aufspulrichtung steht und da- mit das Plattenventil 28 wieder geschlossen ist, weil der Druck auf den Stössel 31 aufhört und dieser wegen des Überdrucks in der Ausgleichskammer 35 zurückweicht. Durch das Abheben des Stössels vom Platten- ventil 28 wird auch der Kanal 29 geöffnet, und die freie Verbindung mit dem Aussendruck hergestellt, so dass sich der Führungsschlitten 3 nicht mehr weiter verschiebt.
Die zweite, an ein weiteres Ventil ange- schlossene Kammer 34 ist während des ganzen Vorganges mit dem Aussendruck in Verbindung gestanden und hat daher die Verschiebung nicht behindert. Wenn sich die Schwinge 7 nach der andern Seite verschwenkt, so wird diese zweite Kammer 34 mit Druckluft gefüllt und verschiebt den Führungsschlitten 3 auf die beschriebene Art nach der andern Seite. Infolge der selbsthemmenden Steuerspindel kann der Schlitten auch dann, wenn beide Kammern 34 an Aussendruck liegen, nicht willkürlich verschoben werden.
Die gezeigten Beispiele zeigen nur Möglichkeiten wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Diese wäre aber noch in verschiedenen Abwandlungen zu verwirklichen, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen sollen. So kann z. B. die Weiterbewegung mit elektrischen Kontakten, mit Relais, die entweder direkt Servomotoren zur richtigen Bewegung des Führungsschlittens betätigen oder Druckluftleitungen entsprechend ein- und ausschalten, gesteuert werden.
In einer Anordnung, ähnlich der in Fig. 4, lässt sich die Verschiebung auch durch kräftige, etwa in die Stempel 24 eingesetzte Elektromagnete bewerkstelligen. Statt dem Ventil 10 wären dann Kontakte anzuordnen, die bei einem Verschieben der Schwinge 7 jeweils einen der beiden Elektromagnete einschalten. Die Bewegung liesse sich durch die in den Kammern befindliche, nachströmende und entweichende Luft dämpfen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Seilführungsvorrichtung für Seilwinden, mit einem Seilführungsrollen tragenden Führungsschlitten, der durch einen Kraftantrieb hin-und herbewegbar gelagert und dessen Bewegung durch vom Seil betätigte Schalter sowie durch Endanschläge umsteuerbar ist ;
dadurch gekennzeichnet, dass am Führungsschlitten eine seitlich verschwenkbare, mit einem das Seil beidseitig umschliessendenFühlerpaar (8', 8") ausgestattete Schwinge (7) vorgesehen und mit ihrer Schwenkachse in der Symmetrieebene zwischen den Seilfuhrungsrollen gelagert ist und die Schwinge in an sich bekannter Weise mit das Ein- und Ausschalten des Kraftantriebs steuernden Schaltern zusammenwirkt, wobei zur Erzielung einer hinreichenden Seilspannung vor dem Seileinlauf am Schlitten vorzugsweise eine das Seil senkrecht zur Einlaufebene federnd belastende Seilbremsrolle (22) vorgesehen ist.