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Treibscheibenwinde
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In Fig. 1 durchläuft das Zugorgan --102-- beim. Heben der Last zuerst die Treibscheibe --400-- mit zwei Rillentrommeln, weiter die Treibscheibe --100-- mit seitlicher Seilverschiebung, ferner den Vorspanner --300-- und wird schliesslich auf der Speichertrommel, die mit ihrem Antrieb die Baugruppe --200-- bildet, aufgewickelt.
Hier ist nun den einzelnen Teilen der Winde jeweils die Aufgabe vorbehalten, die sie am besten zu erfüllen vermögen. Die Speichertrommel --200-- hat das Zugorgan aufzunehmen und kann auch zur Erzeugung der Vorspannung herangezogen werden. Besser gelingt das jedoch mit einem eigenen Vorspanner-300--, der, im Gegensatz zur Speichertrommel, eine konstante Vorspannung liefert.
Die einfache und billige Konstruktion der Treibscheibe --100-- gestattet es, von einer sehr kleinen Vorspannung durch genügend viele Seilumschlingungen auf einen bereits ansehnlichen Wert der Zugkraft zu kommen. Biegewechsel treten hier nicht auf und der äussere Verschleiss durch das seitliche Gleiten auf der Trommel ist in einem Bereich der Seilkräfte, der bei Dauerbetrieb mittlere Werte nicht überschreitet, gering. Gelegentlich auftretende Lastspitzen sind für den Verschleiss unerheblich.
Bei andauernd sehr hohen Zugkräften werden die Beanspruchungen des Zugorgans und der Lagerung des Verdrängerringes durch die seitliche Seilverschiebung schliesslich bedenklich. Es ist dann vorzuziehen, zusätzlich eine Rillentrommelwinde-400-vorzusehen, welche die Spannung im Zugorgan mit einigen weiteren Seilumschlingungen auf die gewünschte Zugkraft bringt. Die wenigen, nicht vermeidbaren Biegewechsel sind dann für das Zugorgan nicht mehr gefährlich.
Wenn die Vorspannung nicht durch ein Gewicht oder einen das Zugorgan speichernden Rollenzug erzeugt wird, ist die einfachste der möglichen Kombinationen eine Winde, welche aus einer Speichertrommel samt Antrieb --200-- und einer Treibscheibe --100-- besteht.
Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Winde geht aus Fig. 2 hervor. Das Zugorgan-102--
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--101-- auf,- -132, 134--, das als Zahnrad-Ketten-oder Schneckentrieb ausgebildet sein kann. Auch hydraulische Antriebe sind möglich.
Die Vorspannung wird durch die Speichertrommel --212-- erzeugt, deren Antrieb vom Windengetriebe ausgeht, wobei an beliebiger Stelle im Kraftfluss zwischen Getriebe und Speichertrommel ein Schaltglied-135-, das den Antrieb der Speichertrommel beim Aufwickeln mitnimmt, beim Abwickeln aber freigibt und eine Rutschkupplung-209, 210, 211- vorgesehen sind,
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--135-- und Speichertrommel --212-- ein--205,206-- für die Speichertrommel zuschaltet, beim Aufwickeln aber abschaltet. Der Antrieb der Speichertrommel erfolgt z. B. über die Kettenräder --136 und 203-und die Kette-213-.
Er kann statt von Welle --133-- auch von Welle --131-- oder irgendeiner andern Welle des Antriebes ausgehen, schliesslich auch durch Fremdantrieb erfolgen.
Die Schaltglieder --135 und 204--erlauben jeweils die übertragung eines Drehmomentes nur in einem Drehsinn und können z. B. als Klinken-oder Reibungsgesperre (Freiläufe) ausgebildet sein.
Die Rutschkupplung-209, 210, 211- dient dazu, dem zweiten Teil der Speichertrommelwelle - gegenüber dem ersten Teil --201-- eine andere Drehzahl zu ermöglichen. Das ist notwendig, weil der Wicklungsdurchmesser des Zugorgans auf der Speichertrommel sich ändert. Die übersetzung in den Kettenrädern wird so gewählt, dass auch bei leerer Speichertrommel --212-- die
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Vorspannung im Zugorgan, deren Höhe durch Wahl der axialen Belastung der Kupplung z. B. durch Tellerfedern beeinflussbar ist.
Die Vorteile der beschriebenen Winde gegenüber andern sind : Es können wegen der fehlenden Rillen gespleisste Seile und, da keine Biegewechsel vorkommen, auch dickdrähtige Seile, die im Gelände und auf der Treibscheibe gegenüber äusserem Verschleiss widerstandsfähiger sind, verwendet werden. Durch ausreichend viele Seilumschlingungen kommt man mit geringer Vorspannung aus und entlastet dadurch die Rutschkupplung. Schliesslich ist die Winde durch ihren einfachen Aufbau leichter und billiger als alle andern Winden, bei denen das Seil seitlich verschoben wird.
Die Anordnung der Speichertrommel kann gemäss Fig. 2 auf einer Achse parallel zur Achse der
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Trommel erfolgen. Das ergibt eine zwar aufwendige, aber in Ahcsrichtung kurze Bauweise. Auch Anordnungen mit kreuzenden Achsen sind natürlich denkbar.
Eine sehr einfache Lösung ergibt sich, wenn man die Treibscheibe und die Speichertrommel koaxial anordnet, wie in Fig. 4 gezeigt, was allerdings etwas mehr Raum in Achsrichtung erfordert. Hier wird der erste Teil --201-- der Speichertrommelwelle durch eine feste oder lösbare Fortsetzung der Trommelwelle --133-- gebildet. Der zweite Teil --202-- erhält seinen Antrieb wieder über das Schaltglied --135-- und die Rutschkupplung-209, 210, 211--.
Die Zuführung des Zugorgans von der Treibscheibe zur Speichertrommel kann auf verschiedene Weise gelöst werden. In Fig. 3 ist eine umlenkrolle --220-- in einem Ausleger --221-- gelagert, der selbst wieder um eine Achse --222-- drehbar ist. Diese Achse wird zweckmässig parallel zur mittleren Einlaufrichtung des Zugorgans auf der Speichertrommel ausgeführt. Zwei Leitrollen --223-- oder Leitbacken bewirken, dass das Zugorgan erst etwa ab Mitte Drehachse des Auslegers dessen Schwenkbewegung mitmacht. Wenn Treibscheibe und Speichertrommel koaxial angeordnet sind, gelingt die Umlenkung des Zugorgans am einfachsten durch eine grosse Rolle, deren Tasche um eine Achse drehbar ist, welche die Richtung des die Trommel verlassenden, wenig belasteten Seilendes --111-- enthält.
Die Hauptbremse-126-für die Winde kann entweder wie in Fig. 2 direkt auf die Trommel --101-- oder auf eine beliebige Welle des Trommelantriebes wirken. Sie kann z. B. als Band- KegelBacken-oder Scheibenbremse ausgeführt sein und wird zweckmässig mit einer Feststellvorrichtung versehen.
Die Bremse-205, 206- der Speichetrommel --212-- muss so beschaffen sein, dass sie einerseits ein leichtes Ausziehen des Seiles von Hand gestattet, anderseits die Bildung von Seilschlingen auf der Speichertrommel verhindert. Ferner muss sie beim Absenken der Höchstlast eine gleich grosse Vorspannung erzeugen, wie wie zum Heben derselben erforderlich ist. Die Bremse muss daher einstellbar sein. Das Bremsband-206--, das durch die Schraube--207-, (Fig. 5) mehr oder weniger
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Speichertrommel gegenüber dem Windengehäuse wahlweise z. B. mit einer Klinke gesperrt werden. Die Rutschkupplung wirkt dann beim Absenken als Bremse.
Die bisher erwähnten Bauarten von Bremsen für die Speichertrommel haben den Nachteil, dass das Schaltglied-204--, z. B. als Freilauf ausgebildet, ein verhältnismässig teueres Element ist.
Erfindungsgemäss lässt sich der Freilauf durch ein elastisches Klemmengesperre vermeiden, wie es z. B. in Fig. 6 dargestellt ist. Die Bremsscheibe --205-- ist mit der Welle der Speichertrommel --202-- oder einem nach dem Schaltglied --135-- liegenden Teil ihres Antriebes fest verbunden. Auf die Scheibe wirken ein Bremsbacken--230--, der auf der Blattfeder--232--befestigt ist und
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Bolzen-235-aufbeiden Blattfedern werden durch die Schrauben-236 und 237-in einem Teil des Windengehäuses - gehalten. Durch die untere Schraube --237-- kann die Bremskraft eingestellt werden, während die obere Schraube --236-- Lagekorrekturen der Bremsbacken erlaubt.
Dreht sich die Bremsscheibe beim Abwickeln im Sinne des Pfeiles, wird der Bremsbacken--231--nach unten mitgenommen und der Lenker --234-- erzeugt einen Anpressdruck, der jedoch durch die Elastizität der Federn-232 und 233-begrenzt ist. Die beschriebene Ausführung der Speichertrommelbremse eignet sich hauptsächlich für leichte bis mässige Bremswirkungen. Für starke Bremsung kann auch hier nach dem weiter oben beschriebenen Vorgang die Rutschkupplung herangezogen werden.
Eine Variante zeigen die Fig. 7 und 8. Die Blattfedern-232 und 233-sind auf dem Stift - 238-- drehbar gelagert. Ihr Weg ist durch die Anschläge--239 und 240-begrenzt. Der
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den Druck auch in zwei Stufen zuerst weich, dann hart einstellen. Dreht sich die Bremsscheibe --205-- beim Abwickeln im Sinne des Pfeiles, werden die Blattfedern-232 und 233-in der Drehrichtung mitgenommen und die Bremse tritt in Aktion. Zahlreiche andere Ausführungsformen des Gedankens sind möglich wie z.
B. keilförmige Führung für den beweglichen Bremsbacken, elastische Lagerung des Bolzens --235-- durch Tellerfedern, Gummi u. dgl., schliesslich zentralsymmetrische
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Anordnungen, welche die Bremsscheibe ein-oder beidseitig umfassen usw.
Die Vorspannung des Zugorgans --102-- kann, wie in Fig. 2 gezeigt, durch die Speichertrommel --212-- über die Rutschkupplung-209, 210, 211- erzeugt werden. Da die Rutschkupplung ein Drehmoment bestimmter Grösse überträgt, der Radius der Wicklung auf der Speichertrommel sich aber entsprechend der aufgewickelten Seillänge ändert, wird die Vorspannung dem Wicklungsradius verkehrt proportional. Das ist besonders dann nicht erwünscht, wenn die Reibung zwischen Trommel und Seil zugleich als Sicherheitseinrichtung gegen ein Überschreiten einer gewissen Zugkraft dienen soll.
Eine gewisse Abhilfe bringt eine breitere Speichertrommel, da dann die Zahl der Schichten übereinander nicht so gross wird. überträgt man die Erzeugung der Vorspannung einem eigenen Vorspanner-300--, Fig. l, so erzielt man zwei Vorteile, nämlich konstante Vorspannung und Entlastung der Rutschkupplung - -209, 210, 211-- im Antrieb der Speichertrommel. Der Vorspanner wird vorzugsweise und im wesentlichen aus einer Konstruktion bestehen, mit deren Hilfe durch Reibung eine in ihrer Grösse begrenzte Vorspannung erzeugt wird. Der Antrieb erfolgt zweckmässig in ähnlicher Weise, wie bei der Speichertrommel. Er muss im allgemeinen auch dieselben Elemente aufweisen, wenn er seiner Aufgabe beim Auf-und Abwickeln gerecht werden soll. Damit wird gleichzeitig eine Begrenzung der Vorspannung erreicht.
In einfachen Fällen wird eine Rutschkupplung entbehrlich sein, wenn im Vorspanner selbst die Reibung zwischen Zugorgan und Reibelementen z. B. durch Wahl des Anpressdruckes begrenzt wird.
Fig. 9 zeigt die einfachste Lösung für einen Vorspanner. Sie besteht darin, dass eine vorzugsweise nicht angetriebene Druckrolle --301-- die letzte oder auch mehrere Windungen des Zugorgans - 102-an die Trommel-101-der Treibscheibe-100-andrückt. Die Fig. 10 bis 13 zeigen Anordnungen mit zwei oder drei Druckrollen, wobei jeweils mindestens eine angetriebene-302und eine nicht angetriebene --301-- verwendet ist.
In Fig. 14 besteht der Vorspanner aus einer Rollenbatterie, wobei die Rollen (z. B.-302-- angetrieben und --301-- nicht angetrieben) auch von einem Hüllelement-303-- (Band aus Natur-oder Kunstgummi, Leder, Polyamid, Polyvinil usw. ) mit günstiger Reibungsziffer umgeben sein können. Auch eine Führung des Zugorgans in Form einer Kurve ist möglich (Fig. 15). Fig. 16 zeigt schliesslich eine Anordnung, wo der Vorspanner selbst aus einer zweiten, gleichartigen, eventuelle koaxial angeordneten Treibscheibe besteht. Jede Treibscheibe kann mit einem Reibungsbelag versehen sein. Eine Auflösung in mehrere Treibscheiben bringt Vorteile bei der Verteilung der Belastung im Getriebe mit sich.
Ebenso beim Absenken schwerer Lasten, weil dann nicht der am wenigsten belastete Strang des Zugorgans den Strang mit der Höchstlast querverschieben muss.
Die Druckrollen können entweder ein normales Rillenprossl haben, oder mit Keilrille, unterschnittener Rille usw. ausgeführt und mit Futterstoffen zur Erhöhung der Reibungsziffer ausgestattet sein. Schliesslich kann der Vorspanner aus einer Klemmscheibe, z. B. Karlikscheibe od. dgl. bestehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Treibscheibenwinde mit einer Treibscheibe, bei der das Zugorgan die Trommel in Schraubenwindungen, direkt berührend oder mit Zwischenschaltung einer endlosen Unterlage umschliesst und das Zugorgan oder die Unterlage mit diesem in der gewünschten Lage durch Anlaufen an einen umlaufenden Verdrängerring gehalten werden, wobei die Trommel im Bereich des Zugorgans vorzugsweise zylindrisch und der Verdrängerring biegungssteif und tragfähig ausgeführt ist, dass ferner für seine axiale Abstützung nur einige wenige, an einzelnen Punkten angeordnete Auflager vorgesehen
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der auf das Zugorgan wirkenden Einrichtungen (200, 300, 400) vorgesehen ist, wobei gegebenenfalls die Speichertrommel (200) und/oder der Vorspanner (300) vor, während die Treibscheibe (400) mit zwei Rillentrommeln nach der Treibscheibe (100) angeordnet sind.
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