DD151732A1 - Ueberlast-und schlaffseilsicherung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet elektrisch steuerbarer Seilzuege aller Art, die gegen Ueberlast und Schlaffseil zu sichern sind. Aus dem Ziel, eine einfache zuverlaessige Sicherung mit universeller Anwendbarkeit bei ein- und mehrstraengigen Seilzuegen zu schaffen, resultierte die Aufgabe, systemfremde Daempfungsmittel ebenso wie richtungsabhaengige reibungserzeugende Kraftumsetzungen zu vermeiden und dafuer an beiden einstellbaren Lastgrenzen Uebergaenge zwischen bewegungslosem und bewegtem Zustand zu erzeugen. Diese Aufgabe wird mit einem Zweifedernsystem in einer gemeinsamen Halterung mit einem festen Anschlag zwischen beiden Systemteilen geloest, in welchem die Ueberlastfeder zwischen einstellbarem Endstueck und einem Zwischenstueck am Anschlag und die Schlaffseilfeder zwischen diesem Zwischenstueck und einem Druckstueck in einer Tasche liegt. Die Mindestlasteinstellung ermoeglicht ein zweites Endstueck, auf dem das Druckstueck aufliegt. Hauptsaechliche Anwendungsgebiete der Erfindung sind Seilzuege mit veraenderlichen Zugkraftrichtungen, Mindest- und Hoechstlasten.

Description

222 1 2 5

Überlast- und Schlaffseilsicherung

Anwendungsgebiet. , "

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlast- und Schlaffseilsicherung, die in allen elektrisch steuerbaren Seiltrieben einsetzbar ist und sich sowohl an mehrsträngigen Winden als auch an einsträngigen Seilzügen konstruktiv einbeziehen oder zusätzlich einsetzen läßt, wobei auch stationäre Zug- bzw* Druckkräfte überwacht werden können»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind neben vielen Sicherungseinrichtungen, die nur gegen Überlast oder nur gegen Schlaffseil vorgesehen sind und die teilv/eise nebeneinander anwendbar sind, auch bereits kombinierte Überlast- und Schlaffseilsicherungen bekannt«

Eine erste bekannte Überlast- und Schlaffseilsicherung (DE-PS 1 084 460) geht von einer bewährten Überlastsicherung aus, bei der von dem feststehenden Seilende bei Überlast entgegen einer vorgespannten Feder über ein Sehaltglied ein Schalter betätigt wird, der den Windenmotor auf Senken schaltet. Die zusätzliche Sicherung gegen Schlaffseil wird durch eine weitere, in gleichem Sinne wirkende Feder realisiert, die auch nach Erreichen der Endlage der ersten Feder für Überlast wirksam ist und nur eine solche Stärke aufweist, daß sie von dem Gewicht des leeren Lastgeschirrs überwunden wird, bei Schlaffseilbildung das Schaltglied weiter anhebt, so daß der Motor nur noch im Hubsinne eingeschaltet werden kann. Diese

2 22125

Anordnung ist im Sinne der bewährten Überlastsicherung (DE-PS 934 123) bei zwei- und mehrsträngigen Winden auch nachträglich zusetsbar. Für einsträngige Seilzüge ist jedoch keine Einsatzmöglichkeit gegeben, weil dort Winkel- und Laständerungen in der Nähe der Mindestlasten und fehlendes Lastgeschirr zu Ünzuverlässigkeiten und Schwingungen (Hin- und Herschalten) führen v/ürde, was· auch durch eine komplizierte Schaltergestaltung nicht vermieden ist.

Eine weitere bekannte Überlast- und Schlaffseilsicherung (DD-PS 30283) ist besonders für Schiffskräne und Mooringwinden vorgesehen. Ein im Kraftfluß liegender Teil einer Seiltrommel ist verdrehbar mit ein oder zwei Druckfedern verbunden, die andererseits an einem festen Anschlag gelagert sind. Der Verdrehwinkel stellt ein Maß für die Seilzugkraft dar und dient, bei bestimmter Größe zur Betätigung von ebenfalls fest angeordneten Schaltern. Die hierbei ebenfalls auftretenden Schwingungserscheinungen werden durch einen Dämpfungs-' kolben gedämpft, aber nicht beseitigt. Die Anordnung ist zwar auch bei einsträngigen Seilzügen möglich, jedoch nur bei konstruktiver Einbeziehung in die Winde.

Eine dritte bekannte Sicherungseinrichtung (DD-PS 31 251) nutzt die Seilbiegung durch federhebelbelastete Rollen als Meßwertgeber, für Überlast- und Schlaffseil aus, um über ein Hebelgestänge einen zweiseitig wirkenden Kontaktschalter auf Heben oder Senken umzuschalten. Gegen Schwingungen ist ebenfalls eine Dämpfungseinrichtung eingesetzt. Diese Überlast- und Schlaffseilsioherung läßt sich durch zusätzliche Mittel, wie weitere Rollen, sowohl bei ein- als auch mehrsträngigen Winden und Seilzügen konstruktiv einbeziehen und auch nachträglich einsetzen. Hauptnachteile dieser Einrichtung sind Witterungsabhängigkeit:, das Reagieren auf die Seilbiegsamkeit und hoher Wartungsaufwand. Alle bekannten Überlast- und Schlaffseilsicherungen sind nur für jeweils eine konstruktiv vorgegebene Mindest- und/oder Höchstlast vorgesehen.

2 2 212 5

Ziel der Erfindung

Es soll eine universelle Überlast- und Schlaffseilsicherung geschaffen werden, die wartungsarm ist und in einer Grundausführung für alle erwähnten. Anwendungen und beliebig wählbare Lastbereiche einsetzbar ist und weder die speziellen Nachteile der einzigen bekannten allgemeinen anwendbaren Überlast- und Schlaffseilsicherung, wie Seilzustand- und Wetterabhängigkeit, aufweist, noch komplizierter Schalter bedarf oder zu. Schwingungen neigt bzw. Dämpfungseinrichtungen gegen diese Schwingungen "benötigt»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von dieser Zielstellung ergibt eine Analyse der technischen Mängelursachen, daß die konstruktiven Mittel für 'Schlaffseilsicherung nur Meßwertgeber aufweisen, die Druckkräfte aufnehmen und deren Änderung auswerten, während Zugkräfte im Seil zu messen sind, womit Winkelabhängigkeiten, Kipp- und Reibmomente entstehen. Weiterhin ist festzustellen, daß die Schwingneigung mit Schwingungsdämpfern nur über Reaktionszeitverlängerung kompensiert, aber nicht beseitigt wird und aus der -verlängerten Reaktionszeit die Gefahr von Seiloder Windenbeschädigungen bei starken plötzlichen Laständerungen entsteht«,

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Seilzugkräfte innerhalb der Sicherung selbst in weitgehend winkel- und reibungsunabhängige Druckkräfte umzusetzen und an beiden Lastgrenzen einstellbare Übergänge von bewegungslosem zu bewegtem Zustand der mit den Schaltern gekoppelten Betätigungsglieder zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der ersten bekannten Lösung einer Überlast- und Schlaffseilsicherung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Federn in einer gemeinsamen Halterung mit einem festen Anschlag angeordnet sind, gegen welchen sich über ein Zwischenglied die erste, gegen ein erstes einstellbares Endstück vorgespannte Feder abstützt, daß die zweite Feder zwischen dem beweglichen Zwischenglied und einem

99 Ί ο ε:

beweglichen Druckstück wenigstens einseitig in einer Tasche liegt, die die zusammengedrückte Feder aufzunehmen dimensioniert: ist und daß am druckstückseitigen Ende der gemeinsamen Halterung ein zweites einstellbares Endstück angeordnet ist, das der zweiten Feder die der Mindestlast entsprechende Torspannung überträgt, das Widerlager für das Druckstück bildet und den Schalter für das Schlaffseil trägt.

Die Wirkungsweise der Erfindung beruht darauf, daß das Druckstück bis zum Erreichen der Mindestlast unbev/eglich auf dem zweiten einstellbaren Endstück ruht, im Sollastbereich die zweite Ruhelage direkt auf dem Zwischenstück erreicht und eine v/eitere Bewegung erst bei Überlast, mit Druckstück und Zwischenstück gemeinsam, erfolgt. Die ganze Anordnung in der gemeinsamen Halterung kann auch einer Y/inkelabweisung leicht folgen. Da Sehaltvorgänge nur an Endlagen angrenzend erfolgen und damit jede Schwingungserregung einseitig in einen nicht federnden Ruhelagenbereich reicht, wird das Hin- und Hersehalten vom System ohne Fremdbedämpfung vermindert, wobei auch keine zu Kontaktunsicherheit und Prellen neigenden schleifenden Kontakte mit verlängerter Kontaktgabe eingesetzt werden müssen, sondern Sprungschalter, wie z.B. Taster oder Reedkontakte in Verbindung mit dem Druckstück und eventuell dem Zwischenstück eingesetzt werden können, die mit ihrer Schalthysterese noch weiter zur Schwingungsunterdrückung beitragen»

Mit den beiden Endstücken sind Überlast- und Mindestlastgrenze ,getrennt voneinander einstellbar, so daß eine Anpassung an beliebige Sinsatzzwecke, beispielsweise mit veränderlicher Seillast oder verminderte zulässige Zuglasten an Schrägseilzügen zu Bauwerken, möglich sind, ohne daß die Wirkungsweise sich verändert oder Singriffe in die Systemteile erforderlich sind.

Die Überlast- und Schlaffseilsicherung läßt sich mittels auswechselbarer Aufhängung bzw. Lagerung und Befestigungsmitteln für Zugstange bzw. Druckstift im Druckstück sowohl in Zugsysteme als auch in Druck— oder Drehbewegungen vermittelnde Systeme ohne Verlassen des Prinzips einsetzen. Es weist eine

2 2212 5

hohe Eigensicherheit auf und kann auch in Hebelübersetzungen mit umsetzbaren Angriffspunkten eingesetzt werden, die ein Vielfaches oder nur eine Teillast auf die Federn vermitteln.

Ausführungsbeispiel

Das Ausführungsbeispiel beschreibt eine Ausführungsform der Erfindung, die spezielle Anforderungen an einzügige Seilzüge an Wartungsgeräten für Bauwerksabspannungen berücksichtigt. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen die Fig. Λ den Längsschnitt: durch eine Grundausführung, die für

Zugkräfte bestückt ist, Fig* 2 ein Kraft-Wegdiagramm,

Fig, 3 eine für Druckkräfte ausgerüstete Grundausführung, Fig. 4 eine Hebelanordnung für größere Zugkräfte .

Die Grundausführung der Überlast- und Schlaffseilsicherung nach der Erfindung besteht in Fig. 1 aus der gemeinsamen Halterung Ί mit dem festen Anschlag 2, den zv/ei Federn, Zwischen-, Druck- und Endstücken. Im weiteren Teil der Halterung 1 liegt äas Zwischenstück 3 unter dem Druck der Feder 4 auf dem Anschlag 2 auf. Mit dem ersten Endstück 5, das verstellbar in der Halterung 1 ~ gezeichnet: als'Innengev/inde - angeordnet ist, läßt sich die Vorspannung der Feder 4 und damit die Sehaltschwelle der Überlast einstellen.

Im engeren Teil der Halterung 1 liegt die Feder 6, in der gezeichneten Ausführung zum Teil in einer Tasche 7, im Zwischenstück 3 und zum Teil in einer Tasche 8 im Druckstück 9. Es kann, abweichend von dieser gezeichneten Ausführung, auch nur eine Tasche im Zwischen- oder im Druckstück angeordnet sein. Das zweite druckstückseitige Endstück 10 schließt den engen Teil der gemeinsamen Halterung 1 ab und gibt dem Druckstück 9 die einstellbare Vorspannung - wieder als Innengewinde gezeichnet: -, die der Mindestlast: ohne Schlaffseilbildung entspricht.

22212 5

· . ' . 6,

Die Anordnung der Schalter kann weitgehend den verwendeten Typen, den elektrischen Schalterfordernissen und anderen Bedingungen angepaßt werden, ohne die Wirkungsweise der Erfindung' zu verändern. In der Fig. 1 sind einschraubbare Taststiftschalter eingezeichnet, von denen der Überlastsehalt er 11 vom Zwischenstück 3 und der·Mindestlast-bzw. Schlaffseilschalter 12 vom Druckstück bestätigt wird. Wie leicht erkennbar, kann der überlastschalt er 11 auch vom Druckstück 5 betätigt: werden, sobald dieses, mit dem Zwischenstück 3 zusammen, den Ruhlagenbereich auf dem Anschlag 2 verläßt. Für den Mindestlast- bzw. Schläffseilschalter ist nur die Auflage des Druckstückes 5 auf dem zweiten Endstück 10 auszuwerten, was z.B. auch direkt durch isolierte Kontakte im Endstück 10, die vom Druckstück überbrückt werden, realisierbar ist. Ebenso läßt sich die Auflage des Zwischenstückes 3 auf dem Anschlag 2 als "keine Überlast" auswerten. Einfache Möglichkeiten ergeben sich für äas elektrische Schalten auch, wenn das Druckstück 9 mit einem Magneten versehen und Reedkontakte im Endstück 10 und in der Nähe des Anschlages 2 eingesetzt werden.

Die Bestückung für Zugkräfte der bis hierhin beschriebenen unverändert wiederverwendbaren Grundausführung besteht aus der Aufhängung 13, die auf die gemeinsame Halterung 1 aufgeschraubt gezeichnet ist, aber auch auf andere bekannte Art zu befestigen wäre", sowie aus der Zugstange 14. Diese Zugstange 14 ist durch das Endstück 5, die Federn und das Zwischenstück 3 frei beweglich hindurchgeführt: und mit dem Druckstück 9 fest verbunden. Ist bei Gewindebefestigung eine Verdrehsicherung zwischen Halterung 1 und Aufhängung 13 einerseits und Zugstange 14 und Druckstück 9 andererseits vorgesehen, bleibt. die Drehbarkeit der ösen gegeneinander durch das in der Halterung 1 drehbare Druckstück 9 erhalten. .

Die Funktionsweise der überlast- und Schlaffseilsicherung ist am Kraft-Wegdiagramm, Fig. 2, gut erkennbar, das sich auf eine solche Grundausführung bezieht, bei der die Darstellung in Fig. 1 etwa als Originalgröße betrachtet ist. Als Feder 4 für überlast, ist eine Drahtdruckfeder von 80 mm unbelasteter

2 22 1 2 SV

Länge und einer Federkonstante τοη c = 25N/mm eingesetzt. Die Drahtdruckfeder. 6 für Schlaffseil hat 60 mm unbelastete·. Länge und eine Federkonstante c = 5N/mm. Als Nullinie ist die Ebene.des Anschlages 2 gewählt, weil diese unabhängig von der Einstellung τοη Mindest- und Höchstlast erhalten bleibt.

Beide Einstellungen erfolgen als Längen- bzw« Federwegänderungen, Im Mindestlastbereich verschiebt sich jedoch die Kennlinie direkt auf der Federwegachse f, während sie sich im Überlastbereich auch auf der Federkraftachse F verlagert, wie die gestrichelten Änderungsbereiche zeigen. Die Schaltpunkte, durch Kreise angedeutet, verändern sich entsprechend unterschiedlich. Der Schaltpunkt für Mindestlast bzw. Schlaffseil A gleitet auf der stationären Kennlinie der Federkonstanten c der Feder für Schlaffseil 6 entlang, während der Schaltpunkt für Überlast B am Federweg Null entlang der Federkraft veränderbar ist. In beiden Fällen entsteht der,Sehaltvorgang, wenn mit steigender Kraft der vorangehende stationäre Zustand verlassen wird.

Die Fig. 3 zeigt eine für richtungsveränderliche Druckkräfte ausgerüstete Grundausführung 15 der überlast- und Schlaffseilsicherung. In einer Auflageplatte 16 kann die Grundausführung mit bekannten beweglichen Elementen, kardanisch oder in einer Gelenkebene, gelagert sein, wofür als Beispiel_wein Pendellager 17 schematisch dargestellt ist. Liegt der richtungsverähderliche Druckstift 18 unterhalb der Lageebene auf dem Druckstück 9 auf, stellt sich die Überlast- und Schlaffseilsicherung immer stabil, auf die Druckrichtung ein und reibungsfordernde Kippmomente werden gering gehalten. Der Schlaffseilschalt er 12 kann bei dieser Ausführung auch mit dem Druckstift 18 verbunden sein. Die Zugstange 14 kann, soweit ihre Verlängerung über die Grundausführung 15 hinaus nicht stört*, eingesetzt bleiben. «

Die in Fig. 4 dargestellte Hebelanordnung zeigt eine Möglichkeit , den Wirkungsbereich einer Grundausführung der überlast- und Schlaffseilsicherung bis zur zehnfachen Zugkraft zu erhöhen. An einer Stange 19 sind zwei einarmige Hebel 20 gelenkig gelagert. Die Grundausführung 15, im Beispiel ausgerüstet für

22212 S

Zugkräfte, ist auf den Hebelarmen gelenkig umsetzbar angeordnet,. Ist die Grundausführung für einstellbare Mindestlasten von ca. 50 bis 350 N und Maximallasten von 500 bis 1250 N ausgebildet, kann in dieses Hebelsystem eingesetzt, ein Lastbereich bis 12500 H erfaßt werden. Sind Beschädigungen bzw. Störungen des Hebelsystems zu befürchten, kann zur zusätzlichen Sicherheit ein Ausschalter 21 eingesetzt sein.

Untersetzungen für geringere Kräfte lassen sich durch Umkehr des Hebelsystems ebenso leicht: realisieren, wie Über- oder. Untersetzungen von Druckkräften, wobei auch zweiarmige Hebel eingesetzt sein können, mit denen, mit einer Ausrüstungsart der Grundausführung, alle Belastungsarten realisierbar werden.

Die gemeinsame Halterung 1 mit den Endstücken 5 und 10 ergeben ein unempfindliches weitgehend geschlossenes und geschütztes System der Grundausführung. Wird der einzige bewegliche Durchlaß für die Zugstange 14 bzw. den Druckstift 18 mit üblichen Dichtungsmitteln und Schmierung versehen, stellt die überlast;- und Schlaffseilsicherung ein sehr robustes und sicheres System dar.

Claims (3)

1, Überlast- und Schlaffseilsicherung, die für die Überlastsicherung eine vorgespannte Feder aufweist, gegen deren Y/irkung ein Schalter betätigt wird und bei der für die Schlaffseilsicherung eine zweite Feder geringerer Stärke vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß beide Federn in einer gemeinsamen Halterung mit einem festen Anschlag angeordnet sind, gegen welchen sich über ein Zwischenglied die erste, gegen ein erstes einstellbares Endstück vorgespannte Feder, abstützt, daß die zweite Feder zwischen dem beweglichen Zwischenglied und einem beweglichen Druckstück wenigstens einseitig in einer Tasche liegt, die die zusammengedrückte Feder aufzunehmen dimensioniert ist und daß am druckstückseitigen Ende der gemeinsamen Halterung ein zweites einstellbares Endstück angeordnet ist, das der zweiten Feder die der Mindeslast entsprechende Vorspannung überträgt, das Widerlager für das Druckstück bildet und den Schalter für das Schlaffseil trägt.

2, Überlast- and Schlaffseilsicherung nach Punkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die gemeinsame Halterung im Bereich des druckstückseitigen zweiten einstellbaren Endstückes mit einer auswechselbaren Aufhängung bzw. Lagerung versehen ist. und im Druckstück Befestigungsmittel für eine wahlweise einzusetzende Zugstange bzw. einen Druckstift vorgesehen sind»

2 221 2 5

Erfindungsanspruch.:

3«, überlast- und Schlaffseilsicherung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die gemeinsame Halterung, beiderseits gelenkig verbunden, in eine HebelüberSetzung mit umsetzbaren Angriffspunkten für die Sicherung und/oder die Seilzugkraft eingesetzt ist.

Hierzu 2 Seiten. Zeichnung