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Die Erfindung betrifft eine Winde mit einer axial verlagerbaren Wickeltrommel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Winden finden z.B. in Hebekränen mit einem Tragseil Verwendung, wobei das Tragseil einerseits zum Beispiel mittels einer Halteeinrichtung mit einer Last verbindbar ist und andererseits mittels der an einem Gerüst angeordneten Winde zum Anheben der Last aufwickelbar ist.
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Bei derartigen Winden ist es vorteilhaft, wenn sich der Zugstrang in geordneter Weise auf der Wickeltrommel aufwickeln lässt, insbesondere derart, dass der Zugstrang in parallel nebeneinander verlaufenden Windungen um die Wickeltrommel verläuft und gegebenenfalls mehrere Lagen von Windungen geordnet übereinander auf gewickelt werden.
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In dieser Hinsicht sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein Seil über eine Führungseinrichtung zu der Wickeltrommel geführt ist, wobei sich die Führungseinrichtung bei Drehung der Wickeltrommel gleichzeitig axial entlang der Wickeltrommel verschiebt. Dabei wird die Führungseinrichtung mit Querkräften durch das geführte Seil beaufschlagt. Dies kann dazu führen, dass eine ungewollte Abnutzung der aneinander reibenden Teile auftritt und ein erhöhter Energieaufwand für den Betrieb erforderlich ist. An den Führungseinrichtungen können sich Abrieb und andere Verschmutzungen ansammeln, was einen regelmäßigen Wartungsaufwand erforderlich machen kann.
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Darüber hinaus sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die rotatorisch angetriebene Wickeltrommel bei Drehung gleichzeitig axial verschoben wird, um Seilwindungen nebeneinander aufzuwickeln. Die
DE 1 053 757 B zeigt eine Seilwinde mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Es ist eine Seiltrommel vorgesehen, die axial verschiebbar auf einer zentralen Vierkantwelle angeordnet ist. Die Vierkantwelle bildet die Drehachse und wirkt als Antriebsaktor für die Drehung der Seiltrommel. Mit der Seiltrommel ist eine konzentrische Kurvenscheibe verbunden, welche an einen Steuernocken anliegt. Durch eine gegen den Steuernocken drückende Kurvenkontur der Kurvenscheibe wird die Seilstrommel während ihrer Rotation hin- und her bewegt und das Seil lagenweise aufgewickelt. Eine andere gattungsgemäße Vorrichtung ist in der
DE 732045 C beschrieben. Hierbei ist eine Seiltrommel um eine zentrale Antriebswelle drehbar und axial verschiebbar gelagert. Exzentrisch zu der zentralen Welle sind parallel zur Welle verlaufende Mitnehmerstangen vorgesehen, welche die Seiltrommel tragen und bei Drehung der Antriebswelle die Seiltrommel rotatorisch mitnehmen. Zur axialen Verlagerung der Seiltrommel weist eine der exzentrischen Mitnehmerstangen ein Außengewinde auf. Dieses läuft in Gewindehülsen, die an der Seiltrommel angeordnet sind. Die Stange mit dem Außengewinde umläuft die Antriebswelle und wird selbst über ein Planetengetriebe in Drehung versetzt. Bei Rotation der Trommel laufen die Gewindehülsen entlang des Außengewindes, wodurch die Seiltrommel entlang der Stange verlagert wird. Bei derartigen Lösungen kommen verschiedene gegeneinander bewegliche Bauteile und Getriebeeinrichtungen zum Einsatz, was zu Konstruktions- und Justieraufwand führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige, robuste und vergleichsweise einfach aufgebaute Winde bereitzustellen, welche ein geordnetes Auf- und Abwickeln des Zugstranges ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Winde gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Winde dient zum Auf- und Abwickeln eines Zugstranges, der im vorliegenden Zusammenhang flexibel ausgebildet und aufwickelbar ist (z.B. ein Seil, eine Kette oder ein Riemen). Die Winde hat eine um ihre Mittelachse drehbare Wickeltrommel. Bei Drehung der Wickeltrommel wird der Zugstrang in Windungen auf- oder abgewickelt, welche um die Wickeltrommel herum verlaufen. Zum Antreiben einer Drehung der Wickeltrommel ist ein Drehaktor vorgesehen, welcher an der Wickeltrommel angreift. Die Wickeltrommel ist derart angeordnet, dass sie entlang ihrer Mittelachse längsbewegbar ist. Die Längsbewegung erfolgt insofern in Bezug auf eine ortsfeste Referenz, z.B. einer fixierten Basis der Winde.
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Erfindungsgemäß ist eine Gewindestange vorgesehen, die sich derart erstreckt, dass die Mittelachse der Wickeltrommel in der Gewindestange verläuft. Die Gewindestange weist ein Außengewinde auf. Die Wickeltrommel läuft mittels eines Gegengewindes auf dem Außengewinde der Gewindestange. Bei Rotation der Wickeltrommel verdreht sich daher das Gegengewinde um das Außengewinde und die Rotation Bewegung der Wickeltrommel ist mit einer Translationsbewegung entlang der Gewindestange gekoppelt. Dies ermöglicht es, den Zugstrang in geordnet nebeneinanderliegenden Windungen auf- und abzuwickeln. Eine verlagerbare Führung zur Vorgabe der Windungen ist hierfür nicht zwingend erforderlich. Insofern kann der Zugstrang an einer festen Zulauf- bzw. Ablauf Position zu der Winde hingeführt werden. Dadurch kann der Verschleiß des Zugstranges und anderer bewegter Teile verringert werden. Die axiale Verlagerung der Wickeltrommel erfolgt dabei insbesondere ohne zusätzliche Getriebeeinrichtungen, was den Konstruktion- und Wartungsaufwand verringert. Insgesamt ermöglicht dies einen robusten und kompakten Aufbau.
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Vorzugsweise weist der Drehaktor wenigstens eine Mitnehmerwelle auf, die sich parallel zur Mittelachse erstreckt und exzentrisch, d.h. radial versetzt, zur Mittelachse angeordnet ist. Die Mitnehmerwelle ist in einer Kreisbahn um die Mittelachse antreibbar und wirkt mit der Wickeltrommel zusammen. Da die Mitnehmerwelle exzentrisch zur Mittelachse ist, kann ein Drehmoment bezüglich der Mittelachse auf die Wickeltrommel übertragen werden.
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Der Drehaktor unfasst vorteilhafterweise ein rotatorisch antreibbares Aktorbasisteil, z.B. eine Basisscheibe. Das Aktorbasisteil umfasst insbesondere ein zentrales Drehlager, in welchem ein Ende der Gewindestange gelagert ist, so dass das Aktorbasisteil um die Mittelachse drehbar ist. Insofern verläuft die Mittelachse durch das Drehlager. Es wird ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht, da das drehbare Aktorbasisteil gleichzeitig das Endlager für die (insbesondere drehfeste) Gewindestange bereitstellt. Das Aktorbasisteil kann z.B. einen Flansch aufweisen, über welchen eine Verbindung mit einer Antriebswelle eines Drehantriebes erfolgt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass an dem Aktorbasisteil exzentrisch versetzt zu dem zentralen Drehlager die wenigstens eine Mitnehmerwelle angeordnet ist. Die Mitnehmerwelle kann fest in dem Aktorbasisteil angeordnet sein, z.B. in einer Ausnehmung des Aktorbasisteil fixiert aufgenommen sein. Die Mitnehmerwelle kann jedoch auch drehbar in dem Aktorbasisteil angeordnet sein.
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Besonders bevorzugt ist, dass der Drehaktor mehrere Mitnehmerwellen der genannten Art umfasst, welche in einer symmetrischen Anordnung exzentrisch um die Mittelachse (und insbesondere um das genannte zentrale Drehlager) herum angeordnet sind. Insbesondere sind zwei Mitnehmerwellen vorgesehen, welche bezüglich der Mittelachse (oder bezüglich des zentralen Drehlagers, sofern vorgesehen) gegenüberliegend angeordnet sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass sich die Gewindestange bei Drehung der Wickeltrommel nicht mitdreht. Hierzu kann beispielsweise ein Ende der Gewindestange drehfest an einer Basis der Winde fixiert sein. Vorzugsweise ist Gewindestange gänzlich unbeweglich in der Winde angeordnet.
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Die Basis der Winde kann z.B. ein Basisteil mit einem Basisflansch sein, mittels welchem die Winde an einer übergeordneten Vorrichtung befestigbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Wickeltrommel ein Lager auf, in welchem die Mitnehmerwelle längsverschiebbar (d.h. verschiebbar in Richtungen parallel der Mittelachse) gelagert ist. Durch das Lager kann sich die Wickeltrommel entlang der Mittelachse und entlang der Mitnehmerwelle axial verschieben und kann so unabhängig von ihrer axialen Position rotatorisch angetrieben werden. Das Lager ist insbesondere exzentrisch zur Mittelachse angeordnet. Vorzugsweise ist das Lager sowohl als Linearlager (Schiebelager), als auch als Drehlager ausgebildet, so dass bei Drehung der Wickeltrommel ein Verkanten vermieden wird.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann die Wickeltrommel ein Trägerteil mit einer zentralen Durchführung für die Gewindestange aufweisen. Die Durchführung umfängt die Mittelachse koaxial. Das Trägerteil kann außerdem ein exzentrisch zu der zentralen Durchführung angeordneten Antriebsabschnitt aufweisen, an welchem der Drehaktor zum Antreiben der Wickeltrommel auf diese einwirkt. Der Antriebsabschnitt weist insbesondere das Lager für die genannte Mitnehmerwelle auf.
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Das Gegengewinde kann vorteilhaft von einem Innengewinde in der zentralen Durchführung des Trägerteils gebildet sein, so dass nur wenige Bauteile benötigt werden. Insbesondere umläuft das Innengewinde die Mittelachse (und auch die Gewindestange) koaxial. Eine einfache Montage kann auch dadurch erfolgen, dass eine Gewindehülse mit einem Innengewinde in die zentrale Durchführung eingepasst ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass das Außengewinde als Kreuzgewinde mit zwei gegenläufigen Gewindeprofilen ausgebildet ist. Dadurch läuft die in einer definierten Drehrichtung angetriebene Wickeltrommel entlang der Gewindestange hin- und her. Dies ermöglicht es, die Windungen des Zugstranges in aufeinanderfolgenden Lagen übereinander aufzuwickeln.
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Die beiden gegenläufigen Gewindeprofile sind insbesondere in ihren Endabschnitten miteinander verbunden. Insofern gehen die beiden Gewindeprofile jeweils in ihren Endabschnitten ineinander über und bilden Umkehrpunkte des Kreuzgewindes. Dadurch läuft die rotierende Wickeltrommel entlang des Außengewindes hin-und her.
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Die Winde kann durch die geometrische Ausgestaltung des Außengewindes und/oder des Gegengewindes an verschiedene Einsatzzwecke angepasst werde. So kann vorgesehen sein, dass die Steighöhe des Außengewindes und/oder des Gegengewindes einem vorgegebenen bzw. gewünschten Abstandsmaß der Windungen entspricht. Das Abstandsmaß gibt den Abstand wieder, mit welchem der Zugstrang auf der Wickeltrommel aufgewickelt sein soll. Denkbar ist zum Beispiel, dass die Steighöhe einer Dicke des Zugstranges entspricht. Dadurch liegen die Windungen unmittelbar nebeneinander.
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Zur weiteren Ausgestaltung weist die Wickeltrommel eine außenliegende Wickeloberfläche auf. Diese kann im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet sein. Insbesondere weist die Wickeloberfläche eine spiralartig umlaufende Oberflächenrille auf, mittels welcher Windungen für den Zugstrang geführt werden und geordnet auf der Wickeloberfläche liegen. Dadurch wird der Zugstrang definiert auf- und abgewickelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren weitergehend erläutert.
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Es zeigen:
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1: Perspektivische Außenansicht einer erfindungsgemäßen Winde;
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2: Längsschnittdarstellung zur Erläuterung der Winde gemäß 1;
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3: Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Winde gemäß 1 und 2.
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In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1–3 zeigen eine Winde 10 zum Auf- und Abwickeln eines Zugstranges 12 (hier: ein Seil), der in der Längsschnittdarstellung der 2 schematisch erkennbar ist. Die Wickeltrommel 10 umfasst einen Drehantrieb 14 (zum Beispiel Elektromotor), welcher optional über weitere Einheiten (zum Beispiel Bremseinrichtung 16 und/oder Getriebe 18) mit einem Drehaktor 20 verbunden ist.
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Der Drehaktor 20 ist dazu vorgesehen, eine Wickeltrommel 22 zur Rotation um ihre Mittelachse A anzutreiben. Die Wickeltrommel 22 hat eine zylinderartige, äußere Wickeloberfläche 24, die mit wenigstens einer spiralartig umlaufenden Oberflächenrille 26 versehen sein kann (vgl. 2).
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Entlang der Mittelachse A erstreckt sich eine Gewindestange 28, welche ein Außengewinde 30 (vgl. 3) aufweist.
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Die Wickeltrommel 22 umfasst ein Trägerteil 32 mit einer zentralen Durchführung 34, durch welche die Gewindestange 28 durchläuft. Die zentrale Durchführung 34 weist ein Gegengewinde 36 auf, welches auf dem Außengewinde 30 der Gewindestange 28 läuft. Das Gegengewinde 36 kann z.B. von einem Innengewinde 37 einer Gewindehülse 38 gebildet sein, welche z.B. in das Trägerteil 32 eingepasst ist. Grundsätzlich kann die Wickeltrommel 22 mehrteilig aufgebaut sein und z.B. mit einer abschließenden Bordscheibe 39 verschraubt sein.
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Exzentrisch zu der zentralen Durchführung 34 (d.h. radial zur Mittelachse A versetzt) sieht das Trägerteil 32 einen Antriebsabschnitt (bei Bezugszeichen 50) vor, auf welchen der Drehaktor 20 zum rotatorischen Antreiben der Wickeltrommel 22 einwirkt.
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Der Drehaktor 20 kann z.B. zwei Mitnehmerwellen 40 umfassen, die in Bezug auf die Mittelachse A an einem Aktorbasisteil 42 symmetrisch angeordnet sind und z.B. mittels einer Stiftsicherung 44 fixiert sind.
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Das Aktorbasisteil 42 hat ein zentrales Drehlager 46, in welchem die Gewindestange 28 drehbar gelagert ist. Das Drehlager 46 ist beispielsweise als Kugellager ausgebildet und kann mit einem Sicherungsring 48 gesichert sein.
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Die Mitnehmerwellen 40 erstrecken sich durch entsprechende Durchführungen im Antriebsabschnitt des Trägerteils 32 hindurch und sind dort in Lagern 50 längsverschiebbar und vorzugsweise auch drehbar aufgenommen.
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Das dem Drehlager 46 gegenüberliegende Ende der Gewindestange 28 ist in einer Basis 52 der Winde 10 fixiert. Die Basis kann von einem Befestigungsflansch bereitgestellt werden, mit dem die Winde extern fixiert werden kann. Die dem Aktorbasisteil 42 gegenüberliegenden Enden der Mitnehmerwellen 40 sind in einer Basisscheibe 54 aufgenommen und z.B. mittels Stiften 56 gesichert. Die Basisscheibe 54 weist wiederum ein zentrales Drehlager 58 (z.B. Kugellager) auf, durch welches die Gewindestange 28 geführt ist, so dass eine Verdrehung um diese herum möglich ist. Die Gewindestange 28 kann über eine Passfeder 60 (z.B. mit Scheibe 62 und Schraube 64) in der Basis 52 drehgesichert sein. Durch Entfernen und gegebenenfalls Austausch der Passfeder 60 kann die Position der Gewindestange 28 entlang der Mittelachse A eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1053757 B [0005]
- DE 732045 C [0005]
