DE1020780B - Elektrisch angetriebenes Arbeitsgeraet, insbesondere Hebezeug, mit einer mehrstufigen, durch Reibflaechenabhebung bewirkten Geschwindigkeitsschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind Arbeitsgeräte bekannt mit zwei- oder mehrgängigen schaltbaren Zahnradgetrieben, bei denen alle Verzahnungen ständig im Eingriff stehen und die Gangschaltung durch Kupplungen verschiedener Art, unter anderem auch durch Reibungskupplungen, bewirkt wird. Das Schalten, geschieht durch Anpressen oder Abheben von Reibflächen.

Bei einer sehr häufigen Ausführungsart von Hebezeugen wird die zweite Geschwindigkeit durch einen zweiten Motor mit Getriebe erzeugt, der mit Hilfe eines Reibflächenpaares zu- und abgeschaltet werden kann. Zusammen mit der Bremse sind hier zwei getrennte Reibflächenpaare, also· vier Reibflächenträger mit je einer Reibfläche im Gebrauch. Der hierbei durch den zweiten Motor erforderliche Aufwand bewirkt anteilsmäßig, besonders bei kleinen Geräten, sehr hohe Kosten.

Eine zweite gebräuchliche Ausführungsart kommt mit einem einzigen Motor aus, und es wird nur ein zusätzliches Getriebe, Feinganggetriebe genannt, zwischen den Antriebsmotor und das Hauptgetriebe gelegt und gleichfalls mit Reibkupplungen zu- und abgeschaltet. Obwohl die Bremse auch hier getrennt von der Geschwindigkeitsschaltung angeordnet ist, ergibt sich gegenüber der erstgenannten Ausführung häufig eine Verbilligung. Hierbei sind je zwei Reibflächen derart miteinander verbunden, daß dieselbe Kraft, welche eines dieser Reibflächenpaare aneinanderpreßt, gleichzeitig das zweite Reibflächenpaar voneinander trennt. Schaltungen mit Reibflächenabhebungen dieser Art haben den Vorzug, daß während der Umschaltung von einem Gang auf den anderen in keinem Augenblick die Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle unterbrochen wird, und genügen damit einer Forderung, die vielfach erhoben wird, be- '35 sonders im Hebezeugbau. Hier würde nämlich im Falle einer auch nur vorübergehenden Unterbrechung der Kraftübertragung ein Absinken der Last stattfinden. Infolgedessen sind solche Schaltungen durch wechselseitiges Abheben von Reibflächen bei Hebezeuggetrieben recht beliebt. Obwohl dieses Verfahren für jede· Bauart von Zahnrädergetrieben anwendbar ist, findet es sich praktisch fast stets in Verbindung mit Planetengetrieben. Jedes elektrisch angetriebene Hebezeug muß bei Ausbleiben, des Motorstromes ⁴^ selbsttätig und notfalls gegen den Willen der Bedienungsperson in die Bremsstellung gehen, um Unfälle zu verhüten.

Das Prinzip des Abhebeverfahrens im Zusammenwirken mit der üblichen, elektromagnetischen. Brems- 5" lüftung ist in den Fig. 1 und 2 als Stand der Technik vorgeführt. Die die ganze Maschine durchziehende Antriebswelle 1 trägt von links nach rechts den Reibflansch 7, den Bund 3, das Antriebssonnenrad 9, den Elektrisch angetriebenes Arbeitsgerät,

insbesondere Hebezeug, mit einer

mehrstufigen, durch Reibflächenabhebung bewirkten Geschwindigkeitsschaltung

Anmelder:

SWF Süddeutsche Waggon-

und Förderanlagen-Fabrik

von Bechtolsheim & Stein K.-G.,

München, Baierbrunner Str. 17

Anton Aumiller und Dipl.-Ing. Alois Mösmer,

Feldkirchen bei München,
sind als Erfinder genannt worden

Motorläufer 16 und die Bremsscheibe 18. Gegen den Bund 3 stützt sich die Druckfeder 4, welche über das Axiallager 5 das als Planetensteg wirkende Getriebegehäuse 6 mit seinem Reibbelag 8 a gegen die Reibfläche 7a des Reibfiansches 7 preßt. Hierdurch ist das Planetengetriebe überbrückt, und es dient als zwangläufige Kupplung mit der Wirkung, daß der Antriebszahnblock 14 mit der Drehzahl des Motorläufers umläuft und hierbei dem großen Abtriebsrad dlie Geschwindigkeit des sogenannten Schnellganges erteilt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.

Um nun den Langsamgang, auch Feingang genannt, zu bewirken, muß man den verschiebbaren, aber gegen Drehen, gesicherten Bremsteller 12 mit seiner Reibfläche 12 α gegen die Reibfläche 8 a des Planetengetriebegehäuses 6 verschieben; die über Reibfläche 12 a auf Reibfläche 8 b wirkende Druckkraft hebt dann die Reibfläche 8 α von der Reibfläche 7 α ab und trennt dadurch die Kuppelverbindung zwischen Planetengetriebegehäuse 6 und Reibflansch 7 bzw. Motorwelle 1. Nunmehr steht das als Planetensteg wirksame Getriebegehäuse 6 fest, das Antriebssonnenrad 9 gibt seine Drehung über die großen Planeten 10 a und 10 & und die kleinen Planeten 11 α und 11b auf den Antriebszahnblock 14 ab, und zwar mit einer durch die Zähnezahlen genannter Räder bewirkten, stark verminderten Drehzahl. Hierdurch erfährt das große Abtriebsrad 13 gleichfalls eine gegen den Schnellgang erheblich ver-

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minderte Drehgeschwindigkeit, also den. Feingang. Die Weiterleitung des Drehmomentes von 13 auf die abtriebsseitige Maschine, also in diesem Falle die Windentrommel, ist in den Fig. 1 und 2 einfachheitshalber weggelassen. Der von 12a auf Sb ausgeübte Druck wird endlich über das Axiallager 2 in den festen. Ständer des ganzen Windenaggregates aufgenommen.

Sowohl beim Schnellgang wie auch beim Feinteller 8 das Getriebegehäuse 6 festhält und zugleich die Reibflächen 8 a und 7 a trennt und dadurch das aus den Rädern 9, 10 a und 10 b bestehende Getriebe mit allen Eigenschaften eines Planetengetriebes dreh-5 zahlmindernd in Bewegung bringt. Somit leitet jetzt der Abtriebs ζ ahnblock 14 die Feingangbewegung in das große Abtriebsrad 13 und somit in die Windentrommel. Aus Fig. 4 ist noch ersichtlich, in welcher Weise der Bremsteller 7 vorgeschoben werden kann;

gang muß die Bremse des Windenaggregates gelöst io der guten Darstellbarkeit halber ist hier ein Exzenter

24 gezeichnet, dessen gegenüber Fig. 3 veränderte Stellung in Fig. 4 deutlich erkennbar ist. Dieser Exzenter verschiebt den Bremsteller 12 über den bereits von Fig. 2 her bekannten Schalthebel 23. Solange der

sein. Dies geschieht in der Weise, daß der den Motorständer 17 durchfließende Strom den Bremslüftmagneten 22 erregt, welcher über den Bremslüfthebel
23 den Knebel 21 verdreht und dadurch die Bremsbacken 19 a und 19 b gegen, den. Zug der Bremsfeder 20 15 Motorständer 17 von Strom durchflossen ist, zieht der auseinandertreibt. Bei Ausbleiben des Motorstromes Bremslüftmagnet 22 den Hebel 23 dermaßen an, daß hebt sich der Bremslüfthebel 23 von dem stromlos ge- der Exzenter 24 den Bremsteller 12 über seine Reibwordenen Magneten 22 ab, und die Bremsfeder 20 fläche 12 a mit der Reibfläche: 8 b des Kuppeltellers 8 zieht die Bremsbacken 19 a und 19 & zusammen. in Eingriff bringt. Zugleich werden, wie im vorher

Um dieses in den Fig. 1 und 2 schematisch darge- 20 beschriebenen Fall bei Fig. 2, die Reibflächen 8α- und stellte Gesamtgebilde zu vereinfachen, werden erfin- 7 a getrennt.

dungsgemäß der Reibflansch und der nicht drehbare Die Reibflächen 12 b und 7 b kommen, wie in Fig. 5

Bremsteller mit je einer zweiten Reibfläche versehen, gezeigt, erst zwecks Bremsung in Eingriff, wenn derart, daß jeder der drei Reibflächenträger mit jedem Motorständer 17 und Bremlüftmagnet 22 stromlos der anderen beiden Reibflächenträger gekuppelt und da- 25 werden, der Hebel 23 vom Magneten abfällt und durch außer auf Schnellgang oder Feingang auch auf durch die Bremsfeder 20 der Bremsteller 12 gegen den Bremsung geschaltet werden kann. Hierdurch wird Reibflansch 7 gepreßt wird. Durch das gleichzeitige das aus der Scheibe 18 und den Backen 19 a und 19 & Kuppeln der Reibflächen 8 & und 7 b mit dem Bremsbestehende Bremssystem eingespart. teller 12 wird das ganze Getriebe blockiert und fest-Die Fig. 3 Ms 8 zeigen zwei Ausführungsbeispiele, 30 gebremst. Es sind also die beiden Bremsbacken 19a und zwar die und 19 b und die Bremsscheibe 18 überflüssig ge-Fig. 3 bis 5 drei verschiedene Stellungen einer worden. Ihre Aufgabe wurde übernommen durch die Ausführungsform mit Normalmotor und die Reibflächen 12 & und 7 b auf dem für die Geschwindig-Fig. 6 bis 8 drei verschiedene Stellungen einer Aus- keitsschaltung bereits vorhandenen Bremsteller 12 führungsform mit Verschiebeankermotor. 35 und Reibflansch 7. Hierdurch tritt die durch die Er-Wie in Fig. 3 gezeigt, sind auf der mit dem Motor- findung angestrebte, wesentliche Platzersparnis ein. läufer 16 verbundenen Antriebswelle 1 wieder das Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist außerdem Antriebesonnenrad 9 und der Reibflansch 7 befestigt. erreicht, daß mit der Bremsung, nämlich mit Abfallen Auch das Planetengetriebe findet sich wieder, nur mit des Magneten, zwangläufig die langsame Geschwindem Unterschied, daß dieses einstufig ist (die kleinen 40 digkeit eingeschaltet wird. An der Reibfläche 7 muß Planeten 11 α und 11 b sind weggefallen) und mit daher nur noch das der kleinen Geschwindigkeit enteiner in. das Getriebegehäuse 6 geschnittenen Innen- sprechende, geringe Drehmoment abgebremst werden, verzahnung kämmt. Die Funktion des Planetensteges Die Bremsdrücke, die Reibflächen, die Bremsfeder 20 wird also* hier nicht mehr, wie in Fig. 2, vom Ge- und andere Teile können dementsprechend geringer triebegehäuse 6 übernommen, sondern vom Abtriebs- 45 bemessen werden. Man kann sogar der großen zahnblock 14. Diese Anordnung des Planetengetriebes Schwungmasse des Motors ein verhältnismäßig langist an sich bekannt; aber in Verbindung mit der erfindungsgemäß kombinierten Schalt- und Bremsvorrichtung gestattet sie eine wesentliche Raumersparnis
gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 2. Ein weiterer 5°
Unterschied besteht darin, daß das Getriebegehäuse 6
in Fig. 3 nicht mehr axial verschiebbar ist, wie in
Fig. 2. Durch eine hier nicht gezeichnete Lagerung ist
es festgehalten. Axial verschiebbar, aber nicht drehbar sitzt auf ihm der Kuppelteller 8, der durch die 55 Vorzüge der Erfindung treten daher in Zusammen-Kuppelfeder4 mit seinen Reibflächen 8 α und 8 b im- wirken mit dem an sich bekannten Verschiebeankermer an eine seiner Gegenreibflächen gedrückt wird, motor in Erscheinung. Dies ist in den Fig. 6, 7 und 8 nämlich an die Reibfläche 7a des Reibflansches 7 oder gezeigt, in denen neben der Erfindung als solcher auch 12 a des Bremstellers 12. Bei der in Fig. 3 gezeigten gleich deren Anwendung für den Antrieb einer Winde Schnellgangstellung ist der Kuppelteller 8 über den 60 dargestellt wurde. Um die in den Fig. 6 bis 8 zutage Kuppelflansch 7 mit der Motorwelle 6 verbunden, das tretende, erneute, beträchtliche Ersparnis an Raum Feinganggetriebe ist in sich blockiert, und der Ab- und Gewicht zu erkennen, muß man berücksichtigen, triebszahnblock 14 treibt mit der Geschwindigkeit der daß in den Fig. 1 bis 5 die Windenteile nicht ein-Motor-welle das große Abtriebsrad 13 an. Die Weiter- gezeichnet sind, während in Fig. 6 sowohl die Tromleitung des Drehmomentes zur Windentrommel ist 65 mel 28 wie das dieselbe antreibende Hohlrad 25 und auch hier einfachheitshalber weggelassen. das gesamte, zwischen dem Abtriebszahnblock 14 und Die Einschaltung des Feinganges ist in Fig. 4 dar- dem Hohlrad 25 liegende Hauptgetriebe erscheinen, gestellt und vollzieht sich, genau wie in Fig. 2, da- In den Fig. 6 bis 8 sind die in den Fig. 3 bis 5 entdurch, daß der Bremsteller 12 gegen den Kuppel- sprechenden Teile gleichbenannt; unverändert überteüer 8 vorgeschoben wird, dadurch über den Kuppel- 70 nommen sind der Abtriebszahnblock 14, die großen

sames Auslaufen, zugestehen, da infolge der langsamen
Geschwindigkeit der Lasthaken dabei nur einen
kleinen Weg zurücklegt.

Der Bremslüftmagnet 22, der in der weiträumigen
Anordnung gemäß Fig. 1 noch bequem einzubauen
war, ist in der nach Platz- und Gewichtsersparnis
trachtenden Bauweise der Erfindung nach den Fig. 3,
4 und 5 nicht so leicht unterzubringen. Die vollen

Planeten 10 α und 10 b, das Getriebegehäuse 6 und die Feder4. Die Beläge8 a und Sb sind konisch dargestellt, während der Bremsbelag 125 in Fig. 6 genau so flach ist wie in Fig. 3 usw. Die Bremsfeder 20 ist von der Getriebeseite auf die Motorseite hinübergenommen und nicht zu verwechseln mit der Feder 30, deren. Funktion später erläutert wird.

Fig. 6 zeigt den Schnellgang. Durch die Kuppelfeder 4 wird der Kuppelteller 8 über die Reibflächen 8a- und 7 a auf die Reibscheibe 7 gedruckt, und es treibt, wie bei Fig. 2 schon beschrieben, der Abtriebszahnblock 14 mit Motordrehzahl das Hauptgetriebe an.

Fig. 7 zeigt den Feingang. Der Bremsteller 12 ist gegen den Kuppel teller 8 herangeschoben; die Reibflächen 12 a und Sb sind verbunden, die Reibflächen 7 a und 8 a getrennt. Das Planetengetriebe ist also zur Drehzahlminderung freigegeben, genau wie in. Fig. 4.

Fig. 8 zeigt die Bremsstellung: Der Motorständer 27 ist stromlos geworden und dadurch der Motorläufer 26 mit der gesamten Antriebswelle 1 unter der Wirkung der Bremsfeder 20 nach links hinausgeschoben, bis der Reibflansch 7 über die Reibflächen 7 b und 12 b am Bremsteller 12 anliegt. Die Motorwelle und das Feingang-Planetengetriebe sind festgehalten, und stillgelegt wie in Fig. 5.

Die Feder 30 dient dem Zweck, den Umschaltvorgang zwischen Schnellgang und Feingang kraftschlüssig zu gestalten. Da diese Winde vornehmlich zum Einhängen von Werkstücken in die Aufnahmevorrichtungen von Werkzeugmaschinen bestimmt ist, wurde vermieden, die Geschwindigkeitsumschaltung zwangläufig, etwa durch Umlegen eines Hebels, vorzunehmen,. Vielmehr wird durch Zug an einer nicht dargestellten. Kette die angefräste Schaltwelle 31 dermaßen gedrückt, daß sie die Druckkugel 32 nach links schiebt (Fig. 6) und somit das Abheben des Bremstellers 12 vom Kuppelteller 8 vollzieht. Beim Loslassen dieser Kette bewirkt die Feder 30, daß der Bremsteller wieder in seine; Ruhelage, die Feingangstellung zurückkehrt. Es ist noch ein in der Figur nicht vorgesehener Anschlag vorhanden,, welcher den Bremsteller 12 hindert, noch weiter nach rechts auszuwandern, als in Fig. 7 dargestellt, damit nicht eine unbeabsichtigte Bremswirkung eintritt. Die Bremsung findet erst statt, wenn der Reibflansch 7 unter dem Druck der Bremsfeder 20 dem Bremsteller 12 entgegenwandert und ihn berührt.

Die Verwendung der Feder 30 zur zwangläufigen Betätigung der Geschwindigkeitsschaltung, also zum selbsttätigen Rückfall in die niedrige Geschwindigkeit, beim Loslassen eines Betätigungsgliedes (Kette), ist an sich bekannt.

Die Druckkugel 32 ist mit so< viel Spiel gelagert, daß sie bei den Schaltbewegungen, abrollt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrisch angetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Hebezeug, mit einer mehrstufigen, durch Reibflächenabhabung bewirkten Geschwindigkeitsschaltung und einer bei Ausbleiben des Motorstromes unter Federwirkung selbsttätig ansprechenden Bremse, wobei ein mit der Motorwelle verbundener Reibflansch und ein nicht drehbarer Bremsteller je eine Reibfläche und das Gehäuse eines Planetengetriebes zwei Reibflächen tragen, die wahlweise mit einer der beiden vorgenannten Reibflächen so zusammenarbeiten, daß wahlweise auf Schnellgang und Feingang umgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibflansch (7) und der nicht drehbare Bremsteller (12) mit je einer zweiten Reibfläche versehen sind, derart, daß jeder der drei Reibflächenträger (7, 8j 12) mit jedem der beiden anderen Reibflächenträger kuppelbar und dadurch außer auf Schnellgang oder Feingang auch auf Bremsung schaltbar ist.

2. Einrichtung nach) Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht drehbare Bremsteller (12) unter der Einwirkung sowohl eines die Schaltbewegung auslösenden Stellhebels (24, 31) als auch einer Bremsfeder (20) sowie auch eines im Motorstromkreis liegenden Elektromagneten (22) steht, so daß er bei Stromloswerden des Motors in eine Stellung übergeht, in. welcher sowohl das Gehäuse (6) des Planetengetriebes (10, 14) als auch die Motorwelle (1) gebremst werden,

3. Einrichtung nach· Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwei Reibflächen, tragende Kuppelteller (8) durch eine Kuppelfeder (4) an seine Gegenreibflächen gedrückt wird und mit dem Gehäuse (6) des Planetengetriebes axial verschieblich, aber nicht drehbar so· verbunden ist, daß senkrecht zur Achse eine möglichst, große Anpassung an die eventuell nicht ganz parallel gegenüberliegenden Reibflächen (7 a und 12 b) möglich ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Bremsung beteiligten Reibflächen gegenüber den der Gangschaltung dienenden auf Kreisen größerer Radien liegen und/oder, bei konischer Anordnung, eine solche Schräge besitzen, daß sie ein größeres Drehmoment übertragen als die an, den Gangschaltungen beteiligten Reibflächen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 642 632, 624 487. 332;

Ernst, »Die Hebezeuge«, Bd. II, 1951.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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