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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Anheben von Lasten, und insbesondere auf eine Hebevorrichtung zum Anheben einer Last mit Hilfe eines Kabels.
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Hintergrund
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Hebevorrichtungen zum Anheben von Lasten mit Hilfe eines Kabels gibt es seit langem. Im Allgemeinen beruht das Arbeitsprinzip einer Hebevorrichtung darauf, dass das Kabel durch Haftung des Kabels an der Trommel der Hebevorrichtung angetrieben wird. Die Trommel hält das Kabel durch Reibung, welche als hauptsächliches Leistungsmittel zum Erzeugen eines Zuges in dem Kabel wirkt, um es um die Trommel zu wickeln. Wenn der Zug, der auf das Kabel ausgeübt wird, größer wird, streckt sich das Kabel und seine Lineargeschwindigkeit fällt entsprechend ab.
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Es gibt verschiedene Arten von Hebevorrichtungen, die Winden und Kapstan-Einrichtungen umfassen. Eine Winde wird verwendet, um ein Kabel aufzuwickeln, wobei ein Ende des Kabels festgelegt ist und das Kabel im Allgemeinen auf der Trommel der Winde gespeichert wird. Außer industriellen Anwendungen, beispielsweise an Hebekränen, werden Winden auch auf Fahrzeugen verwendet, um Fahrzeuge und Boote abzuschleppen. Winden werden in weitem Umfang verwendet, um Lasten anzuheben, da sie einen mechanischen Vorteil für die Bedienungsperson bereitstellen. Ein Nachteil bei der Verwendung einer Winde, um eine Last anzuheben, ist jedoch, dass eine ausreichende Zugkraft konstant auf den Windungen des Kabels aufrechterhalten werden muss, so dass es in geeigneter Weise aufgewickelt und auf der Trommel gespeichert wird. Typischerweise wird eine Führungseinrichtung verwendet, um das Kabel über die Länge der Trommel fortschreitend zu führen, während das Kabel auf der Trommel aufgewickelt wird.
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Kapstan-Einrichtungen sind ähnlich wie Winden mit der Ausnahme, dass das Kabel nicht auf den Trommeln gespeichert wird. Folglich haben die Kapstan-Einrichtungen nicht das Problem, dass konstant eine ausreichende Zugkraft auf die Windungen des Kabels aufrechterhalten wird, so dass es in geeigneter Weise aufgewickelt und auf den Trommeln gespeichert wird. Kapstan-Einrichtungen sind rotierende Maschinen, die verwendet werden, um eine Kraft auf ein anderes Element auszuüben, und sie werden typischerweise an Bord von Schiffen und an Dockwänden verwendet, um Seile, Kabel und Trossen einzuholen oder auszuvieren. Wenn eine Kapstan-Einrichtung in Betrieb ist, ist nur ein Abschnitt des Kabels um die Trommel der Kapstan-Einrichtung gewickelt. Eine Last kann an einem der freien Enden der Kapstan-Einrichtung befestigt werden, um die Last anzuheben. Da jedoch das Kabel durch die Haftung des Kabels an der Trommel der Kapstan-Einrichtung angetrieben wird, wird eine ausreichende Reibungskraft zwischen dem Kabel und der Trommel für den Betrieb der Kapstan-Einrichtung benötigt.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr. 20040163404 von Fumiaki offenbart eine Winde vom Endlos-Typ, die eine Ausführung hat, die in der Lage ist, eine Winde anzuziehen und anzutreiben, ohne dass ein Seil aufgewickelt wird, indem ein Teil um eine Antriebseinrichtung einer existierenden Winde herum so wie sie ist, verwendet wird. Die Winde vom Endlos-Typ umfasst eine Wickeltrommel, die einen Seilkanal an dem äußeren Umfang, zwei das Seil ergreifende Führungslaufrollen und einen Tragerahmen hat. Die zwei, das Seil erfassenden Führungslaufrollen sind in Positionen angeordnet, wo das Seil um den Seilkanal der Wickeltrommel gewickelt ist, um die Kontaktreibungskraft des Seils an dem Seilkanal zu erhöhen. Wenn das Seil sich aufgrund einer Verminderung der Zugkraft beim Durchlaufen der Endlos-Winde elastisch zusammenzieht, ändert sich jedoch die Länge des Seils kontinuierlich. Das Seil gleitet gegenüber dem Seilkanal der Wickeltrommel, um die sich ändernde Seillänge aufzunehmen, was zu einem Abrieb und einer Rissebildung des Seils führt. Ferner erhöht die Gleitbewegung des Seils gegenüber dem Seilkanal den Schlupf des Seils zwischen der Trommel und der das Seil ergreifenden Führungslaufrolle.
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Daher gibt es einen Bedarf für eine Hebevorrichtung, die wenigstens eines der oben erwähnten Probleme anspricht.
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Zusammenfassung
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung, das hier offenbart ist, liefert eine Hebevorrichtung zum Anheben einer Last mit Hilfe eines Kabels.
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Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Hebevorrichtung offenbart, die eine Trommel, eine Vorspannungseinrichtung und wenigstens eine Führung umfasst. Die Trommel umfasst eine Trommeloberfläche, um ein Kabel darauf zu tragen, und das Kabel hat ein verankertes Ende. Die wenigstens eine Führung ist mit der Vorspannungseinrichtung gekoppelt, und die Vorspannungseinrichtung dient zum Vorspannen der wenigstens einen Führung zu der Trommel hin, um wenigstens einen Abschnitt des Kabels zwischen der wenigstens einen Führung und der Trommel zu erfassen. Dies dient dazu, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels an der Trommeloberfläche haften zu lassen. Wenn ein Abschnitt des Kabels, der sich zwischen dem verankerten Ende und der Trommel erstreckt, unter Zug steht, wird ein Schlupf zwischen der Trommeloberfläche und dem erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels im Wesentlichen gehemmt, und die Trommel ist durch Drehung zu versetzen, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels von der wenigstens einen Führung weg zu versetzen.
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Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Hebevorrichtung offenbart, die eine Trommel, eine Vielzahl von Führungen, eine Führungs-Lagereinrichtung und eine Vorspannungseinrichtung umfasst. Die Trommel umfasst eine Trommeloberfläche, um darauf ein Kabel zu tragen, und das Kabel hat ein verankertes Ende. Die Führungs-Lagereinrichtung dient dazu, die Vielzahl der Führungen miteinander zu koppeln. Die Vorspannungseinrichtung arbeitet mit der Führungs-Lagereinrichtung zusammen, um die Vielzahl der Führungen zu der Trommel hin vorzuspannen, um wenigstens einen Abschnitt des Kabels zwischen der Vielzahl der Führungen und der Trommel einzuklemmen. Dies dient dazu, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels auf der Trommeloberfläche im Wesentlichen haften zu lassen. Wenn ein Abschnitt des Kabels, der sich zwischen dem verankerten Ende und der Trommel erstreckt, unter Zug steht, wird ein Schlupf zwischen der Trommeloberfläche und dem erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels im Wesentlichen gehemmt, und die Trommel wird durch Drehung versetzt, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels von der Vielzahl der Führungen weg zu versetzen.
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Entsprechend einem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Hebevorrichtung offenbart, die eine Trommel und eine Vielzahl von Führungselementen umfasst. Die Trommel hat eine Trommeloberfläche, um ein Kabel darauf zu lagern, und das Kabel hat ein verankertes Ende. Die Vielzahl der Führungselemente ist zu der Trommeloberfläche hin vorzuspannen, und davon weg zu versetzen. Die Vielzahl der Führungselemente umfasst ein erstes Führungselement und ein zweites Führungselement. Das erste Führungselement führt das Kabel zu der Trommel, und das zweite Führungselement erfasst wenigstens einen Abschnitt des Kabels zwischen dem zweiten Führungselement und der Trommel. Die Führung des Kabels über das erste Führungselement drückt das zweite Führungselement zu der Trommeloberfläche hin, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels auf der Trommeloberfläche im Wesentlichen haften zu lassen. Wenn ein Abschnitt des Kabels, der sich zwischen dem verankerten Ende und der Trommel erstreckt, unter Zug steht, wird ein Schlupf zwischen der Trommeloberfläche und dem erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels im Wesentlichen gehemmt, und die Trommel wird unter Drehung versetzt, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels von der Vielzahl der Führungselemente weg zu versetzen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist eine Hebevorrichtung offenbart, die eine Trommel, eine Vielzahl von Führungselementen und eine Vorspannungseinrichtung umfasst. Die Trommel hat eine Trommeloberfläche, um ein Kabel darauf zu tragen, und das Kabel hat ein verankertes Ende. Die Vielzahl der Führungselemente ist zu der Trommeloberfläche hin unter Vorspannung zu bringen und davon weg zu versetzen. Die Vielzahl der Führungselemente umfasst ein erstes Führungselement und ein zweites Führungselement. Das erste Führungselement führt das Kabel zu der Trommel, und das zweite Führungselement erfasst wenigstens einen Abschnitt des Kabels zwischen dem zweiten Führungselement und der Trommel. Die Vorspannungseinrichtung arbeitet mit der Vielzahl der Führungselemente zusammen, wodurch die Vorspannung der zweiten Führungselemente zu der Trommeloberfläche hin die Zugspannung in der Vorspannungseinrichtung entspannt, und der Versatz der zweiten Führungselemente von der Trommeloberfläche weg eine Zugspannung in der Vorspannungseinrichtung erzeugt. Wenn ein Abschnitt des Kabels, der sich zwischen dem verankerten Ende und der Trommel erstreckt, unter Zug steht, wird ein Schlupf zwischen der Trommeloberfläche und dem erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels im Wesentlichen gehemmt, und die Trommel wird unter Drehung versetzt, um den erfassten, wenigstens einen Abschnitt des Kabels von den zweiten Führungselementen weg zu versetzen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine Frontansicht einer Hebevorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsansicht der Hebevorrichtung von 1 entlang der Linie A-A zeigt;
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3a eine Seitenansicht einer ersten Konfiguration einer Hebevorrichtung entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei die erste Konfiguration eine Trommel, eine Vorspannungseinrichtung, eine Vielzahl von Führungen, eine Vielzahl von Führungs-Lagereinrichtungen und ein Hebelelement umfasst,
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3b eine Querschnittsdarstellung der Hebevorrichtung von 3a entlang der Linie B-B' zeigt; und
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3c eine Seitenansicht einer zweiten Konfiguration des Hebevorrichtung von 3a zeigt, worin eine Vielzahl von Kabeln um die Trommel gewickelt ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Eine Hebevorrichtung zum Anheben einer Last mit Hilfe eines Kabels wird im Folgenden beschrieben, um wenigstens eines der oben erwähnten Probleme anzusprechen.
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Zum Zwecke der Kürze und der Klarheit ist die Beschreibung im Folgenden auf die Anwendungsfälle in Bezug auf Hebevorrichtungen eingeschränkt. Dies schließt jedoch nicht verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung von anderen Anwendungsfällen aus. Die grundlegenden Konzepte der Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen den verschiedenen Ausführungsbeispielen gemeinsam bleiben.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der detaillierten Beschreibung, die im Folgenden gegeben wird, beschrieben ist, entspricht den 1 bis 2 der Zeichnungen, in denen ähnliche Elemente mit ähnlichen Bezugszahlen nummeriert sind.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird eine Hebevorrichtung 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Hebevorrichtung 10 umfasst allgemein eine Trommel 12, eine Vorspannungseinrichtung 14, eine Vielzahl von Führungen 16, eine Führungs-Lagereinrichtung 18 und ein Gehäuse 19. Die Vorspannungseinrichtung 14 und die Führungs-Lagereinrichtung 18 bilden einen Vorspannungsmechanismus. Die Hebevorrichtung umfasst ferner ein Betätigungselement (nicht gezeigt), das betätigbar ist, um den Drehversatz der Trommel 12 zu steuern. Das Betätigungselement ist vorzugsweise ein Elektromotor. Alternativ umfasst das Betätigungselement eine Kurbeleinrichtung, die betätigbar ist, um die Trommel 12 unter Drehung zu versetzen.
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Die Trommel 12 umfasst eine Trommeloberfläche 20 zum Aufnehmen eines Kabels 22, beispielsweise eines Seils, wobei das Kabel 22 ein verankertes Ende 24 und ein freies Ende 26 hat. Vorzugsweise ist das Kabel 22 dreimal um die Trommel 12 herum gewickelt, wie in 2 gezeigt ist. Das Kabel kann jedoch mehr als dreimal um die Trommel 12 herum gewickelt werden. Alternativ ist das Kabel 22 nur einmal um die Trommel 12 herum gelegt. Vorzugsweise ist die Trommeloberfläche 20 im Wesentlichen zylindrisch. Alternativ ist die Trommeloberfläche 20 im Wesentlichen hyperbolisch.
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Ferner weist die Trommel 12 vorzugsweise eine Nut (nicht gezeigt) auf, die auf der Trommeloberfläche 20 ausgebildet ist und die sich spiralförmig mehrmals um die Trommel 12 herum erstreckt. Die Nut dient dazu, das Kabel 22 in der Nut zu lokalisieren, wenn das Kabel 22 um die Trommel 12 gewickelt wird. Dies dient dazu, einen seitlichen Schlupf oder eine Bewegung des Kabels 22 von der Trommeloberfläche 20 herunter zu hemmen, wenn die Trommel 12 durch Rotation versetzt wird. Zusätzlich ist die Nut vorzugsweise mit einer Materialschicht beschichtet, um die Oberfläche der Nut zu härten. Die Oberfläche der Nut ist nach der Beschichtung vorzugsweise glatt, um die Reibung zwischen dem Kabel 22 und der Nut zu reduzieren, wodurch der Abrieb und die Rissebildung des Kabels 22 reduziert wird, wenn die Trommel 12 durch Rotation versetzt wird.
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Alternativ erstreckt sich die Nut, die auf der Trommeloberfläche 20 ausgebildet ist, nur einmal spiralförmig um die Trommel 12, um das Kabel 22 in der Nut zu lokalisieren. Das Kabel 22 wird somit nur einmal um die Trommel 12 herum gewickelt.
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Die Führungs-Lagereinrichtung 18, beispielsweise eine Kette oder eine Rollenkette, umfasst ein erstes Ende 28 und ein zweites Ende 30 und ist vorzugsweise länglich ausgebildet. Die Führungs-Lagereinrichtung 18 dient dazu, die Führungen 16 miteinander zu koppeln. Vorzugsweise ist jede der Führungen 16 eine Rolle, die drehbar an der Führungs-Lagereinrichtung 18 angekoppelt ist.
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Die Führungs-Lagereinrichtung 18 ist ferner mit der Vorspannungseinrichtung 14 gekoppelt. Die Vorspannungseinrichtung 14 ist vorzugsweise eine Anordnung von einer oder mehreren Federn, die aus einer Drahtspule oder aus elastischen Materialien, beispielsweise Polyurethan, hergestellt sind. Die Vorspannungseinrichtung 14 ist mit der Führungs-Lagereinrichtung 18 an dem ersten Ende 28 und dem zweiten Ende 30 gekoppelt, um das erste Ende 28 von dem zweiten Ende 30 weg zu drücken. Der Vorspannungsmechanismus ist an dem Gehäuse 19 angekoppelt, welches an die Trommel 12 gekoppelt ist, und wird dadurch getragen. Alternativ ist das Gehäuse 19 an einem Rahmen (nicht gezeigt) statt an der Trommel 12 angekoppelt. Alternativ dient die Vorspannungseinrichtung 14 dazu, mit der Führungs-Lagereinrichtung 18 zusammen zu wirken, um die Führungen 16 auf die Trommel 12 vorzuspannen, um einen Abschnitt des Kabels 22 zwischen den Führungen 16 und der Trommel 12 zu erfassen. Dies dient dazu, den erfassten Abschnitt des Kabels 22 im Wesentlichen an der Trommeloberfläche 20 haften zu lassen.
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Zusätzlich ist mehr als ein Abschnitt des Kabels 22 zwischen den Führungen 16 und der Trommel 12 zu erfassen. Um mehr als einen Abschnitt des Kabels 22 zu erfassen, sind mehr als eine Vorspannungseinrichtung 14 und eine Führungs-Lagereinrichtung 18 erforderlich. Wie in 2 gezeigt ist, wo das Kabel 22 um die Trommel 12 dreimal herum gewickelt ist, werden vorzugsweise zwei Teile des Kabels 22 im Wesentlichen in Haftung mit der Trommeloberfläche 20 gebracht, auf der jeder der zwei Abschnitte des Kabels 22 von einer Vorspannungseinrichtung 14 zusammen mit einer Führungs-Lagereinrichtung 18 erfasst wird. Insbesondere ist einer der zwei erfassten Abschnitte ein Teil der ersten Windung des Kabels 22 um die Trommel 20 und der andere der zwei erfassten Abschnitte ist ein Teil der letzten Windung des Kabels 22 um die Trommel 20. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass das freie Ende 26 des Kabels 22 sich weiter um einen Abschnitt der Trommel 12 herumwickelt, nachdem das freie Ende 26 während des Rotationsversatzes der Trommel 12 über die Führungen 16 verläuft.
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Vorzugsweise umfasst der Vorspannungsmechanismus die Vorspannungseinrichtung 14 und die Führungs-Lagereinrichtung 18, um die Führungen 16 zu der Trommel 12 hin vorzuspannen. Alternativ kann ein anderer Typ von Vorspannungsmechanismus, der eine Vielzahl von Vorspannungsarmen, beispielsweise Hebelarme (nicht gezeigt) umfasst, zum Vorspannen der Führungen 16 zu der Trommel 12 hin vorgesehen sein. Jede der Führungen 16 ist mit jedem der Vorspannungsarme gekoppelt, und jeder der Vorspannungsarme ist zum Vorspannen von jeder der Führungen zu der Trommel 12 hin bestimmt.
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Eine Hebevorrichtung (nicht gezeigt) nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Trommel 12, die Vorspannungseinrichtung 14, die Führungs-Lagereinrichtung 18 und das Gehäuse 19, wobei die Vorspannungseinrichtung 14 und die Führungs-Lagereinrichtung 18 einen Vorspannungsmechanismus wie in der Hebevorrichtung 10 von 1 und 2 bilden mit der Ausnahme, dass diese Hebevorrichtung eine einzige Führung 16 statt einer Vielzahl von Führungen 16 aufweist. Da nur eine Führung 16 mit der Führungs-Lagereinrichtung 18 gekoppelt ist, ist die Führungs-Lagereinrichtung 18 ferner nur für die Zusammenwirkung mit der Vorspannungseinrichtung 14 bestimmt, um die Führung 16 zu der Trommel 12 hin vorzuspannen.
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Alternativ kann statt der Anordnung des Vorspannungsmechanismus, der die Vorspannungseinrichtung 14 und die Führungs-Lagereinrichtung 18 zum Vorspannen der Führung 16 zu der Trommel 12 hat, ein anderer Typ von Vorspannungsmechanismus, der einen Vorspannungsarm (nicht gezeigt), um die Führung 16 daran anzukoppeln, aufweist, zur Vorspannung der Führung 16 zu der Trommel hin vorgesehen sein.
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Es ist darüber hinaus in dem Stand der Technik bekannt, dass neben dem Vorspannungsmechanismus, der jeweils in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde, andere Typen von Vorspannungsmechanismen zur Vorspannung der Führungen 16 zu der Trommel 12 hin eingesetzt werden können. Ferner ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung die Hebevorrichtung 12, wie sie nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde, die die Führungen 16 und den Typ von Vorspannungsmechanismus aufweist, der die Vorspannungseinrichtung 12 und die Führungs-Lagereinrichtung 18 umfasst.
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Unter Rückbeziehung auf 1 und 2 sind, wenn die Hebevorrichtung 10 im Einsatz ist, um eine Last (nicht gezeigt) anzuheben, der Abschnitt des Kabels 22, der sich zwischen dem verankerten Ende 24 und der Trommel 12 erstreckt, sowie der Abschnitt des Kabels 22, der in der Nut gewickelt ist, unter Zugspannung. Folglich wird ein Schlupf zwischen der Trommeloberfläche 20 und den beiden erfassten Abschnitten des Kabels 22 im Wesentlichen gehemmt. Ferner ist die Trommel 12 durch Drehung zu versetzen, um die zwei erfassten Abschnitte des Kabels 22 von den Führungen 16 weg zu versetzen. Die Führungen 16, die auf das Kabel 22 gedrückt werden, üben eine ausreichende Kraft darauf aus, um das Kabel 22 an der Trommeloberfläche 20 haften zu lassen, ohne dass die Bewegung des Kabels 22 über die Führungen 16 behindert wird, wenn die Trommel 12 durch Drehung versetzt wird, um dadurch die Last anzuheben. Ferner kann das freie Ende 26 des Kabels 22 unter Verwendung einer Aufnahmeeinrichtung (nicht gezeigt) aufgenommen werden, wenn die Trommel 12 durch Rotation versetzt wird.
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Eine Hebevorrichtung 40 nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 3a, 3b und 3c gezeigt. Die Hebevorrichtung 40 ist vorzugsweise in einer ersten Konfiguration 40a, wie in 3a gezeigt ist, und einer zweiten Konfiguration 40b ausgeführt, wie in 3c gezeigt ist.
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3a liefert eine Seitenansicht der ersten Konfiguration 40a der Hebevorrichtung 40, und 3b liefert eine Schnittdarstellung der ersten Konfiguration 40a der Hebevorrichtung 40 entlang der Linie B-B'. 3c liefert eine Seitenansicht der zweiten Konfiguration 40b der Hebevorrichtung 40.
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Bezugnehmend auf 3a umfasst die erste Konfiguration 40a die Trommel 12, die Vielzahl von Führungen 16, eine Vielzahl von Führungs-Lagereinrichtungen 18 und ein Hebelelement 42. Die Vielzahl der Führungen 16 umfasst vorzugsweise ein erstes Führungselement 16a und zweite Führungselemente 16b. Die Vielzahl der Führungs-Lagereinrichtungen 18 umfasst wenigstens ein erstes Führungs-Lagerelement 18a und ein zweites Führungs-Lagerelement 18b. Die erste Konfiguration 40a umfasst ferner die Vorspannungseinrichtung 14, eine oder mehrere Rollen 44, ein erstes Stoppelement 46a und ein zweites Stoppelement 46b. Jedes der ersten und zweiten Führungs-Lagerelemente 18a/18b ist wechselweise mit den zweiten Führungselementen 16b gekoppelt.
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Die ersten und zweiten Führungs-Lagerelemente 18a/18b und das Hebelelement 42 sind vorzugsweise durch ein erstes Kopplungselement 48a wechselweise gekoppelt. Das Hebelelement 42 ist vorzugsweise ferner durch ein zweites Kopplungselement 48b mit einer gemeinsamen Struktur 50 gekoppelt. Das zweite Kopplungselement 48b ist vorzugsweise ein Schwenkpunkt, um den das Hebelelement 42 verschwenkt wird. Vorzugsweise ist das erste Stoppelement 46a auch mit der gemeinsamen Struktur 50 gekoppelt.
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Die Druckrollen 44 sind mit der Trommel 12 entlang ihrem Umfang gekoppelt. Jede der Druckrollen 44 ist vorzugsweise einzeln mit dem Umfang der Trommel 12 gekoppelt. Alternativ ist jede der Druckrollen 44 mit einer anderen wechselweise gekoppelt, um eine Druckrolleneinheit (nicht gezeigt) zu bilden, bevor sie entlang dem Umfang der Trommel 12 angekoppelt wird. Jede der Druckrollen 44 ist durch beispielsweise eine Kette oder eine Rollenkette wechselweise miteinander gekoppelt. In einer Ausführung hat jede der Druckrollen 44 eine im Wesentlichen glatte Oberfläche. in einer anderen Ausführung umfasst jede der Druckrollen 44 eine Vielzahl von Nuten (nicht gezeigt), so dass jede der Druckrollen 44 eine eingekerbte Oberfläche hat.
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Die zweiten Führungselemente 16b sind drehbar, und ein Abschnitt des Kabels 22 wird zwischen den zweiten Führungselementen 16b und der Trommel 12 erfasst. Der erfasste Abschnitt des Kabels 22 wird im Wesentlichen mit der Trommeloberfläche 20 in Haftung gebracht. In dem Fall, wo der erfasste Abschnitt des Kabels 22 nicht vollständig an der Trommeloberfläche 20 in Haftung gebracht ist, dienen die Druckrollen 44 ferner dazu, den erfassten Abschnitt des Kabels 22 mit der Trommeloberfläche 20 in Haftung zu bringen.
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In einem Ausführungsbeispiel bilden die ersten und zweiten Führungs-Lagerelemente 18a/18b und das Hebelelement 42 einen Vorspannungsmechanismus. In einem anderen Ausführungsbeispiel bilden die Vorspannungseinrichtung 14, die ersten und zweiten Führungs-Lagerelemente 18a/18b, das Hebelelement 42 und die ersten und zweiten Stoppelemente 46a/46b einen Vorspannungsmechanismus. Die Vorspannungseinrichtung 14 ist beispielsweise ein Federelement, und eine Zugkraft wird durch den Vorspannungsmechanismus auf die Vorspannungseinrichtung 14 ausgeübt, die zusammen gedrückt wird.
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In einer ersten, beispielhaften Betriebsweise, wo der Vorspannungsmechanismus die ersten und zweiten Führungs-Lagerelemente 18a/18b und das Hebelelement 42 umfasst, werden die zweiten Führungselement 16b zu der Trommeloberfläche 20 der Trommel 12 vorgespannt, bevor das Kabel 22 auf die Trommel 12 beispielsweise durch die Schwerkraft aufgelegt wird. In diesem Fall ist der Vorspannungsmechanismus im Wesentlichen zugspannungsfrei.
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Beim Auflegen des Kabels 22 auf die Trommel 12 über das erste Führungselement 16a wird das Hebelelement 42 um das zweite Kopplungselement 48b geschwenkt. Das Kabel 22 wird vorzugsweise über das erste Führungselement 16a eingeführt, so dass das Kabel 22 gegen das erste Führungselement 16a drückt. Wenn das Kabel 22 gegen das erste Führungselement 16a drückt, wird das zweite Führungselement 16b weiter zu der Trommeloberfläche 20 der Trommel 12 hin gedrückt.
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Das Kabel 22 kann über eine Laufrolle (nicht gezeigt) gegen das erste Führungselement 16a beispielsweise durch Belastung oder Vorspannung des Kabels 22 zu dem ersten Führungselement 16a hin gedrückt werden.
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Das Kabel 22 steht mit den zweiten Führungselementen 16b in Kontakt, so dass die zweiten Führungselemente 16b von der Trommeloberfläche 20 der Trommel 12 weg versetzt werden. Daher wird durch den Vorspannungsmechanismus eine Zugkraft aufgebracht, welche eine zusätzliche Haftung des erfassten Abschnitts des Kabels 22 an der Trommeloberfläche 20 bewirkt.
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In einer zweiten, beispielhaften Betriebsweise, wo der Vorspannungsmechanismus der ersten beispielhaften Betriebsweise ferner die Vorspannungseinrichtung 14 und die ersten und zweiten Stoppelemente 46a/46b umfasst, wird das zweite Stoppelement 46b zu dem ersten Stoppelement 46a hin bewegt, wenn das Hebelelement 42 verschwenkt wird, so dass die zweiten Führungselemente 16b von der Trommeloberfläche 20 der Trommel 12 weg versetzt werden. Die Vorspannungseinrichtung 14 wird folglich zwischen den ersten und zweiten Stoppelementen 46a/46b zusammen gedrückt. Wenn die Vorspannungseinrichtung 14 zusammen gedrückt wird, wird eine Zugspannung durch den Vorspannungsmechanismus aufgebracht.
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Wie oben erwähnt wurde, dient die aufgebracht Zugspannung dazu, die Haftung des erfassten Abschnitts des Kabels 22 auf der Trommeloberfläche 20 zu erhöhen. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die zweiten Führungselemente 16b als ein Drehpunkt für das Hebelelement 42 funktionieren können. Die Höhe der aufgebrachten Zugkraft kann durch Einstellen des Versatzes des Drehpunktes und des zweiten Kopplungselements 48b gesteuert werden.
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3c liefert eine Seitenansicht der zweiten Konfiguration 40b. Wie gezeigt ist, sind mehrere Kabel 22 um die Trommeloberfläche 20 gewickelt. Eine Zugkraft wird auf jedes der Vielzahl von Kabeln 22 ausgeübt, wie in der beispielhaften Betriebsweise der ersten Konfiguration 40a beschrieben wurde.
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Die Hebevorrichtung 10 sowie die Hebevorrichtung 40 sind jeweils auf verschiedene Weise mit drei beispielhaften Konfigurationen umsetzbar, wie hier beschrieben wurde, um die Last anzuheben (alles nicht gezeigt). In jeder der beispielhaften Konfigurationen ist die Last eine Gondel, die entlang einer Fläche einer feststehenden Struktur, beispielsweise einem Gebäude, aufzuhängen und zu positionieren ist. Die beispielhaften Konfigurationen werden im Folgenden in Bezug auf die Hebevorrichtung 10 beschrieben. Es ist jedoch verständlich, dass die Hebevorrichtung 40 ebenfalls ähnlich wie die Hebevorrichtung 10 implementiert werden kann.
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In einer ersten beispielhaften Konfiguration für die Umsetzung der Hebevorrichtung 10 wird das verankerte Ende 24 auf der Oberseite einer Struktur, beispielsweise eines Gebäudes, verankert, wobei die Hebevorrichtung 10 an der Gondel montiert ist.
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In einer zweiten beispielhaften Konfiguration zur Umsetzung der Hebevorrichtung 10 wird das verankerte Ende 24 an der Gondel verankert, wobei die Hebevorrichtung 10 an der Oberseite des Gebäudes montiert ist.
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In einer dritten beispielhaften Konfiguration zur Umsetzung der Hebevorrichtung 10 sind sowohl das verankerte Ende 24 als auch die Hebevorrichtung 10 jeweils verankert und an der Oberseite des Gebäude montiert. Der Abschnitt des Kabels 22, der sich zwischen dem verankerten Ende 24 und der Trommel 12 erstreckt, bildet eine Schleife, wobei ein Laufrad an einem Abschnitt desselben montiert ist. Das Laufrad ist an der Gondel montiert, um die Gondel mit der Hebevorrichtung 10 über das Kabel 22 zu verbinden.
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In jeder der drei beispielhaften Konfigurationen ist, wenn die Hebevorrichtung 10 in Betrieb ist, die Gondel entlang der Frontseite des Gebäudes zu positionieren, um Gegenstände oder Individuen, die sich in der Gondel befinden, anzuheben oder abzusenken.
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In der vorstehenden Art ist eine Hebevorrichtung zum Anheben einer Last gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben, um wenigstens eines der vorstehenden Probleme anzusprechen. Obwohl nur wenige Ausführungsbeispiele der Erfindung diskutiert werden, ist die Erfindung nicht auf die spezielle Form oder Anordnung der Teile, die so beschrieben sind, beschränkt und es ist für einen Fachmann im Hinblick auf die Offenbarung ersichtlich, dass zahlreiche Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang und dem Geist der Erfindung abzuweichen.
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Zusammenfassung
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Hebevorrichtungen zum Anheben von Lasten mit Hilfe eines Kabels gibt es seit einer langen Zeit. Es gibt verschiedene Typen von Hebevorrichtungen, die Winden und Kapstan-Einrichtungen umfassen. Im Allgemeinen basiert das Arbeitsprinzip einer Hebevorrichtung darauf, dass das Kabel durch die Haftung des Kabels an der Trommel der Hebevorrichtung angetrieben wird. Eine Hebevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Die Hebevorrichtung umfasst eine Trommel, eine Vielzahl von Führungen, eine Führungs-Lagereinrichtung und eine Vorspannungseinrichtung, um einen Teil eines Kabels von der Führung weg zu versetzen, wenn die Trommel durch Drehung versetzt wird, um dadurch eine Last anzuheben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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