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Vorrichtung zur Steuerung der Luftzufuhr zu einem eine Aufzugwinde
antreibenden Druckluftmotor Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
der Luftzufuhr zu einem eine Aufzugwinde antreibenden Druckluftmotor, bei der ein
Hauptventil die volle Luftzufuhr zu dem Druckluftmotor freizugeben vermag.
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Es ist bereits eine Aufzugwinde bekannt, die mittels Elektromotor
angetrieben wird. Durch eine Lastmeßeinrichtung wird dieser Antriebsmotor in einen
Schnellgang eingeschaltet, wenn eine leichtere Last angehoben werden soll. Bei entsprechend
größerer Last wird der Elektromotor auf kleinere Drehzahl zum Normalgang umgeschaltet.
Der Zweck dieser bekannten Einrichtung ist der, die Leistung des Elektromotors bei
geringerer Belastung besser auszunutzen. Es liegt hier also der Gedanke zugrunde,
bei geringerer Belastung der Winde eine entsprechend höhere Antriebsgeschwindigkeit
des Elektromotors vorzusehen. Dieser Gedanke hat aber die Gefahr, daß, bei geringeren
Belastungen infolge der höheren Geschwindigkeit des Seiles, dieses Seil und andere
Teile gefährdet sind.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine selbsttätigeDrosselung
desAntriebsmotors für die Winde vorzusehen, die bei verminderter oder fehlender
Belastung des Seiles vom Normalgang auf einen Langsamgang umschaltet. Bei belastetem
Seil soll dann selbsttätig der Normalgang wieder wirksam werden.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein den Querschnitt der Druckluftzufuhrleitung
veränderndes Hilfsventil für gedrosselte Luftzufuhr zum Druckluftmotor und eine
auf die Belastung des Druckluftmotors ansprechende überwachungsvorrichtung, die
bei unbelastetem oder durchhängendem Seil den Schieber für das Hauptventil abschaltet
und einen Schieber für das Hilfsventil wirksam werden läßt.
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Zweckmäßig ist es nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, das
Hilfsventil in dem Hauptventil anzuordnen, derart, daß es von dem pneumatischen
Antrieb des bei Beaufschlagung des letzteren mit vollem Druck öffnenden Hauptventils
bei Beaufschlagung dieses Antriebs mit reduziertem Druck allein geöffnet wird, wobei
die Schieber für die volle und die reduzierte Beaufschlagung des pneumatischen Antriebs
vorgesehen sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt sich die
überwachungseinrichtung aus einer auf den Innendruck des Druckluftmotors ansprechenden
Membran und einem Schalter zusammen, wobei die Membran bei geringem Innendruck infolge
fehlender Seilbelastung den Schalter betätigt, durch den der Stromkreis zur Erregung
des Schiebers unterbrochen und dieser in eine Stellung gebracht wird, in der eine
volle Beaufschlagung des Kolbens vermieden wird, da im Bereich des Schiebers der
den Kolben zu beaufschlagenden Druckluft der Weg zur Atmosphäre über eine Druckminderungsdüse
freigegeben wird.
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Eine mit einer Steuerung gemäß der Erfindung ausgerüstete Winde ist
insbesondere für Lastenhubschrauber geeignet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Gesamtschema der Luftkreise
und der wesentlichen Steuerorgane für den Windenmotor während des Aufzugbetriebes,
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Antriebsmotor allein, F i
g. 3 einen Schnitt durch das System der Steuerventile.
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Im Ausführungsbeispiel weist die Winde einen Druckluftmotor 2 mit
auf der Antriebswelle 4 zentrierten Flügeln 3 auf. Die Welle 4 ist im Gehäuse
5
des Motors 2 mittig angeordnet. Segmente eines kreisrunden Läufers
6 verbinden über Führungen 1 die Flügel 3 miteinander. Zur
Welle 4 ist dieser Läufer 6
exzentrisch angeordnet. Werden die von den Flügeln
3, dem Läufer 6 und dem Gehäuse 5 gebildeten Räume mit Druckluft
beaufschlagt, dann wird die
Antriebswelle 4 für die Windentrommel
in Drehung versetzt.
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Die Druckluftversorgung des Motors 2 erfolgt durch zwei Luftkreise,
von denen der eine, der einen großen Querschnitt hat und die eigentliche Speisung
des Motors 2 gewährleistet, -eine Druckluftzufuhrleitung 30 aufweist, die
an den Luftverdichter der Turbine des mit der Winde versehenen Flugzeuges angeschlossen
ist. Ein an dieser Zufuhrleitung 30 angeordneter Hahn 31 gestattet
es, den Luftdurchsatz, also die Umlaufgeschwindigkeit des Motors und folglich der
Seiltrommel der Winde zu regeln. Die Zuleitung 30 mündet in einen Luftverteiler
32 mit zwei Ventilen 33, 34, die in geöffnetem Zustand der zugeleiteten
Luft gestatten, über den Kanal 35 bzw. 36
zu der öffnung
37 (rechts oben) bzw. zu der öffnung 38 (links oben) des Motors 2
zu strömen. Diese beiden Hauptventile 33, 34 werden von Federn
39 bzw. 40 an ihren Sitz zurückgeführt und durch mit Nadeln 43 bzw. 44 versehene
Kolben 41 bzw. 42 betätigt, die unter der Wirkung von Rückführfedem 45, 46 stehen.
Die beiden Kolben 41, 42 sind durch einen in seiner Mitte schwingbar gelagerten
Hebel 47 derart miteinander gekoppelt, daß die Ventile 33 und 34 nicht gleichzeitig
geöffnet werden können. Die miteinander gekoppelten Ventile 33 und 34 stehen
miteinander in ihrem rechten Teil in der Flucht der Zuleitung 30
über den
Durchlaß 48 und in ihrem linken Teil in der Flucht des Hebels 47 über den Durchlaß
49 in Verbindung (vgl. F i g. 3) und der letztere steht ferner über die öffnungen
50, 51 mit der Außenluft in Verbindung. Der vergrößerte Teil
52 bzw. 53 hinter den Nadeln 43, 44 sperrt den Durchlaß 54 bzw.
55 ab, wenn die Kolben 41 bzw. 42 annähernd ihr rechtes Hubende erreichen,
während er den betreffenden Durchlaß freilegt, sobald die Kolben die Hälfte ihres
Hubweges zurückgelegt haben, so daß die Kanäle 35
und 36 mit der Außenluft
in Verbindung stehen, wenn beide Ventile 33, 34 geschlossen sind (F i
g. 3). Hinter dem Verteiler liegen die Mündungen der Kanäle 56,
57
des nachstehend beschriebenen Steuerkreises, der die Verstellung der Kolben 41,
42 und der Hauptventile 33, 34 des Verteilers bewirkt.
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Der Steuerkreis besteht aus zwei elektrisch gesteuerten Schiebern
58, 59, die im Abstand voneinander zwei Kolben aufweisen und die die Luftzufuhr
zu dem Kanal 56 des Ventils 33 bzw. zu dem Kanal 57
des Ventils
34 steuern. Im Bereich der Kolben schließen an die Außenwände die Leitungen
60, 70, 61 und 62 und die Kanäle 56 und 57 an. Die Leitung
60 ist mit der Druckluftzufuhrleitung 30 verbunden, die Leitungen
61 und 62 stehen mit der Außenluft in Verbindung, die Leitung
70 stellt eine Verbindungsleitung dar und die Kanäle 56 und
57 führen - wie bereits erwähnt - zu den Ventilen
33 und 34.
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Die Schaltung der Schieber 58 und 59 erfolgt über einen
elektrischen Stromkreis mit einer Stromquelle, deren Pole im Schema der F i
g. 1 durch die Zeichen + und - angedeutet sind, sowie zwei
Doppelschaltem 63, 64, die parallel geschaltet sind und von denen der eine
in Reichweite eines Begleitmannes, der andere in Reichweite des Flugzeugführers
angeordnet ist. In dem einen Sinne (in F i g. 1 nach rechts) schließen die
Schalter 63, 64 den Stromkreis des Schiebers 58 und in dem anderen
Sinne (nach links) schalten sie den Schieber 59 ein.
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Es sei angenommen, daß die Schalter die aus F i g. 1 ersichtliche
Stellung einnehmen, d. h. der eine Schalter 64, der dem Flugzeugführer zur
Verfügung steht, ist nach links umgelegt. Der Stromkreis des Schiebers
59 ist geschlossen: und dieses ist somit erregt. Der Schieber nimmt die in
der F i g. 1 dargestellte Stellung ein -und die Luft strömt aus der Druckluftzufuhrleitung
30 durch die Leitung 60 in die Leitung 57 und erreicht die
Rückseite des Kolbens 42, den sie nach rechts schiebt. Die Nadel 44 drückt mit ihrem
aufgeweiteten Kopf 18 das Hauptventil 34 nach rechts, während der Schaft
53 dieses Nadelventils den Durchlaß 55 absperrt. Während der Kolben
42 nach rechts verdrängt wird, wird zugleich der mit ihm durch den Schwinghebel
47 gekoppelte Kolben 41 nach links zurückgeführt, kommt am Boden seines Zylinders
zum Anschlag und drückt dabei seine Feder 45 zusammen. Der Durchlaß 54 ist
freigelegt und das Ventil 33 legt sich unter der Wirkung seiner Feder
39 an seinen Ventilsitz an. Die über die Zuleitung 30 anströmende
Luft erreicht somit die Rückseite des Ventils 33, durchquert den Durchlaß
48 und strömt über die Leitung' 36 durch die öffnung 38 (in den F
i g. 1 und 2 links oben) in den Motor 2 ein. Der Läufer 6 läuft im
Sinne des Pfeiles (F i g. 1) um, die Windentrommel wird im Hubsinne gedreht.
Nachdem die Luft den Motor im gleichen Sinne durchquert hat, verläßt sie diesen
durch die öffnung 37
(rechts oben) und entweicht über die Leitung
35,
durch den Durchlaß 54 und durch die Auslaßöffnung 50.
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Ähnlich wie dies für die Aufwärtsbewegung der Winde beschrieben worden
ist, bewirkt das Umlegen des einen Schalterknopfes 63 oder 64 in dem Gegensinne
das Einschalten des Schiebers 58 für die Senkbewegung des Seiles. Die Bewegungen
der einzelnen Organe des Steuersystems sind alsdann im Vergleich zu der beschriebenen
Aufwärtsbewegung genau entgegengesetzt und der Motor läuft alsdann unter der bei
37 eintretenden und bei 38 entweichenden Luft im entgegengesetzten
Sinne um, so daß die Last niedergehen kann.
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Da eine zu große Aufwärtsgeschwindigkeit des unbelasteten Seiles das
Anschlagen des Lasthakens gegen das Flugzeug - die Winde soll in einem Flugzeug
angeordnet sein - und somit die Beschädigung des letzteren zur Folge haben
kann und da es andererseits geboten ist, das schlaff herunterhängende Seil zu straffen,
ohne dabei ein Anprallen am Flugzeug zu verursachen, ist eine von der Last abhängige
Vorrichtung vorgesehen, die auf der Ausnutzung der internen Druckschwankungen des
Druckluftmotors beruht, da nämlich der im Motor herrschende Druck der am Lasthaken
hängenden Last verhältnisgleich ist. Zu diesem Zweck ist einerseits ein Manometerkontakt
65 vorgesehen; dieser besteht aus einer Meinbran 66 (F i
g. 2), die auf der einen Seite der Außenluft und auf der anderen Seite dem
im Motor 2 herrschenden Druck an einer der öffnung 38 benachbarten Stelle
67 ausgesetzt ist, sowie aus einem im Speisekreis des Schiebers
59 in Reihe liegenden Schalter 68. Andererseits ist ein mit dem Schieber
59 parallelgeschalteter Schieber 69 für den Langsamgang vorgesehen.
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Wenn also der Manometerkontakt 65 eine nullwertige Last verzeichnet
hat, d. h. wenn der Seilhaken keine Last emporhebt oder wenn beün Anfahren
der Winde nach erfolgtem Einhängen einer Last am Haken das Seil noch schlaff herunterhängt,
ist der Schalter 68 unterbrochen und der Schieber 59
für
die Aufwärtsbewegung noch nicht erregt. Lediglich das Ventil 69 für den Langsamgang
ist erregt. Die durch die Leitung 60 anströmende Druckluft wird durch den
Kolbenraum des Schiebers 69 über die Leitung 70 in den Kanal
57 gefördert, der den Schieber 59 mit dem Verteiler 32 verbindet.
Der Schieber 59, der sich am rechten Ende seines Hubes befindet, gibt den
Weg vom Kanal 57 zum Auslaßrohr 62 frei. An diesem Auslaß zur Außenluft
ist je-
doch eine Druckminderungsdüse 71 derart angeordnet, daß der
Steuerkolben 42 auf seiner linken Seite (F i g. 1) nicht wie bei erregtem
Schieber 59 dem Gesamtdruck der Leitung 30, sondern lediglich einem
verminderten Druck ausgesetzt ist, so daß die Verstellung des Kolbens 42 und somit
des Nadelventils 44 nach der rechten Seite gerade noch ausreicht, um lediglich ein
Hilfsventil 72 zu öffnen, das in der Mitte des Hauptventils 34 vorgesehen
ist und dessen Ansatz 19 in bezug auf die vordere Stimfläche des Ventils
34 vorsteht. Die hinter das Ventil 34 einströmende Speiseluft strömt durch einen
Luftabzug 20 (F i g. 3) und der Lufteinlaß zum Motor ist in diesem Falle
vermindert, womit auch die Umlaufgeschwindigkeit herabgesetzt ist.
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Wenn das Gewicht der Last zunimmt oder wenn das Seil durch seine Last
straff gespannt und somit der Druck im Luftdruckmotor 2 gesteuert wird, schließt
der Manometerkontakt 65 den Erregerkreis des Schiebers 59, der die
Lüftung des Hauptventils 34 auslöst und einen totalen Einlaß der Luft durch die
öffnung 38 zuläßt. Das Anfahren der Winde erfolgt auf diese Weise in zwei
Stufen.
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Wenn die Knöpfe der Kontakte 63 und 64 die neutrale Stellung
einnehmen, hört die Erregung der drei Schieber 58, 59 und 69 auf;
die Schieber kehren unter der Wirkung ihrer Federn in ihre Ruhestellung zurück.
Die Druckluft entweicht in die Außenluft und infolgedessen schließen sich wieder
die Hauptventile 33, 34 sowie das Hilfsventil 72. Die Kanäle
35 und 36
stehen über die Durchlässe 54, 55 ebenfalls
mit der Außenluft in Verbindung.
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Damit die Winde unter Last anfahren und halten kann, ohne eine wesentliche
dynamische überlastung auf das Flugzeug zu geben, sind an den Kanälen
56
(Senkbewegung) und 57 (Aufwärtsbewegung) zwei Regullerschrauben
21, 22 angeordnet.