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Seilwinde zum Verladen von Baumstämmen auf Fahrzeuge Die Erfindung
betrifft eine Seilwinde zum Verladen von Baumstämmen auf Fahrzeuge mit einem in
gleichbleibender Richtung laufenden Antriebsmotor und mit einer Seiltrommel sowie
mit einem mit dieser lösbar verbundenen Schneckenrad, das über eine mit dem Antrieb
willkürlich kuppelbare Schneckenwelle und eine auf dieser angeordneten Schnecke
antreibbar ist.
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Seilwinden dieser Art sollen so gebaut sein, daß sie möglichst von
einem einzigen Arbeiter bedient werden können. Dabei macht es vor allem Schwierigkeiten,
die zum Senken der Last erforderliche Drehrichtungsumkehr der Seiltrommel gegenüber
der Hebebewegung in einfacher Weisezu lösen, wobei sichergestellt sein muß, daß
bei einem etwaigen Unfall des die Winde bedienenden Arbeiters die Last sofort stillgesetzt
wird und diese dann weder eine Aufwärts- noch eine Abwärtsbewegung ausführen darf.
Die zum Transport vom Baumstämmen vorgesehenen Lastkraftwagen oder schweren Schlepper
haben meist ein dem in gleichbleibender Richtung laufenden Brennkraftmotor nachgeordnetes,
wahlweise umschaltbares Wendegetriebe, über welches die Seilwinde in der zum Heben
oder Senken erforderlichen Richtung angetrieben werden kann. Durch diese den Seilwindenbetrieb
ermöglichenden Wendegetriebe wird der Herstellungspreis der Fahrzeuge
je-
doch erheblich erhöht, ohne daß dabei die oben geschilderten Unfallverhütungsmaßnabinen
und die angestrebte Einmannbedienung möglich sind.
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Bei einer bekannten Seilwinde ist zwischen dem stetig laufenden
- Antriebsmotor und der über ein Wendegetriebe angetriebenen Seiltrommelwelle
eine Reibungskupplung vorgesehen, durch die im eingekuppelten Zustand die Seiltrommel
im Sinne eines Anhebens der Last gedreht wird. Mit Hilfe einer Bremseinrichtung
wird die Last festgehalten, wenn sie die gewünschte Höhe, erreicht hat. Zum Senken
der Last wirkt der auf das Seil von der Last ausgeübte Zug ausschließlich auf die
Bremsvorrichtung, derart, daß je nach dem Maß der Lüftung des Bremsbandes
die Last schneller oder langsamer gesenkt werden kann. FÜr den Fall, daß das Senken
der Last zu rasch erfolgen sollte, ist ein auf der Motorantriebswelle aufgekeiltes
Sperrad vorgesehen, in das eine Klinke eines lose auf der Motorantriebswelle sitzenden
Kettenrades eingreift, das mit dem Kettenrad auf der Seiltrommel durch eine Kette
gekuppelt ist. Erhöht sich die Drehzahl dieses lose auf der Welle gelagerten Kettenrades
unter dem Einfluß der absinkenden Last über die der Antriebswelle, so greift die
Klinke in das Sperrad ein und versucht, die Drehzahl des Antriebsmotors zu erhöhen.
Dadurch drosselt der Regler des Motors die Brennstoffzufuhr, so daß der Motor als
Kompressor arbeitet und damit das Absinken der Last verlangsamt.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Absenkvorgang nach Freigabe
der Bandbremse völlig sich selbst überlassen und unkontrollierbar. Hohe dynamische
Beanspruchungen, die besonders für das Seil äußerst gefährlich sind, lassen sich
hierbei nicht vermeiden. Vor allem in der Fortwirtschaft hat dies beim Verladen
von Baumstämmen besondere Bedeutung, da auch nur eine kurzzeitige Freigabe der Last
bereits zu einer Schwerpunktsverlagerung mit den dadurch bedingten gefährlichen
Folgen führen kann.
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Allgemein ist weiterhin die Verwendung von elektromagnetischen Kupplungen
im Windenbau.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Seilwinde zu schaffen,
die als betriebsfähige Einheit ausgebildet ist und alle zum Seilwindenbetrieb erforderlichen
Vorrichtungen, insbesondere die zum Heben und Senken der Last notwendigen Vorrichtungen
enthält und eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Last nur erlaubt, wenn der die
Seilwinde bedienende Arbeiter eine Steuervorrichtung bewußt betätigt.
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Ein besonders einfacher Aufbau für eine Seilwinde, welcher diesen
Aufgaben gerecht wird, ergibt sich gemäß der Erfindung, wenn die Schneckenwelle
zum Heben der Last auf der einen Seite der Schnecke über eine elektromagnetische
Kupplung und zum Senken der Last auf der anderen Seite der Schnecke über eine Vorgelegewelle,
einen die Drehrichtung der Schneckenwelle umkehrenden Kettenantrieb und eine weitere
elektromagnetische Kupplung mit dem Antrieb verbunden ist.
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Symmetrisch zur Vorgelegewelle ist nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung ein weiteres, mit ihr
in der gleichen Weise gekuppeltes
und von demselben Motor angetriebenes, eine Seiltrommel mit Schnecke und Schneckenrad
umfassendes Hub- bzw. Senkaggregat von gleichen Aufbau angeordnet. Zum Betätigen
der elektromagnetischen Kupplungen kann bei den für den Transport von Baumstämmen
in Frage kommenden Fahrzeugen ohne weiteres die Starterbatterie verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird daher weiterhin vorgeschlagen, daß die elektromagnetischen
Kupplungen mit Druckknopfschaltern verbunden sind, die beim Loslassen selbsttätig
den Kupplungsstrom unterbrechen. Hierdurch wird sichergestellt, daß die im Seil
hängende Last sofort stillgesetzt wird, wenn der bedienende Arbeiter z. B. infolge
plötzlichen Unwohlseins der Gefahr eines Unfalls ausgesetzt ist. Die Druckknopfschalter
können dabei in einem Handgriff untergebracht sein, der mit der Seilwinde durch
ein mehradTiges Kabel verbunden ist und es dem Arbeiter erlaubt, den je-
weils
sichersten und übersichtlichsten Standpunkt zu wählen.
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Die Verwendung von zwei, vorzugsweise jeweils auf einem Ende der Schneckenwelle
angeordneten elektromagnetIschen Kupplungen macht es in Verbindung mit der Vorgelegewelle
möglich, daß auf weitere, die Herstellung verteuernde Umkehrstufen verzichtet werden
kann, da infolge des Kettentriebes von der Vorgelegewelle auf die zweite Kupplung
sichergestellt ist, daß diese im umgekehrten Drehsinn zur ersten, dem Heben dienenden
Kupplung läuft. Die vorgeschlagene Anordnung bietet außerdem die Möglichkeit, daß
die Kraftübertragung auf die Vorgelegewelle und die Schneckenwelle über eine überlastsicherung
erfolgt, die Schaltkontakte enthält, welche auf die zum Heben der Last dienende
elektromagnetische Kupplung einwirkt.
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Die erfmdungsgeni'äße Anordnung eignet sich besonders gut bei solchen
Seilwinden, bei denen zum Verladen von sehr langen Baumstämmen zwei Tragseile und
zwei jeweils einem dieser Seile zugeordnete Trommeln vorgesehen sind, wobei
die Seiltrommeln mit den zugehörigen Schneckenrädern gleichachsig zueinander liegen,
In denjenigen Fällen, in welchen die Selbsthemmung der mit den Seiltrommeln verbundenen
Schneckenräder in den Schnecken der Schneckenwellen nicht ausreicht, die, im Seil
hängende Last festzuhalten, empfiehlt es sich, eine selbsttätig wirkende Rücklaufbremse
vorzusehen, die aus einem auf der Schneckenwelle sitzenden und nüt dieser bei der
Senkbewegung über eine Freilaufkupplung verbundenen Bremsseheibe, besteht, gegen
die sich wenigstens ein unter einstellbarem Federdruck stehender, unverdrehbar abgestützter
Bremsring anlegt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn zwei Bremsringe mit konischer
Bohrung vorgesehen sind und die Bremsschei ' be an ihrer Umfangsffäche gegen
je eine ihrer Stimflächen hin k-,gelig sich verjüngende Mantelflächen hat,
auf denen die in Achsrichtung der Scheibe verspannten Bremsringe mit ihrer Bohrungsfläche
aufsitzen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Seilwinde mit zwei unabhängig
voneinander betätigbaren gleichachsigen Seiltrommeln in teilweise schematischer
Darstellung im Achsschnitt F i g. 2 in einem Schnitt nach dem gebrochenen Linienzug
II-II in F i g. 1,
F i g. 3 einen mit einem Handgriff versehenen Steuerungskasten
für die Seilwinde, F i g. 4 und 5 die bei der Seilwindr, nach den
F! g. 1 bis 3 verwendete überlastsicherung in vergrößerter Darstellung
und teilweise schematisch, wobei F i g. 5 ein Schnitt nach V-V der F i g.
4 ist, F i g. 6 einen Getriebeplan.
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Die Seilwinde ist zum Verladen von Langholzstämmen auf Fahrzeuge bestimmt
und wird durch die nur in einer Drehrichtung umlaufende Brennkraftmaschine des zum
Transport dienenden Lastkraftwagens oder Schleppers angetrieben. Damit das Verladen
der teilweise recht langen Stammhölzer mit zwei Drahtseilen durchgeführt werden
kann, enthält die Seilwinde zwei voneinander unabhängig antreibbare Trommeln
la und lb, auf welchen die nicht dargestellten Drahtseile aufgewickelt werden können.
Die beiden Trommeln la und 1 b sind Bestandteile je einer symmetrisch
zur anderen aufgebauten Hälfte der Seilwinde. Sie, sind mit ihren Hauptwellen 2a
bzw. 2 b in einem gemeinsamen Windeagehäuse 3 gelagert. Das Windengehäuse
enthält eine für beide Windenhälften gemeinsame Vorgelegewelle, 4. Diese trägt an
einem ihrer beiden Enden ein Zahnrad 5,
das sowohl mit einem zur linken Hälfte
der Winde gehörenden Zahnrad 6 a als auch mit einem gleich großen, zur rechten
Windenhälfte, gehörenden Zahnrad 6 b kämmt. Das Zahnrad 6 a sitzt
auf einer Schneckenwelle 7 a, das Zahnrad 6 b auf einer zweiten Sehneckenwelle
7 b, welche in F i g. 2 in der Ansicht und ün Schnitt durch ihre Lagerstellen
Wiedergegeben ist. Die Schneckenwelle 7 b trägt eine in F i g. 2 sehematisch
wiedergegebene Schnecke 8 b, in welche ein auf der Hauptwelle 7, b
lose geführtes Schneckenrad 9b eingreift# während auf der linken Hauptwelle2a
ein Schneckenrad 9 a lose läuft, in das eine nicht dargestellte, auf
der linken Schneckenwelle, 7a sitzende und über diese mit dem Zahnrad 6a verbundene
Schnecke 8a eingreift. Zur formschlüssigen, wahlweise einrückbaren Verbindung Zwischen
den Hauptwellen 2a und 2b und den auf diesen lose laufenden Schneckenrädern
9 a bzw. 9 b sind Kupplungsmuffen 10 a bzw.
10 b vorgesehen, die auf nicht dargestellten keilförmigen Längszähnen auf
den Hauptwellen geführt sind und an ihrer den Schneckenrädera zugekehrten Stirnseite
mit passenden Gegenzähnea in Eingriff kommen, wenn sie durch Drehen einer
Schaltwelle 11 a und 11 b sowie eines mit diesen verbundenen Schaltbügels
12 a bzw, 12 b gegen ihr zugehöriges Schneckenrad verschoben werden.
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Der Antrieb der Seilwinde erfolgt von der nicht dargestellten Kurbelwelle,
einer für den Betrieb des Fahrzeuges vorgesehenen Brennkraftmaschine aus über eine
in den F! g. 1 und 2 mit unterbrochenen Linien angedeutete Gliederkette
13 und ein auf der rechten Schneckeawelle 7 b gemäß F i
g. 2 drehbar gelagertes Kettenrad 14, das in F i g' 1 ebenfalls mit
unterbrochenen Linien dargestellt ist. Mit dem Kettenrad 14 ist in der aus den F
i g. 4 und 5 näher ersichtlichen Weise über eine dort angedeutete,
Überlastsicherung das Zahnrad 6 b verbunden, welches das Antriebsdrehmoment
vom Kettenrad 14 über das Stirnrad 5 der Vorgelegewelle 4 auf das mit dem
Zahnrad 5 kämmende Zahnrad 6 a der linken Schneckenwelle, 7a überträgt,
die im Gegensatz zu der in F i g. 2 wiedergegebenen rechten Schneckenwelle
7
b kein Antriebskettenrad 14 trägt, im übrigen jedoch hinsichtlich ihrer Ausbildung
und der mit ihr verbundenen, nachstehend näher beschriebenen Bauteile der Schneckenwelle
7 b entspricht.
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Unmittelbar hinter dem Zahnrad 6 b sitzt eine elektromagnetische
Kupplung 15, deren ständig umlaufender Teil mit einem bei 16 angedeuteten
Keil auf der Schneckeawelle, 7 b befestigt ist. Zu dieser Kupplung gehört
eine Stromzuführungsbürste, 17, die gegen eine Strenischiene 18 anliegt
und die über eine zu einem mehradrigen Kabel gehörende Leitung 19
an einen
Druckknopf 20 angeschlossen ist. Der Druckknopf 20 gehört zu einem in F i
g. 3 dargestellten Steuergerät 21, das einen Handgriff 22 aufweist, an welchem
es von dem die Seilwinde bedienenden Arbeiter bequem getragen und an den ihm am
günstigsten erscheinenden Standort mitgenommen werden kann. Im Steuergerät 21 sind
drei weitere Druckknöpfe 23, 24 und 25 vorgesehen, von denen der bei
23 angedeutete, zum Absenken der Last dienende Druckknopf zusammen mit dem
die Bezeichnung »Auf« tragenden Druckknopf 20 der rechten Seitentrommel
1.b zugeordnet ist, während die beiden anderen Druckknöpfe zur linken Trommel
1 a gehören.
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Auf dem anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 7 b
ist mit einem Keil 29 der feste, nicht näher bezeichnete Kupplungsteil einer
zweiten, zum Ab-
senken der Last vorgesehenen Kupplung 30 befestigt,
die über eine Stromzuführungsbürste31 Strom erhält, wenn und solange der Druckknopf
23 in seiner Schließstellung gehalten wird. In diesem Fall stellt die Kupplung
30 die drehfeste Verbindung zu einem drehbar auf der Schneckenwelle
7 b gelagerten Kettenrad 32 her, das über eine in dem Getriebeplan
nach F i g. 6 mit 33 bezeichnete Kette mit einem Kettenrad 34 verbunden
ist, das auf der gemeinsamen Vorgelegewelle 4 sitzt. Infolge der Kettenverbindung
läuft das Kettenrad 32 in entgegengesetzter Drehrichtung zu dem Antriebskettenrad
14 um, weil das Zahnrad 6 b über das Zahnrad 5 die Vorgelegewelle
4 entgegengesezt zur Drehrichtung des in gleichbleibender Laufrichtung umlaufenden
Antriebszahnrades 14 bewegt.
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Um eine möglichst hohe Laufgeschwindigkeit des nicht dargestellten,
bei gedrücktem Schalter 20 auf die Trommel 1 b auflaufenden Seiles zu erzielen,
ist die Schnecke 8 b mit einem verhältnismäßig steilen Gewinde versehen.
Dies hat zur Folge, daß bei abgeschaltetem Antrieb die Selbsthemmung zwischen dem
Schneckenrad 9b und der Schnecke 8b unter bestimmten Voraussetzungen
nicht ausreichen kann, die im Seil hängende Last festzuhalten. Aus diesem Grunde
ist auf dem die Kupplung 30 tragenden Endabschnitt der Schneckenwelle
7 b ein Rücklaufsperrkranz 35 bekannter Bauart vorgesehen, der mit
einer Bremsscheibe, stillsteht, solange die Schneckenwelle 7b in der Hubrichtung
gedreht wird. Wenn sich je-
doch unter dem Einfluß der im Seil hängenden Last
bei gelöster Kupplung15 die Schneckenwelle7b in entgegengesetzter Richtung zu drehen
versucht, stellt die Rücklaufsperre35 eine unverdrehbare Verbindung zur Bremsscheibe
36 her und nimmt diese mit. Am Umfang der Bremsseheibe 36 sind jedoch
- zwei jeweils eine konische Bohrung aufweisende Bremsringe37a und
37b vorgesehen, die gegenüber dem Windengehäuse3 durch mehrere Bolzen38 unverdrehbar
festgehalten werden und unter dem einstellbaren Druck mehrerer Tellerfedern39 stehen,
die sie gegen die beiden jeweils schräg gegen die Stirnflächen der Bremsscheibe
36 hin kegelig sich verjüngenden Mantelflächen der Bremsscheiben anlegen
und diese festhalten, Das durch die Tellerfedern und die Bremsringe 37 a
und 37 b ausgeübte Bremsmoment reicht aus, um das von der zulässigen Höchstlast
ausgeübte Rückdrehmoment mit Sicherheit aufzunehmen. Dieses Bremsmoment ist jedoch
nur so hoch eingestellt, daß es vom Antriebsmotor überwunden werden kann, wenn der
zum Absenken der Last dienende Druckknopfschalter 23 eingedrückt und dabei
die elektromagnetische Kupplung 30 eingeschaltet wird. Sobald der Druckknopf
23 losgelassen wird entkuppelt die, elektromagnetische X upplung
30 die Schneckenwelle7b von der Vorgelegewelle und stellt dabei sicher, daß
die Bremse ein weiteres Absacken der Last verhindern kann.
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In ähnlicher Weise wie die oben beschriebene rechte Seilwindenhälfte
mit der rechtea Trommel 1 b ist die linke Seilwindenhälfte und insbesondere
die linke Schneckenwelle 7a ausgerüstet, Der Getriebeschaltplan nach F i
g. 6 läßt erkennen, daß auf der mit dem Zahnrad 5 der Vorgelegewelle
4 über ihr Zahnrad 6 a gekuppelten linken Vorgelegewelle
7 a
ebenfalls eine Schnecke 8a sitzt, in welche das Schneckenrad
9 a (F i g. 1) eingreift. Zur wahlweisen, durch Eindrücken
des Druckknopfes 24 am Steuergerät 21 erzielbaren Hubbewegung der Seiltrommel la
ist zwischen deren Schneckenwelle 7 a und ihrem Zahnrad 6a eine elektromagnetische
Kupplung 40 vorgesehen. Die zum Absenken der Last erforderliche, Gegendrehbewegung
wird der Schneckenwelle 7 a über ein Kettenrad 41 (F i g, 6) erteilt,
das in der gleichen Drehrichtung wie das Kettenrad 32 der rechten Schneckenwelle
7 b über die Kette 33 angetrieben wird, jedoch im umgekehrten Drelisinn
zum Stirnrad 6 a bzw. 6 b umläuft. Zwischen dem Kettenrad 41
und der Schnecke 8 a ist eine weitere elektromagnetische Kupplung 42 vorgesehen,
die, mit Hilfe des Druckknopfes 25 wahlweise eingerückt werden kann und dann
die Antriebskraft entgegen der von der Scheibe 43 und den Bremsringen 44 a und 44
b
ausgeübten- Bremskraft auf die Schnecke 8 a überträgt.
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Da bei einer überlastung das rechte Seil reißen kann und dadurch sehr
gefährliche Unfälle verursacht werden können, ist bei der beschriebenen Seilwinde
eine überlastsicherung der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Art
vorgesehen. Das Antriebskettenrad 14 ist mit dem Zahnrad 6 b durch Schrauben
fest verbunden, jedoch gegenüber der Schneckenwelle 7 b und einem in das
Zahnrad 6 b eingreifenden Innenring 45 um einen gewissen Drehwinkel verdrehbar
angeordnet. Der Innenring 45 ist mit dem losen Kupplungsteil der elektromagnetischen,
zum Heben der Last über die Seiltrommel lb dienenden Kupplung 15 verschraubt.
Zwischen dem Innenring 45 und dem Zahnrad 6 b befindet sich die mit Kurzschlußkontakten
46 und 47 ausgerüstete Überlastsicheruna. Der Kontakt 46 ist federnd in einer sich
gegen das Zahnrad 6 b abstützenden Schale 48 untergebracht und steht seinem
Gegenkontakt 47 mit Ab-
stand gegenüber, der so lange aufrechterhalten wird,
bis die Spannkraft der bei 49 angedeuteten paketförmig übereinandergeschichteten
Tellerfedern von der an der Seiltrommel angreifenden Kraft überwunder)
wird.
Wenn die zulässige Zugspannung des Seiles Überschritten wird, drückt eine zweite,
den Gegenkontakt47 isoliert aufnehmende Schale50, die sich gegen den Innenring 45
abstützt, den Kontakt 47, an den die nicht dargestellte Zuleitung für die Wicklung
der Kupplung 15 angeschlossen ist, gegen den mit Masse verbundenen Kontakt
46 und schließt dabei die elektromagnetische Wicklung der Kupplung 15
kurz.
Diese kann dann kein Drehmoment vom Innenring 45 auf die Schneckenwelle
7 b übertragen und bleibt so lange ausgeschaltet, wie das Widerstandsmoment
an der Seiltrommel 1 b größer als die zulässige Zugspannunor des dazugehörigen
Drahtseiles ist. Diese überlastsicherung ist in dem Getriebeplan nach F i
g. 6 durch ein Rechteck 52 zwischen dem Zahnrad 6 b und der
elektromagnetischen Kupplung 15 angedeutet. IngleicherWeiseistauchfürdielinke
Seiltrommella eine mit Kurzschlußkontakten ausgerüstete überlastsicherung53 vorgesehen,
die zwischen dem mit dem Vorgelegerad 5 im Eingriff stehenden Zahnrad
6 a und der elektromagnetischen, zum Heben dienenden Kupplung 40 der Schneckenwelle
7 a angeordnet ist.
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Von dem gleichen Gedanken der Erfindung kann natürlich auch in der
Weise Gebrauch gemacht werden, daß eine mit elektrischen Kontakten ausgerüstete,
auf die Stromkreise der Kupplungen 15
und 40 gemeinsam einwirkende Überlastsicherung
55
vorgesehen wird, die in F i g. 6 mit unterbrochenen Linien angedeutet
ist und zwischen dem Antriebskettenrad 14 und dem Zahnrad 6 b liegt.
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Der besondere Vorteil der beschriebenen Seilwinde besteht darin, daß
sie eine in sich voll, betriebsfähige Einheit darstellt und eine hohe Betriebssicherheit
gewährleistet. Darüber hinaus wird sie infolge ihrer beiden unabhängig voneinander
einschaltbaren Seil-trommeln allen vorkommenden Arbeitsbedürfnissen gerecht
und erfordert wenig Herstellungskosten, da sie infolge ihres symmetrischen Aufbaus
eine erhebliche Reduzierung der notwendigen Bauteile ergibt.