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Umsteuerbare Winde Die Erfindung betrifft eine umsteuerbare Winde
mt einem zwischen dem Antriebsmotor und der Seilt#ömmel vorgesehenen Umlaufräder-Untersetzungsgetrebe,
dessen Steg die Seiltrommel treibt und das eine Kupplung zur Verbindung seines Sonnenrades
mit seinem Kronrad sowie eine Bremseinrichtung fÜT .das Kronrad aufweist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innsteuerbare Winde
zu schaffen, die bei gleicher Drehzahl des Antriebsmotors in der einen Drehrichtung
mit einer bestimmten Drehzahl und in der anderen Drehrichtung mit einer anderen
bestimmten Drehz"M. angetrieben werden kann. Die Drehzahlumschaltung,, der Winde
soll dabei ohne Verstellung ihres Getriebes durch die Bedienungsperson automatisch
in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Förder-'ommel erfolgen. Dabei soll der
Antrieb der Winde so ausgelegt sein, daß diese beim Aufwickeln mit geringerer Drehzahl
angetrieben wird als beim Ab-
wickeln.
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Es ist bereits ein Windenantrieb bekannt, der zwei Lntereinandergeschaltete
Umlaufrädergetriebe von .ungleicher Zähnezahl aufweist (vgl. österreichische Patentschrift
78 967). Bei diesen Umlaufrädergetrieben: können die Kronräder zur Erzielung unterschiedlicher
Untersetzungsverhältnisse abwechselnd ge-Pxemst werden. Hierzu ist jedoch das Eingreifen
einer Bedienungsperson erforderlich.
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Bei einem anderen bekannten Windenantrieb (vgl. deutsche Patentschrift
696 076), der ebenfalls mit einem Umlaufrädergetriebe ausgerüstet ist, ist das Umlaufrädergetriebe
mit einer das erste und dritte Glied, d. h. das Sonnen- und Kronrad, verbindenden
Kupplung versehen, die wahlweise von der Bedienungsperson in Eingriff gebracht werden
kann. Dieser Windenantrieb weist außerdem eine Bremseinrichtung für das Kronrad
auf.
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Die bei dem bekannten Windenantrieb vorgesehene Kupplung des Sonnenrades
mit dem Kronrad bewirkt, daß das Kronrad und damit auch der Steg des Umlaufrädergetriebes
mit der gleichen Drehzahl angetrieben wird wie das Sonnenrad. Sobald die Kupplung
aufgehoben ist, wird der Steg dagegen entsprechend der dem Getriebe eigenen Untersetzung
angetrieben. Da der Antriebsmotor gerade beim Aufwickeln besonders stark belastet
ist, besteht jedoch immer die Gefahr, daß er überlastet wird, wenn die Untersetzung
unrichtig gewählt ist.
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Als spezielle Ausführungsform sieht der bekannte Windenantrieb daher
eine automatische Umschaltung vor, welche dann erfolgt, wenn die Last die Kraft
des Antriebsmotors übersteigt. In diesem Fall wirkt ein von einem Lastregler gesteuerter
Unterbrecherkontakt auf eine elektromagnetische Einrichtung zum Bewegen der Kupplung.
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Bei dem bekannten Windenantrieb ist die Wahl des Untersetzungsverhältnisses
ganz der Bedienungsperson überlassen. Es liegt auf der Hand, daß diese angesichts
der allgemein üblichen Leistungslöhne immer versuchen wird, Lasten im Schnellgang
zu heben. Im Hinblick darauf ist die erwähnte Überlastsicherung vorgesehen. Diese
Lösung ist jedoch recht umständlich sowie aufwendig und darüber hinaus insbesondere
bei rauhem Betrieb auch noch recht störungsanfällig.
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Ferner ist es bekannt, zum Antrieb einer Riemenscheibe in einer einzigen
Drehrichtung, jedoch mit zwei unterschiedlichen Drehzahlen ein Umlaufrädergetriebe
zu verwenden, dessen Planetenräder mittels Freilaufkupplungen mit dem sie tragenden
Steg verbunden sind (vgl. USA: Patentschrift 2 467 627). Der Steg dieses Getriebes
ist seinerseits über eine weitere Freilaufkupplung, nämlich eine Schraubenfeder,
mit dem Motorengehäuse- so verbunden, daß er in der einen Drehrichtung umlaufen
kann und in der anderen Drehrichtung gesperrt wird. Je nach der Drehrichtung des
Sonnenrades, welche durch eine Umsteuerung des Antriebsmotors geändert werden kann,
ergeben sich dann an der Riemenscheibe zwei gleichgerichtete, jedoch unterschiedliche
Drehzahlen: Alle bekannten Antriebe erfüllen jedoch nicht die eingangs angegebene
Aufgabe.
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Für die eingangs genannte umsteuerbare Winde ist die erfindungsgemäße
Ausbildung nun darin zu sehen, daß die zwischen dem Sonnenrad und dem Kronrad angeordneten
Planetenräder in an sich bekannter Weise von einer fest mit dem Steg verbundenen
Achse,
einem lose darauf angeordneten Laufring und einer zwischen dem Laufring und der
Achse befindlichen Freilaufkupplung gebildet werden, daß die Freilaufkupplung je
nach der Antriebsrichtung der Seiltrommel und damit des Steges des Umlaufrädergetriebes
in oder außer Eingriff ist und daß das Kronrad mit einer Bremse zusammenwirkt, die
abhängig von der Drehrichtung des umschaltbaren, vorzugsweise stufenlos veränderbaren
Antriebsmotors und von dem Ansprechen der Freilaufkupplung das Kronrad selbsttätig
abbremst bzw. freigibt.
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Je nach der Drehrichtung des Antriebsmotors erhält man bei der neuen
Winde zwei unterschiedliche Maximaldrehzahlen mit entgegengesetztem Richtungssinn.
Wird bei ihr ein stufenlos verstellbarer Antriebmotor, z. B. ein Flüssigkeitsmotor,
verwendet, so ergibt sich für ihren Antrieb ein sehr weiter Drehzahlbereich innerhalb
der Untersetzungsverhältnisse durch das besonders gestaltete, nämlich mit Freilaufkupplungen
an den Planetenrädern versehene, Umlaufrädergetriebe gegeben sind, und zwar in jeder
Drehrichtung von Null bis zu den Maxima.
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Die Freilaufkupplungen der Planetenräder sprechen selbsttätig auf
Änderungen der Drehrichtung des Antriebsmotors an. Sie erfordern nur einen geringen
Platzbedarf und sind außerordentlich zuverlässig. und widerstandsfähig. Außerdem
können sie gegen Staub und Schmutz abgekapselt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Freilaufkuppiung dann im Eingriff ist, wenn die Seiltrommel und damit der
Steg des Umlaufrädergetriebes in Abwickelrichtung umlaufen. Diese Ausführungsform
der Winde sieht weiterhin vor, daß die Bremse mit dein Kronrad dann im Eingriff
ist, wenn die Seiltrommel in Aufwickelrichtung angetrieben wird. Dabei, kann die
Bremse in an sich bekannter Weise als Mehrscheibenbremse ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Winde ist
vorgesehen, daß es sich bei dem Antriebsmotor um einen umschaltbaren hydraulischen
Motor handelt.
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Schließlich wird nach der Erfindung noch vorgesehen, daß die Bremse
unter der Einwirkung einer Ringmembran steht, deren Außenkante eingespannt ist und
deren Innenkante sich zwischen einer Feder und einem Flansch eines Steuerkolbens
befindet, der abhängig von der Drehrichtung des Motors von dem den Motor antreibenden
Medium beaufschlagt und somit bewegt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ümsteüerbaren- Winde
gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die Winde, teils in Draufsicht
und teils im Längsschnitt, F i g. 2 die Winde im Querschnitt nach der Linie
A -B der F i g. 1 und F i g. 3 Teile der Winde in vergrößerter Schnittansicht.
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Die umsteuerbare Winde weist eine Seiltrommel 10 auf; die mit
Stirnflansche 11 versehen und mit nicht dargestellten Mitteln ausgerüstet
ist, um das Ende eines Drahtseiles an ihr zu befestigen. Die Trommel 10 hat
eine durchgehende axiale Bohrung 13, die an beiden Enden von einer Nabe umgeben
wird.; Zwecks Vereinfachung der Beschreibung werden die beiden Enden der Trommel
10 als vorderes und hinteres Ende bezeichnet. Die vordere; in F i g. 1 rechte Nabe
ist an ihrer Außenfläche mit einem Sitz 14 für den inneren Laufring eines Kugellagers
15 versehen. Die hintere, in F i g. 1 linke Nabe weist einen Sitz 16 für den inneren
Laufring eines Kugellagers 17 sowie einen mit äußeren Keilzähnen versehenen Fortsatz
18 auf. Die Lager 15, 17 stützen sich gegen vordere und hintere Getriebegehäuse
20 und 21 ab.
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Die Getriebegehäuse 20, 21 sind nach außen etwa glockenförmig gestaltet
und mit je einem aufgeschraubten Deckel 22 und 23 -versehen. Der vordere Deckel
bildet außerdem mit inneren und äußeren Kopfstücken 24 und 25 einen Zylinder für
einen umsteuerbaren, umlaufenden Flüssigkeitsmotor 57 und ist mit getrennten Bohrungen
26 und 27verse'heri,-d'i6 zum Zylinder dieses Motors 57 führen und über Druckschläuche
30 und 31 mit einem nicht dargestellten Zweiwegeventil verbunden sind.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße
Winde an der Rückseite eines nicht dargestellten Raupenschleppers angebracht sein,
der z. B. zum Holzfällen dient. .Hierzu ist gemäß F i g. 1 ein U-Träger
40 am Hinterende. des Schleppers befestigt und ein Schwenkrahmen 42 mit Schwenkzapfen
39 zwischen den Armen des U-Trägers 40 schwenkbar angebracht. Der Schwenkrahmen
42 weist Seitenteile 43 und 44 auf, an denen mit Schrauben 45 Ansätze 46 befestigt
sind, die von den Getriebegehäusen 20 und 21 vorspringen. Die Vorderkanten der Seitenteile
43 und 44. haben Ausnehmungen, die dem Umriß der- Getriebegehäuse 20 und
21
entsprechen. _ ' In den beiden Getriebegehäusen 20 .und 21 befindet sich
jeweils ein Steg 55 bzw. 56. Jeder Steg ist um die Längsachse der Seiltrommel
10 drehbar gelagert, wobei diese Achse mit dem Zentrum zusammenfällt, um
das sich der Rotor des Flüssigkeitsmotors 57 dreht. Eine: *mit dem .Rotor des Motors
57 in Keilverbindung stehende Antriehswelle-60 erstreckt sich von diesem nach hinten
in den Bereich des Stegs 55 und besitzt auf ihrem rückwärtigen Ende ein Sonnenrad
61. Der Steg 55 trägt drehfeste Achsen 62 für einen Satz von Planetenrädern. Die
Planetenräder enthalten Freilaufkupplungen 63 zwischen ihrer Achse 62 und ihrem
äußeren Laufring 64. Die Laufringe 64 besitzen eine Außenverzahnung, die mit den
Zähnen des Sonnenrades 61 im Eingriff steht. -Die Laufringe 64 der Planetenräder
greifen weiterhin in ein äußeres Kronrad 65 ein. Das äußere Kronrad 65 kann durch
eine Mehrscheibenbremse B abgebremst werden. Die Reibungsscheiben der Bremse B sind
mit dem Kronrad 65 keilverzahnt, während die Druckplatten derselben mit der umgebenden
Wand des Getriebegehäuses 20 verzahnt sind. Eine Membran 66, die an ihrer Außenkante
eingespannt ist, drückt auf die Vorderseite der Mehrscheibenbremse B. Die Innenkante
der Membran 66 wird zwischen einem Federring 70 und einem nach außen gebogenen,
rückwärtigen Umfangsflansch eines als Ringkolben ausgebildeten Steuerkolbens 68
festgehalten. Der,Federring 70 weist nach vorn und wird durch Federn 71 nach hinten
gedrückt.
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Der Steuerkolben 68 hat an seinem Vorderende weiterhin einen nach
innen weisenden Umfangsflansch, der auf der Außenseite eines zylindrischen Fortsatzes
72 des äußeren Kopfstückes 24 mit Gleit-, lagert. Der Fortsatz 72 endet in einem
nach außen weisenden Umfäxigsffansch, der-von. dem nach inne. weisenden Flansch
des Steuerkolbens 68-so weit ent=
fernt ist, daß sich zwischen diesen
eine zylindrische Ringkammer befindet. Zwischen den Innen- und Außenwänden dieser
Kammer sind zwei mäßig zusämmengedrückte O-Ringe 73 und 74 aus Kunststoff vorgesehen,
die gegen die beiden Stirnwände der tammer drücken. In dem Deckel 22 und dem Kopfstück
24 befindliche Kanäle 75 führen von der Einlaßbohrung 26 zu dem Raum zwischen
den O-Ringen.
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i'Wenn nun Drucköl durch., die Einlaßbohrung 26 6m, Flüssigkeitsmotor
57 zugeführt wird, so daß dieser . in einer bestimmten' Richtung gedreht wird, gelangt
das Drucköl gleichzeitig auch durch die kariäle 75 in die Kammer zwischen dem Steuerkolben
6g und dem Fortsatz 72 und drückt den Steuerkolben 6$ nach vorn gegen die Federn
71, d. h. von der Bremse weg; wodurch die Membran 66 entsprechend zurückgezogen
wird. Infolgedessen wird dann das Ironrad 65 freigegeben. Wird dagegen Drucköl durch
die andere Einlaßbohrung 27 eingelassen, so fällt der . Druck in dem Kanal 26 ab,
was zur Folge hat, daß die Bremse B von den Federn 71 wieder angezogen und das Kronrad
65 gegen Drehung gesperrt wird.
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Mit dem Steg 55 ist fest ein Achsstummel 76 verbunden. Dieser erstreckt
sich von dem Steg 55 nach hinten in den Hohlraum 13 der Seiltrommel 10, wo er mittels
einer Kupplungsmuffe 77 mit einer koaxialen Welle 78 verbunden ist. Das hintere
Ende dieser Welle 78 erstreckt sich nach hinten über den mit Keilzähnen versehenen
Fortsatz 18 der Seiltrommel 10 in das hintere Getriebegehäuse 21. Auf der Welle
78 befindet sich ein Sonnenrad 80, das mit einem Satz von Planetenrädern 81 kämmt,
die von dem Steg 56 über Achsen 79 getragen werden. Andererseits kämmen die Planetenräder
mit einem Kronrad 82, das am Getriebegehäuse 21 befestigt ist. Der Steg 56 ist auf
den Fortsatz 18 der Seiltrommel 10 aufgekeilt.
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Der Flüssigkeitsmotor 57 ist so ausgebildet, daß er bei einer Druckölzufuhr
durch die Einlaßbohrung 27 - bei Betrachtung der Winde von deren hinterem Ende -
im Uhrzeigersinn umläuft. Ferner sind die Freilaufkupplungen 63 der Planetenräder
62, 64 so ausgeführt, daß sie freilaufen, wenn die Planetenräder - bei entsprechender
Betrachtung - entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden.
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Läuft der Flüssigkeitsmotor 57 im Uhrzeigersinn um, so wird von diesem
das Sonnenrad 61 ebenfalls im Uhrzeigersinn gedreht. Die Laufringe 64 der Planetenräder
drehen sich dann frei um ihre Achsen 62 in entgegengesetzter Richtung und laufen
auf dem festgehaltenen Kronrad 65 ab, wodurch der Steg 55 auch eine Drehung im Uhrzeigersinn
erfährt. Das Drehzahlverhältnis zwischen dem Motor 57 und dem Steg 55 beträgt dabei
z. B. 5: 1. Von dem Steg 55 wird über den Achsstummel 76 und die Welle
78 das Kronrad 80 des hinteren Getriebes angetrieben und erteilt dem Steg
56 über die Planetenräder 81 ebenfalls eine Umlaufbewegung im Uhrzeigersinn.
Das Drehzahlverhältnis zwischen dem Sonnenrad 80 und dem Steg 56 beträgt dabei z.
B. 8,25: 1. Die Seiltrommel 10 wird über den Steg 56 auch im Uhrzeigersinn
angetrieben, wobei es sich um ihre Aufwickelrichtung handelt. Das Untersetzungsverhältnis
des Antriebes der Seiltrommel 10 ergibt sich bei dieser Antriebsart aus dem
Produkt der Untersetzungsverhältnisse des vorderen und hinteren Getriebes und beträgt
bei den für diese angenommenen Werten 41,25:1. Wird in die Einlaßbohrung 26 Drucköl
eingeführt, so dreht sich der Flüssigkeitsmotor 57 entgegen dem Uhrzeigersinn. In
diesem Fall wirkt der Öldruck auch in der Ringkammer zwischen dem Steuerkolben
68 sowie dem Fortsatz 72, wodurch der Steuerkolben 68 nach vorn gedrückt
wird und die Bremse B lüftet, so daß das Kronrad 65 freiläuft. Die von dem Sonnenrad
61 den Laufringen 64 der Freilaufkupplungen 63 erteilte Drehbewegung bewirkt, daß
die Freilaufkupplungen zu greifen beginnen und die Umlaufradwirkung stillsetzen.
Infolgedessen drehen sich dann die Planetenräder in gleicher Weise wie das Sonnenrad
61, und zwar entgegen dem Uhrzeigersinn: Dem Sonnentad 80 des hinteren Getriebes
wird eine entsprechende Drehung erteilt. über die Planetenräder 81 und den
Steg 56 des hinteren Getriebes erfolgt dann der `Antrieb der Seiltrommel 10 in der
dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung, wobei es sich beim Drahtseil um seine
Abwickelrichtung handelt. Da sich bei dieser Antriebsart die Zahnräder des vorderen
Getriebes gemeinsam drehen, ist ihr Drehzahlverhältnis 1:1. Das Gesamtuntersetzungsverhältnis
zwischen dem Antriebsmotor 57 und der Seiltrommel 10 beträgt dann bei den
angenommenen Werten nur noch 8,25: 1.
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Die erfindungsgemäße Winde eignet sich besonders zum Heranziehen und
Heben von Lasten. Dabei bietet sie die Möglichkeit, das Windenseil ohne eine Verstellung
der Getriebe verhältnismäßig langsam auf der Fördertrommel aufzuwickeln und verhältnismäßig
schnell von diesex abzuwickeln. Auch kann bei ihr der Antrieb der Fördertrommel
durch entsprechende Beaufschlagung des Druckölmotors stufenlos zwischen Null und
einem Maximalwert geregelt werden. Die Winde weist weiterhin eine positive Bremswirkung
auf, die von der im allgemeinen bei Winden-und Aufzugsbremsen vorhandenen Abnutzung
vollständig frei ist. Durch Verwendung bekannter Sicherheitsventile ist es schließlich
unmöglich, die Winde zu überlasten.