DE1902488A1

DE1902488A1 - Antriebsvorrichtung fuer die Seiltrommeln von Winden

Info

Publication number: DE1902488A1
Application number: DE19691902488
Authority: DE
Inventors: Sommerville Christison
Original assignee: Gearmatic Co Ltd
Current assignee: Gearmatic Co Ltd
Priority date: 1968-03-25
Filing date: 1969-01-18
Publication date: 1969-11-13
Also published as: FR1600966A; NL6818347A; JPS494897B1; US3519247A; DE1902488C3; DE1902488B2; GB1184870A; SE357719B; ES362994A1

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. HARRY ROEVER _nn«

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17. Januar 1969 R/P

Antriebsvorrichtung für die Seiltrommeln von Winden

Priorität der USA-Patentanmeldung 715 611 vom 25. März 1968.

Die Erfindung betrifft eine mit einem Untersetzungsgetriebe versehene hydraulische Winde, deren Untersetzungsgetriebe zumindest ein Zahnrad umfaßt, das normalerweise gegen Verdrehung festgehalten wird und das durch vollständige oder teilweise Freigabe ein gesteuertes Absenken der von der Winde getragenen Last gestattet. Hauptaufgabe der Erfindung ist es, für die Festhaltung dieses Zahnrads eine Mehrscheiben-Bremse zu schaffen, die federbelastet ist und hydraulisch gelöst werden kann, und für diese Bremse einen hydraulischen Steuerkreis zu schaffen, der es ermöglicht, die Bremse schlagartig zu lösen bei Ausübung eines hohen hydraulischen Druckes bei Auftreten

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eines Notfalles, in dem ein freies Fallen der Last erforderlich ist, während bei Ausübung eines hydraulischen Druckes, der verglichen mit diesem Druck für Notfälle niedrig, ist, die Bremse teilweise frei gibt, um damit das normale, gesteuerte, weiche Absenken der Last zu bewirken. Dabei soll automatisch der das Freigaben der Bremse hervorrufende hydraulische Druck dem Gewicht der jeweiligen Last, die abzusenken ist, und den Veränderungen in den Reibungswerten der Bremse, welche einen statischen oder einen dynamischen Zustand widerspiegeln, angepaßt werden.

Diese und weitere Aufgaben _r Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Patentansprüchen, wobei die Erfindung in der neuartigen Konstruktion und in der Anpassung und Kombination von Teilen _t wie sie nachstehend beschrieben und beansprucht werden, zu sehen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt .

Fig. 1 ist ein vertikaler Teil-Längsschnitt eines End-Untersetzungs· getriebes, das bevorzugte Merkmale der Erfindung aufweist.

Fig. 2 ist ein gegenüber der Darstellung nach Fig. 1 vergrößerter vertikaler Schnitt, der Einzelheiten eines Steuerventils zeigt, welches in einem hydraulischen Steuerkreis für die Mehrscheiben-Bremse vorgesehen ist.

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Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt in etwas kleinerer Darstellung, der ein Rückschlag- oder Sperrventil zeigt, das in dem hydraulischen System vorgesehen ist.

Fig. 4 zeigt schematisch den Hydraulikkreis.

Die Konstruktion nach der Erfindung ist dazu bestimmt, den End-Untersetzungsantrieb in einer hydraulischen Winde zu ersetzen, die der in der USA-Patentschrift 2 959 396 dargestellten und beschriebenen hydraulischen Winde entspricht oder dieser ähnlich ist, nämlich einer Winde, in der die Lager für die beiden Enden der Seiltrommel von einem vorderen und einem hinteren Getriebegehäuse getragen werden. Von dem vorderen Gehäuse wird ein Hydraulikmotor aufgenommen,der als Hauptantriebsmotor für die Winde dient, zusammen mit einem Planetenradsystem, das von diesem Hauptantriebsmotor angetrieben wird und eine Übertragungswelle antreibt, die sich mittig durch die hohle Trommel bis in das hintere Getriebegehäuse erstreckt. Der End-Untersetzungsantrieb wird von dem hinteren Getriebegehäuse aufgenommen und besteht aus einem Planetensystem, dessen Eingangsende von der Übertragungswelle angetrieben wird, während sein Ausgang mit der Seiltrommel in Antriebsverbindung steht.

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In der vorliegenden Zeichnung ist die Übertragungswelle mit Io und die Seiltrommel mit 11 bezeichnet. Auf dem hinteren Ende der Übertragungswelle Io ist ein Sonnenrad 12 für den Planetenradantrieb vorgesehen, und außerdem ist bei 19 auf einer Nabenverlängerung der Seiltrommel ein Träger 13 für die Planetenräder 14 dieses Planetenradgetriebes mittels Sternkeilverzahnung drehfest angebracht. Die Planetenräder sind in Eingriff mit dem Sonnenrad 12 und mit der Innenverzahnung 15 eines Ringzahnrads 16.

Dieses Ringzahnrad 16 ist drehbar gelagert und hat außerdem eine Außenverzahnung 17, die mit einem Antriebsritzel 18 einer Zumej3-purape 2o in Eingriff ist. Die Funktion der Zumeßpumpe 2o wird sich aus der folgenden Beschreibung ergeben? an dieser Stelle genügt es festzustellen, daß diese Zumeßpumpe zum Ausgleich von Veränderungen in den statischen und dynamischen Reibungswerten einer Mehrscheiben-Bremse 21 dient, die ihrerseits eine vollständige oder teilweise Bremsung der Verdrehung des Ringzahnrads 16 oder eine völlige Freigabe desselben bewirkt. Bei völliger Freigabe wird die Seiltrommel von dem Hauptantriebsmotor getrennt und kann sich daher bei Ausübung einer Zugkraft auf das von der Trommel ausgehende Seil frei verdrehen.

Das Gehäuse des Planeten-Endantriebs besteht aus einem vorderen und einem hinteren topfförmigen Teil 22 bzw. 23. Eine ringförmige Druckplatte 24 wird zwischen einer Schulter des vorderen Gehäuseteils 22 und einer Lippe des hinteren Gehäuseteils 23 durch Ver-

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schraubung der beiden Gehäuseteile miteinander festgehalten und bewirkt die Aufnahme der Schubkraft der vorderen Bremsplatte 25 der Bremseinheit. Viertelkreisteile 26, die schwenkbar an einer Schulter 27 des hinteren Gehäuseteils 23 anliegen, werden hebelartig gegen eine hintere Bremsplatte 28 gedrückt, so daß die Bremse normalerweise angezogen ist, und zwar durch die verstärkte Wirkung der Federn 29, deren Kraft über einen Kolben 3o einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit aufgebracht wird. Der Zylinder 31 wird gebildet zwischen abgestuften Teilen eines Halsabschnitts 32, der mittig innerhalb des Getriebegehäuses liegt und mit dem hinteren Teil 23 dieses Gehäuses starr verbunden ist. Eine vordere Verlängerung dieses Halsabschnitts bildet den Lagerzapfen für eine Nabe 33 des Ringzahnrads 16.

Im Gehäuseteil BS 23 und in dem halsförmigen Teil 32 sind Bohrungen vorgesehen, die von einem hinteren Kanal in der Wand zum Zylinder 31 führen. Durch einen Schlauch 34 einem Anschlußnippel 35 für diesen Kanal zugeleitetes Druckmittel wirkt dem Druck der Federn 29 entgegen und entlastet die Bremse.

Der dargestellte Steuerkreis ist für die Anwendung an einem Kran bestimmt und hat einen Fawick-Strömungsteiler 44o (oder einen ähnlichen oder anderen Strömungsteiler^, der den Ausgang einer Pumpe 41 auf das Kran-Schwenkungssteuerventil 42 und eine Sei" tenleitung 43 aufteilt. Nicht mehr als ein kleiner Teil, viel«

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leicht etwa 5,7 Liter/Minute, der gesamten Aus gang smenge der Pumpe brauchen in diese Seitenleitung zu fließen. Ein auf vielleicht 3,87 kg/cm2 eingestelltes Oberdruckventil führt über eine Verbindungsleitung 44 zum Ansaugsumpf der Pumpe.

Mit 45 ist ein Umschaltventil bezeichnet, das einen in Ruhelage unten liegenden, hin- und herbeweglichen Ventilkörper aufweist, der einen einzigen, vorn liegenden Kanal jeweils mit einem von zwei rückseitigen Kanälen 46, 47 verbindet. Der Ventilkörper befindet sich normalerweise in derjenigen Lage, in welcher der Druck dem hintenliegenden Kanal 46 zugeleitet wird. Der andere rückwärtige Kanal 47 dient für Notfälle, und eine Verschiebung des Ventilkörpers derart, daß das Druckmittel diesem Kanal 47 zugeleitet wird, erfolgt durch willkürliche Betätigung eines Pedals 48. Der letztgenannte Kanal 47 ist über eine Leitung 49 mit dem Anschluß 5o eines Sperrventils oder Rückschlagventils 51 verbunden, das weiter unten noch beschrieben wird.

Der Kanal 46 steht über einem Schlauch 52 mit dem Kanal 53 eines Steuerventils 54 für die Bremse 21 in Verbindung. Dieses Steuerventil ist normalerweise geöffnet und von Hand betätigt? es hat ein Ventilelement 56, das durch eine Feder 57 entgegen der Kraft des zugeleiteten Druckmittels in Schließstellung gedrückt wird. Die durch das Ventilelement durchgelassene Flüssigkeit fließt über einen Schlauch 55 zu dem Behälter, aus welchem die Pumpe

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gespeist wird. Der Federdruck wird verstärkt durch gesteuertes Herabdrticken eines Handhebels 60, der über eine Lasche 62 mit einem axial verschiebbaren Zapfen 58 verbunden ist, der das Gegenlager für die Feder 57 bildet. Dieses Steuerventil ist vorzugsweise an einen Steuerhebel 63 für die Geschwindigkeit und Richtung der Winde angeklemmt, so daß der Bedienungsmann mit einer einzigen Hand sowohl 1. die Geschwindigkeit und Richtung als auch 2. die Bremse steuern kann.

In die Leitung 52 ist ein T-Fitting 65 eingeschaltet, das eine Verbindung zu einer Leitung 66 herstellt, die zu der Meßpumpe 2o führt und in die ebenfalls zwei T-Fittings 67 und 68 eingeschaltet sind. Die Seitenleitung des Fittings 67 führt zu einem Manometer 69.

Die Seitenleitung oder Zweigleitung des T-Fittings 68 führt über einen Schlauch 7o zu einem Kanal 71, der in dem Abschlußventil 51 an dessen dem Endkanal 5o gegenüberliegenden Ende vorgesehen ist. Dieses Ventil ist außerdem durch einen Seltenkanal 72 an den Schlauch 34 angeschlossen, der zu dem die Entlastung der Bremse bewirkenden Kanal des Getriebegehäuses führt. Der Kanal 72 steht normalerweise mit dem Kanal 71 in Verbindung und ist von dem Kanal 5o durch einen federbelasteten, hin- und herbeweglichen Ventilkörper 73 getrennt. Durch Herunterdrücken des Pedals 48 des Umsehaltventils 45 im Notfall wird die Feder 74 zu-

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sammengedrückt, und die Kanäle 5o und 72 kommen in Verbindung
miteinander, so daß das Druckmittel sodann zum Kanal 47 fließt, während gleichzeitig der Kanal 46 verschlossen wird. Der volle, eingeregelte Druck der Pumpe 41 (d.h. der durch die Einstellung des Überdruckventils am Strömungsteiler 4o eingestellte Druck von 3,52 bis 3,87 kg/cm2) gelangt nun durch die Verbindungsschläuche 49 und 34 zum Zylinder 31 des Bremsentlastungssystems des Endantriebs. Der dem Zylinder 31 zugeleitete Hochdruck löst die
Bremse 21 augenblicklich entgegen der Wirkung der Bremsfedern, so daß das Ringzahnrad 16 frei umlaufen kann, was die Wirkung hat, daß. eine in diesem Zeitpunkt von dem Windenkabel getragene Last frei zu Boden fallen kann. Bei diesem Notbehelfs-Freifall wird
durch den Ventilkörper 73 des Ventils 51 verhindert, daß die
ölströmung die Meßpumpe 2o erreichen kann. Es ist wichtig, daß
der Ventilkörper des Umschaltventils 45 nicht in seine Normalst el lung zurückgeführt wird, bis die Last den Boden erreicht hat und die Windentrommel zur Ruhe gekommen ist.

Es ist klar, daß der Bremsfreigabedruck geregelt werden muß,
wenn unter Verwendung der Freilaufbremse 21 eine gute Steuerung des Absenkens der Last gewährleistet sein soll. Der am Kolben erforderliche Öldruck ist entsprechend der angehängten Last un-; terschiedlich und ändert sich außerdem proportional dem statischen und dem dynamischen Reibungskoeffizienten der Bremse. Die Meßpumpe 2o steuert diesen Druck automatisch. Sobald die Bremse durch Ausübung einer Druckkraft auf den Steuerventilhebel 6o

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so weit entlastet worden ist, daß das Ringzahnrad 16 sich verdrehen kann, wird die Meßpumpe 2o durch das Antriebsritzel 18 angetrieben und bewirkt ein Herauslassen eines Teils der ölförderung aus der Druckseite des Kreises in eine Leitung 75. Dieser abgemessene Auslaß bewirkt eine Innenschmierung der beiden Getriebegehäuse der Winde, bevor das öl in den Vorratsbehälter für die Pumpe 41 zurückfließt; dies ist jedoch nicht dargestellt.

Die Geschwindigkeit, mit der eine Last abgesenkt wird, ist proportional dem Maß, um das der Bedienungsmann die Kraft der Feder 57 durch Ausübung einer Kraft auf den Steuerhebel 6o verstärkt. Bei Vergrößerung des Federdrucks wird die ölströmung durch das Ventilelement 56 hindurch in stärkerem Maße eingeschränkt. Dadurch wird der auf den Kolben 3o ausgeübte Druck erhöht, das Ringzahnrad 16 kann sich in stärkerem Maße drehen, und es ote-. eine größere ölmenge durch die Meßpumpe. Wenn der Steuerhebel 6o bis zu seiner Endstellung bewegt wird, so muß die gesamte Druckölmenge durch die Meßpumpe fließen. In diesem Zustand wird eine maximale, gleichmäßige Lastabsenkgeschwindigkeit erzielt.

Wenn mit der Freilaufbremse eine Last abgesenkt wird, so ist es wichtig, daß der Steuerhebel 6o graduell bewegt wird. Eine plötzliche Bewegung des Hebels führt zu einem Druckstoß, der zu einem Absenken der Last mit ungleichmäßiger Geschwindigkeit

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führt. Auch die Zurückbewegung des Steuerhebels muß langsam erfolgen, wenn die Last weich zur Ruhe gebracht werden soll.

Aus der vorstehenden, ins einzelne gehenden Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist die Erfindung klar verständlich. Es sind Abwandlungen in den Einzelheiten der Konstruktion möglich, ohne daß dabei der Erfindungsgedanke verlassen wird. Das geschilderte Ausführungsbeipiel soll also nicht beschränkend wirken; die Ansprüche sollen vielmehr den breitest möglichen Schutzumfang haben.

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Claims

Patentansprüche

1. Antriebevorrichtung für die Seiltrommeln von Winden, gekennzeichnet durch ein angetriebenes Antriebsteil (lo), ein PIanetenradsystem mit einem Ringzahnrad (16) zur Untersetzung des Antriebs vom Antriebstell (lo) auf die Trommel (11), eine federbelastete Bremse (21) für das Ringzahnrad (16), die normalerweise eine Verdrehung des Ringzahnrads (16) verhindert, eine durch die Zuleitung von Druckmittel ausdehnbare Einrichtung (3o, 31), die bei ihrer Ausdehnung der Kraft der Bremsfedern (29) unter Freigabe der Bremse und unter Freigabe der Drehung des Ringzahnrads (16) entgegenwirkt, eine Druckmittelpumpe (41), und einen mit willkürlich betätigten Steuerelementen versehenen Druckmittelsteuerkreis, durch den das durch die Pumpe erzeugte Druckmittel der ausdehnbaren Einrichtung (3o, 31) normalerweise derart zugeleitet wird, daß die Drehzahl des Ringzahnrads (16) im Sinne eines graduellen Absenkens der von der Winde getragenen Last genau gesteuert wird, während im Notfall eine augenblickliche, völlige Freigabe der Bremse (21) bewirkt wird, so daß das Ringzahnrad (16) sich frei verdrehen und die von der Winde getragene Last frei fallen kann.

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2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bremsfedern (29) und der Bremse (21) ein die ' Federkraft erhöhender Hebel (26) vorgesehen ist.

3-: Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenradsystein als End-Untersetzungsantrieb in eine auch einen Primär-Untersetzungsantrieb aufweisende, umsteuerbare hydraulische Winde eingebaut ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 3, gekennzeichnet durch eine Meßpumpe (2o), die proportional der Verdrehung des Ringzahnrads (16) angetrieben wird und normalerweise einen der Drehzahl des Ringzahnrads (16) proportionalen Teil der von der Pumpe (41) geförderten und der ausdehnbaren Einrichtung (3o, 31) zugeleiteten Druckmittelmenge herausnimmt

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der im Steuerkreis getrennte Steuerungen für den Normalfall und für den Notfall vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Notfalls-Steuervorrichtung (45) die Meßpumpe (2o) abgetrennt und die volle Druckmittelströmung der ausdehnbaren Einrichtung (3o, 31) zugeleitet wird.

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6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der im Steuerkreis getrennte Steuerungen für den Normalfall und für den Notfall vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Notfalls-Steuereinrichtung (45) zwischen die Druckmittelpumpe (41) und die normale Steuerung (54) eingeschaltet wird und bei Betätigung sowohl die normale Steuerung (54) als auch dieileßpumpe (2o) abschaltet.

7. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Normalsteuerung (54) die Form eines Überdruckventils hat, während die Notfalls-Steuereinrichtung (45) zwischen die Druckmittelpumpe (41) und die Normalsteuerung (54) geschaltet ist und bei ihrer Betätigung die Normalsteuerung (54) abschaltet.

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