DE1936097A1 - Seilwinde - Google Patents

Description

• S e i l w i n d e Die Erfindung betrifft eine Seilwinde mit einer Seiltronmel und einem stouerbaren Trommelantrieb für das Auf- und Abwinden des Seils. Rei derartigen Winden, die zum Heben oder sonstigen Bewegen bzw. Abstützen besonders von Schwerlasten bei Montagearbeiten und dergl. ein weites Anwendungsgebiet finden, liegt das Seil in aufgewickeltem Zustand meist in rnehreren lagen wendelförmig auf der Seiltrommel, wobei sich die äußeren Lagen unmittelbar auf den inneren Lagen radial abstützen.
• Insbesondere bei schweren Winden mit starken und entsprechend biegesteifen Seilen - praktisch ausschließlich Drahtseilen besteht das Problem, bei lastfreiem oder schwach belastetem Seil ein einwandfreies Aufwinden auf die Seiltrommel, d.h.
• eine einwandfreie Lagenbildung mit axial spielfrei Oder doch spielarm nebeneinanderliegenden Seliwindungen zu erreichen.
• Anderenfalls würden sich Windungen - vor allem die Jeweils letzte Windung - beim anschließenden Ab- und Aufwinden unter Last zwischen die Windungen der nächstinneren lage oder sogar noch weiter innen liegender Lagen elndrUcken, was zu starker gegenseitiger Reibung und Verrormung der Seilwindungen, insbesondere auch zu starker örtlicher Krümmung des Sells an den Kreuzungsstellen der Ubereinanderliegenden Windungen, insgesamt also zu raschem Verschleiß und sogar zur Zerstdrung des Seils führt.
• Störungen hinsichtlich der einwandfreien Lagerung des Seils auf der Trommel können im übrigen auch beim lastfreien Abwinden bzw. Ausziehen des Seils durch Lockerung und entsprechende axiale sowie radiale Spielbildung zwischen den Windungen der äußersten lage auftreten.
• Die erwShnten Störungen beim lastfreien Auf- und Abwinden lassen sich zwar mit Hilfe von Zwangsspulvorrichtungen .rmeiden, bei denen das auflaufende bzw. ablaufende Seil entsprechend der Seilstärke bzw. Wendelsteigung auf der Trommel in Axialrichtung der letzteren hin- und hergefUhrt wird.
• Derartige Vorrichtungen sind Jedoch aufwendig sowie ver-Bahlelß- und störanfällig, vor allem bei schweren Winden mit starken, biegesteifen Seilen.
• Aufgabe der Erfindung ist in diese Zusammenhang die Schaffung einer Seilwinde, die ohne Verwendung einer Zwangsspulvorrichtung eine einwandfreie Windungs- und lagenbildung auch beim lastfreien bzw. lastarmen Aufwinden, Sicherheit gegen Lockern der Seilwindungen auf der Trommel beim lastfreien oder laxtarmen Abwinden und damit einen störungsfreien Betrieb bei vergleichsweise geringem Bauaufwand gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Seilwinde der eingangs genannten Art eine die Seilspannung beim lastfreien @Auf- und Abwinden aufrechterhaltende Abzugsvorrichtung vor, wobei das Seil in seinen Extremlagen an der Seil trommel mit einer Normalebene zur Achse der Seiltrommel einen Winkel von höchstens etwa 30 bildet. Unter Normalebene ist dabei eine Ebene zu verstehen, auf der die Trommelachse senkr@cht steht.
• Das Seilführungsorgan der erfindungsgen1!tß vorgesehenen Abzugsvorrichtung braucht grundsätzlich keine, insbesondere keine axiale Bewegung zur Seiltrommel auszuführen, erfordert also keinen Vorschubantrieb mit verschiebbarer Lagerung und ännlichen aufwendigen Konstruktionselementen und kann außerdem in großem Abstand von der Seiltrommel angebracht werden.
• In der Praxis hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Bemessung bzw. Begrenzung des ßeilwinkels in Verbindung mit der Aufrechterhaltung einer ausreichenden Seilspannung ein gleichmäßiger und spiel freier Aufwickelvorgang erreicht wird, indem das auflaufende Seil einerseits in ständiger Beruhrung mit der letzten, seitlich benachbarten Windung gehalten wird, andererseits aber noch nicht diese Nachbarwindung überlaufen kann. Auch beim Abwinden wird erfindungsgemäß durch die Seilspannung und die Begrenzung des Seilwinkels ein Auflockern der obersten Windungslage und durch die gleichen Einflußgrößen ferner eine seitliche Spielbildung zwischen den Seilvindungen verhindert.
• Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist für die Aufrechterhaltung der Seil spannung wShrend des lastfreien Auf- und Abwindens eine Abzugsvorrichtung mit mindestens einer am Seil angreifenden Mitnehmerrolle vorgesehcn, die einen steuerbaren Antrieb aufweist, während für die Antriebe der Seiltrommel und der Mitnehmerrolle Uber ein gemeinsames Hydrauliksystem entsprechend der vorgesehenen Seil spannung gespeiste Hydraulikmotoren vorgesehen sind.
• Die Mitnehmerrolle wirkt treibend oder bremsend zur das Seil und hält dieses durch Gleichlaufsteuerung über das gemeinsame Speisesystem unter der gewünschten Spannung. Im einzelnen wird hierbei die Einrichtung so ausgebildet, daß der Hydraulikmotor der Abzugsvorrichtung bei gespannt zwischen der Seiltrommel und der, Abzugsvorrichtung auf- oder atlautendem Seil eine geringere Schluckmenge als der Hydraulikmotor der Seiltrommel aufweist, wobei diese Hydraulikmotoren in Hintereinanderschaltung an ein Speisesystem mit umschaltbarer Förderrichtung angeschlossen sind und in der Verbindung zwischen den beiden Hydraulikmotoren eine Ausgleichsvorrichtung mit einem Zuflußorgan für diezusätzliche des Hydraulikmotors der Seiltrommel beil Aufwinden sowie utt einem Abflußorgan für die Abführung der vom Hydraulikmotor der Absugsvorrichtung beim Abwinden nicht aufgenommenen Abflußmenge des Hydraulikmotors der Seiltrommel vorgesehen ist. Durch diese Hintereinanderschaltung der beiden Hydraulikmotoren lEßt sich mit vergleichsweise wenig Aufwand eine selbsttätige Cleichlaufsteuerung der Seiltrommel und der Mitnehmerrolle der Abzugsvorrichtung mit Aufrechterhaltung der gewünschten Seil spannung erreichen, wobei ftlr den Übergang zwischen Auf-und Abwinden außer der Umschaltung der Förderrichtung des Speisesystems keine weiteren Bedienungsmaßnahmen erforderlich sind. Weiterhin bietet der erwähnte Aufbau des Hydrat liksystems den Vorteil, daß die jeweiligen Antriebs- und Bremsmomente der beiden Hydraulikmotoren und damit die Seilspannung mit Hilfe entsprechender Druckregler oder Drossel-bzw. Vorspannventile im Bereich der Verbindung zwischen den Motoren in einfacher Weise geregelt werden können, und zwar auf fllr das Auf- und Abwickeln gesondert einstellbare Spannungssollwerte.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich sus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Hierin zeigt Fig. 1 die Prinzipanordnung einer erfindungsgemäßen Seilwinde mit Seiltrommel, Abzugsvorrichtung und zugehdrigen Antrieben in schematischer Darstellung, Fig. 2 ein Wirkschaltbild des Hydrauliksystems der Seilwinde gemäß Fig. 1 und Fig. 3 den konstruktiven Aufbau der Abzugsvorrichtung der Seilwinde.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt die dargestellte Seilwinde eine Seiltrommel 5 mit hier nur blockförmig angedeutetem Antrieb 2 sowie eine das Seil 10 in noch näher darzustellender Weise unter Spannung haltende Abzugsvorrichtung 15 mit Seilführungsorgan 20 und ebenfalls nur blockartig angedeutetem Antrieb 4. Am lastseitigen Ende des Seils ist eine Ubliche Kupplung 6 oder dergl. zum Anschließen einer Last 7 vorgesehen. Die Antriebe der Seiltrommel und der Abzugsvorrichtung sind an ein gemeinsames hydraulisches Speisesysteu 1 angeschlossen und miteinander durch eine Ausgleichsvorrichtung 3 verbunden. Wesentlich ist ferner die aus Fig. 1 ersichtliche Bemessung und Begrenzung des Winkels a zwischen der Normalebene N zur Achse T der Seiltrommel 5 und den Extremlagen X1 und X2 des Seils 10 sn den Enden der Windunslagen auf der Seiltrommel. Durch Begrenzung dieses Winkels auf einen Wert von höchstens etwa 3° wird bei gespanntem Seil ein einwandfreier, selbsttätiger Wickelvorgang erreicht Das Wirkschaltbild nach Fig. 2 zeigt im einzelnen den Aufbau und die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems. Die den beiden Antrieben 2 und 4 sowie der Ausgleichsvorrichtung 3 entsprechenden Schaltungsteile sind hier strichliert umrandet.
• Der Antrieb 2 der Seiltrommel 5 umfaßt einen Hydraulibsotor 52, der über ein Getriebe 32 mit hohem Untersetzungsverhältnis und eine Schaltkupplung 30 mit Schaltglied 31 die Seiltrommel 5 antreibt oder bremst. Außerdem ist die Seiltrommel mit einer eigenen Bremse 35, z.B. einer Differenzbandbremse, verbunden, die zur Drehzahlbegrenzung der Seiltrommel bei gelöster Kupplung 30 dient und verhindert ein Überschießen infolge der Trommelschwungmasse mit Schleifenbildung des Seils. Bei gelöster Kupplung 30 und demgemäß von ihrem Antrieb getrennter Seil trommel wird die Bremse 35 Uber eine in Fig. 1 durch eine strichlierte Wirkungslinie 33 angedeutete Schlaltverbindung und ein Schaltglied 34 selbsttätig eingeschaltet. Zweck der Abtrennung der Seiltrommel von ihrem Antrieb ist die Möglichkeit des Schnellabwindens, wobei das Seil 10 durch die mit erhöhter Drehzahl laufende Abzugsvorrichtung abgewunden wird.
• Der Antrieb 4 der Abzugsvorrichtung 15 umfaßt ebenfalls einen Hydraulikmotor 59, der über ein Getriebe 36 mit einer Mltnehmerrolle 22 der Abzugsvorrichtung gekuppelt ist. Diese Mitnehmerrolle greift unter der Wirkung von Druckrollen 23 und 24 mit Haftreibung am Seil 10 an und überträgt die für die Seil spannung erforderliche Zugkraft. Das Untersetzungsverhältnis des Getriebes 36 ist beispielsweise wesentlich geringer als dasjenige des Cetriebes 32 des Seiltrommelantriebs, so daß der Hydraulikmotor 53 - abgesehen von entsprechenden Unterschieden in der Bemessung des Arbeitsvolumens - bei gespannt und ohne Schlupf an der Mitnehmerrolle 22 laufendem Seil eine geringere Schluckmenge als der Hydraulikmotor 52 aufweist. Dies ist für die noch zu erläuternde Gleichlaufsteuerung der Motoren von Bedeutung.
• Aufbau und Wir t eise des Speisesystems 1 und der Aus gleichsvorrichtung @ zwischen den Antrieben 2 und 4 ergeben sich aus Fig. 2 wie folgt: Das Speisesystem umfaßt eine Pulpe 51, die Uber eine 5augleitung aus einem Tank 50 ansaugt und ausgangsseitig Uber Leitung 37 mit parallelgeschaltetem Druckkessel 59 sowie über ein Umsteuerventil 55 für den Übergang zwischen Aut- und Abwinden wechselweise auf eine der beiden Anschlußleitungen 37 und 38 zu den Antrieben 2 und 4 sowie zur Ausgleichsvorrichtung 3 fördert. Die andere der Anschlußleitungen )7, 38 übernimmt jeweils den Rücklauf zum Umsteuerventil 55 und Uber Leitung 19 zum Tank 50.
• Zuecks Druckamsfallsicherung ist der Hydraulikmotor 52 mit einer Elektromagnetbremse versehen, deren Anschluß 43 über eine Steuerleitung 42 und einen Druckschalter 41 an eine Strouquelle 40 angeschlossen ist. Auf seiner Druckmittelseite ist dor Druckschalter 41 an die Förderleitung 37 der Pumpe 51 angeschlossen. flei Druckausfall wird die Seiltrommel also selbsttätiG festgeset«te Die Ausgleichsvorrichtung 3 wird zunächst unter Zugrundelegung des Betriebszustandes beim Abwinden boschriebon.
• hierbei wird der Motor 52 über Leitung 37 bei entsprechender Stellung des Umsteuerventils 55 in AbwickelrichtunG gespeist und gibt seine Abflußmenge über eine Einstelldrossel 45 und eine Verzweigung 54 einesteils über ein in Abwindrichtung offenes Rückschlagventil 44 and en Motor 53 und anderenteils über einen als Abflußorgan vorgesehenen Druckregler 48 und eine Sammelleitung 56 zur Leitung 38 und zum Umsteuerventil 55 weiter. Die Leitung 38 ist bei der Abwindstellung des Umsteuerventils 55 mit Leitung 39 zum Tank 50 verbunden.
• @ine Verbindungsleitung 57 zwischen dem tiotor 52 und der Leitung 38 ist boi dieser Durchflußrichtung des liotors 52 durch ein Rückschlagventil 46 gesperrt.
• Der Motor 53 erhält somit beim vorliegenden Arbeitszustand über die Verzweigung 54 einen Speisestrom bzw. einen Differenzspeisedruck entsprechend dem am Druckregler 48 ein-.
• stellten Durchlaßdruck im Paralleizweig zum Rücklauf. Damit kann das Drehmoment des Motors 53 und die auf das Seil übertragene Zugkraft für beliebige Drehzahlen beider Motoren bzw. Seilgeschwindigkeiten auf vorgegebene Werte eingestellt und geregelt werden. Der Durchlaßdruck des Reglers 48 ist hierzu in an sich üblicher Weise einstellbar. Durch die bezüglich der Abflußmenge des Motors 52 geringere Sehluckmenge des Motors 53 ist dabei gewährleistet, daß letzterer immer vorzueilen aucht und somit das Seil gespannt hält.
• Beim umgekehrten Arbeitszustand für das Aufwinden wird der tiotor 53 bei entsprechender Stellung des Umsteuerventils 55 über die Leitungen 38 und 56 gespeist, während der Motor 52 einmal über einen Druckregler 47 und ein nun offenes, die Einstelldrossel 45 überbrückendes Rückschlagventil 49 sowie zum anderen von Leitung 38 Uber das nun offene Ruckschlagventil 46 gespeist wird. Die beiden Motoren sind also in diesem Zustand ebenso wie im umgekehrten Zustand hintereinandergeschaltet, während das vorher gesperrte Rückschlagventil 46 nun als Zuflußorgan wirkt und die zusätzhohe Speisung des Motors 52 entsprechend seiner größeren Schluckmenge übernimmt. Das Rückschlagventil 44 ist nun gesperrt, so daß die UberbrUckung des Druckreglers 47 a!L gehoben ist.
• Infolge der geringeren Schluckmenge des Motors 53 wird dieser im beschriebenen Autwindzustand Uber das Seil und die Seiltrommel vom Motor 52 geschleppt und Ubt dabei ein die Seilspannung ohne Last bestimmendes Bremsmoment aus.
• Die Seilspannung kann daher durch den vom DruCkregler 47 bestimmten Differenzspeisedruck am Motor 53 auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
• Die in Fig. 3 dargestellt Abzugsvorrichtung 15 umfaßt die in einen gestell- oder ortsfest angebrachten Rahmen 16 gelagerte und Uber ihre Welle 17 lit dem Getriebe 36 (siehe Fig. 2) gekuppelte Mitnehmerrolle 22, die zusammen mit den Druckrollen 23 und 24 il Beispielsfall das Seilführungsorgan 20 bildet. Die Druckrollen sind aiit ihren Lagern 18 bzw. 19 in Rahmenschlitzen 25 bzw. 26 quer zum durchlaufenden Seil 10 und in Radialebenen E1 bzw. E2 zur Welle 17 verschiebbar gelagert und werden durch aur Führungsstangen 27 bzw. 28 sitzende Federn 21 bzw. 29 gegen das Seil und gegen die Mitnehmerrolle 22 angepreßt. Wesentlich ist hierbei, daß die Radialebene El, d.h. die Verschieberichtung der Druckrolle 23 senkrecht zum trommelseitigen Seilabschnitt 10a , Die Radialebene E2 dagegen unter einem von 900 verschiedenen Winkel zum lastseitigen Seilabschnitt 10b angeordnet ist.
• Bei lastfreien Auf- und Abwinden, d.h. bei mehr oder weniger spannungslosem lastseitigem Seilabschnitt 10b, nimmt die Druckrolle 24 ebenso wie die Druckrolle 23 unter der Wirkung der Federn 21 bzw. 29 ihre Anpreßstellung bezüglich der Mitnehmerrolle 22 ein, die nun mit entsprechend vergrößertem Umschlingungswinkel am Seil angreift und dieses entsprechend der vorangehend erläuterten Wirkunsweise der gesteuerten Antriebe 2 und 4 unter Spannung hält. Bei belastetem Seil ist dagegen die Spannwirkung der Abzugsvorrichtung nicht erforderlich und die Unilenkung bzw.
• Verbiegung des Seils in der Abzugsvorrichtung unerwünscht.
• Infolge der zum lastseitigen Seilabschnitt lob geneigten Anordnung der Verschieberichtung, d.h. infolge der zur Mitnehmerrolle nicht tangentialen Richtung dieses Seilabschnitts bei in Anpreßstelung befindlicher Druckrolle 24, wird letzterme durch die Zugspannung des Seils von der Mitnehmerrolle abgehoben, so daß sich nun also ein im wesentlichen ge liniger Verlauf des Seils innerhalb der Abzugsvorrichtung ergibt. Die entsprechende Lage des Seilabschnktts 10b und der Druckrolle 24 sind Ing. 3 striehliert angedeutet.

Claims (10)

Ansprllche

1. Seilwinde mit einer Seiltrommel und einem steuerbaren Trommelantrieb für das Auf- und Abwinden des Seils, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Seilspannung beim lastfreien Auf- und Abwinden aufrechterhaltende Abzugsvorrichtung (15) mit einem Seilführungsorgan (20) vorgesehen ist und daß das Seil (iO) in seinen Extremlagen an der Seiltrommel (5) mit einer Normalebene (N) zur Achse (T) der Seiltrommel (5) einen Winkel (a) von höchstens etwa 30 bildet.

2, Seilwinde mit einer Seiltrommel und einem steuerbaren, Trommelantrieb für das Aur- und Abwinden des Seils, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß eine die Seilspannung beim lastfreien Aut- und Abwinden aufrechterhaltende Abzugsvorrichtung (15) mit mindestens einer am Seil (10) angreifenden Mitnehmerrolle (22) vorgesehen ist, die einen steuerbaren Antrieb aufweist, und, daß tur die Antriebe der Seiltrommel (5) und der fitnehmerrollo (22) Ueber ein gemeinsames Hydrauliksystem entsprechend der vorgesehenen Seilspannung gespeiste Hydraulikmotoren (52, 53) vorgesehen sind.

3. Seilwinde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (53) der Abzugsvorrichtung (15) bei gespannt zwischen der Seiltrommel (5) und der Abzugsvorrichtung (15) auf- oder ablaufendem Seil (10) eine geringere Schluckmenge als der Hydraulikmotor (52) der Seiltrommel (5) aufweist, daß diese Hydrauliknotoren in Hintereinanderschaltung an ein Speisesystem mit umsohaltbarer Förderrichtung angeschlossen sind und daß in der Verbindung zwischen den beiden Hydraulikmotoren (52, 53) eine Ausgleichsvorrichtung mit einem Zuflußorgan (46) fUr die zusatzllche Speisung des Hydraulikmotors (52) der Seiltrommel (5) beim Aufwinden und mit einem Abflußorgan (@8) für die Abführung der vom Hydraulilanotor (53) der Abzugsvorrichtung (15) nicht aufgenommenen Abf lußmenge des Hydraulikmotors (52) der Seiltrommel (5) vorgesehen ist.

4, Seilwinde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen den beiden Hydraulikmotoren (52, 53) ein in der Durchflußrichtung beim Aufwinden wirksamer und für die entgegengesetzte Überströmrichtung zwischen den Hydraulikmotoren (52, 53) durch ein RUckschlagventi 1 4) kurzgeschlossener, den Differenzdruck am Hydraulikmotor der Abzugsvorrichtung bestimmender Druckregler (47) angeordnet ist,

5. Seilwinde nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abflußorgan der vom Hydraulikmotor (53) der Abzugsvorrichtung beim Abwinden nicht aufgenommenen Abflußmenge des Hydraulikmotors (52) der Seiltrommel ein ausgangsseitig an eine Rückführleitung des Speisesystems angeschlossener Druckregler (@ 8) vorgesehen ist.

6. Seilwinde nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Seiltrommel (5) und dem zugehörigen Hydraulikmotor (52) eine Schaltkupplung (30) fUr das Abtrennen des Antriebs angeordnet ist.

7, Seilwinde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiltrommel (5) mit einer beim lösen der Kupplung (30) vorzugsweise slbsttätig einschaltbaren Bremse (35) zur Begrenzung der Abwickeldrehzahl und zur Erzeugung eines Sei lspannmomentes beim Abwinden verbunden ist.

8. Seilwinde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsvorrichtung (l5) eine angetriebene bzw. abgebremste Mitnehmerrolle (22) und zwei in Umfangsrichtung der Mitnehmerrolle mit gegenseitigem Abstand angeordnete, quer zum Seil (io) beweglich gelagerte und gegen das Seil federnd angepreßte Druckrollen,(23, 24) aufweist.

9. Seilwinde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aehsen der Mitnehmerrolle (22) und einer ersten, dem trommelseitigen Seilabschnitt (10a) zugeordneten Druckrolle (23) wenigstens annähernd in einer zu diesem Seilabschnitt (10a) senkrechten Ebene (E1) und die Achsen der Mitnehmerrolle (22) und einer zweiten, dem lastseitigen Seilabschnitt (10b) zugeordneten Druckrolle (24) in einer Ebene (E2) liegen, die unter einem von 90° verschiedenen Winkel zu dem lastseitigen Seilabschnitt (10b) angeordnet ist.

10. Seilwinde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungshub und die Federhlirte der Anpressung der lastseitigen Druckrolle (24) derart bemessen sind, daß sich bei unter einer vorgegebenen Lsst stehendem Seil (10) ein wenigstens annähernd geradliniger Verlauf des Seiles innerhalb der Abzugsvorrichtung (15) ergibt,