DE19502233C2

DE19502233C2 - Manually operated chain hoist

Info

Publication number: DE19502233C2
Application number: DE19502233A
Authority: DE
Inventors: Julian J Raphael
Original assignee: Columbus McKinnon Corp
Current assignee: Columbus McKinnon Corp
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2015-01-26
Also published as: JP2627146B2; CA2140086C; CA2140086A1; JPH08119586A; DE19502233A1; TW331326U; KR960013975A; KR0153102B1

Description

Die Erfindung betrifft einen insbesondere für verhältnismäßig leichte Lasten verwendbaren manuell bedienbaren Kettenzug mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to one which can be used in particular for relatively light loads Manually operated chain hoist with the features according to the preamble of Claim 1.

Handbetätigbare Hebezeuge dieser Art sollen bei möglichst großer Tragkraft möglichst klein und leicht sein. Diese einander widersprechenden Forderungen werden in der Regel dadurch erfüllt, daß das in dem Hebezeug vorgesehene Zahnradgetriebe mit Zahnrädern ausgestattet ist, die in allen Getriebestufen möglichst klein sind, da das Getriebe den Hauptanteil des Platzbedarfes beansprucht und zum Gesamtgewicht beiträgt. Die untere Grenze für die Größe der Zahnräder ist jedoch nicht nur bestimmt durch das unbedingt erforderliche Übersetzungsverhältnis, welches bei gegebener Last die Handkraft definiert. Vielmehr ist die Radgröße auch vorgeschrieben durch die Zahnfestigkeit, die ihrerseits vom Modul abhängt und letztlich die Zähnezahl bestimmt. Am ehesten besteht die Möglichkeit, die Zähnezahl des Eingangsritzels zu verringern, um dadurch das Übersetzungsverhältnis der ersten Vorgelegestufe möglichst günstig zu wählen. Dem steht aber entgegen, daß bei geradverzahnten Stirnrädern der Überdeckungsgrad bei Zähnezahlen unter fünf kleiner als 1 wird. Dies wirkt sich nachteilig aus in einem mehr oder weniger stark fluktuierenden Drehmomentverlauf, der sich an der von Hand betätigten Kette des Antriebsrads unangenehm als Rauhigkeit äußert. Diese Rauhigkeit kann sich bis hin zu einem stoßweisen Betrieb des Hebezeugs steigern. Durch diese Drehmomentschwankungen werden auch die Zähne der Zahnräder dynamisch erheblich höher beansprucht, sodaß auch die Betriebssicherheit bzw. die Lebensdauer solcher Hebezeuge davon beeinträchtigt wird. Hand-operated hoists of this type should be as small as possible with the largest possible load capacity and be light. As a rule, these contradicting demands are thereby satisfied that the gear mechanism provided in the hoist is equipped with gear wheels which are as small as possible in all gear stages, since the gearbox accounts for the main part of the Requires space and contributes to the total weight. The lower limit for size the gears are not only determined by what is absolutely necessary Gear ratio that defines the hand force for a given load. Rather, it is Wheel size also prescribed by the tooth strength, which in turn depends on the module and ultimately determines the number of teeth. It is most likely that the number of teeth of the Input pinion, thereby reducing the gear ratio of the first To choose the reduction stage as cheaply as possible. This is opposed to the fact that straight-toothed spur gears the degree of coverage for teeth under five less than 1 becomes. This has a disadvantageous effect in a more or less fluctuating Torque curve that is uncomfortable on the hand-operated chain of the drive wheel expressed as roughness. This roughness can extend to intermittent operation of the Increase hoist. Due to these torque fluctuations, the teeth of the Gears are subject to significantly higher dynamic loads, so that operational safety and the lifespan of such hoists is affected.

Im Stand der Technik hat man überwiegend dieses Problem in Kauf genommen, um leichtgewichtige kleine Hebezeuge zu schaffen. So sind bei bekannten, von Hand bedienbaren Kettenzügen der eingangs genannten Art die Ritzel und die angetriebenen Räder von Stirnrädern gebildet, wobei jedes der Ritzel vier Zähne und damit einen Überdeckungsgrad von weniger als 1 aufweist. Das bedeutet, daß die Ritzel nicht in kontinuierlicher Antriebsverbindung mit den zugeordneten angetriebenen Rädern stehen. Wenn die Ritzel und die angetriebenen Räder dadurch außer Eingriff geraten, wird eine von dem Kettenzug getragene Last beschleunigt mit dem Ergebnis, daß eine den Kettenzug bedienende Person eine abrupte Veränderung der übertragenen Zugkraft, d. h. die vorstehend genannte Rauhigkeit wahrnimmt.This problem has largely been accepted in the prior art in order to to create lightweight small hoists. So are known, hand-operated Chain hoists of the type mentioned the pinion and the driven wheels of Spur gears formed, each of the pinions four teeth and thus a degree of coverage less than 1. That means the sprockets are not in continuous Drive connection with the assigned driven wheels. If the pinion and the driven wheels thereby disengage, one of the chain hoist carried load accelerates with the result that a person operating the chain hoist an abrupt change in the transmitted tractive force, d. H. the above roughness perceives.

Es ist zwar theoretisch möglich, einen Überdeckungsgrad von 1 bei Konstruktionen zu erreichen, die mit fünf Zähnen ausgebildete Ritzel aufweisen. Darüber hinaus können auch Kettenzüge mit Ritzeln, die mit mehr als fünf Zähnen ausgestattet sind, so konstruiert werden, daß sie Überdeckungsverhältnisse von über 1 haben. So ist es bei einem bekannten Kettenzug der hier angesprochenen Art (US 19 49 920) das Problem gelöst, indem ein Eingangsritzel mit sechs Zähnen gewählt ist. Im Vergleich zu einer Ritzel-Zähnezahl von vier wird dadurch aber zur Erzielung des gleichen Übersetzungsverhältnisses - bei gleichem Modul - die Zähnezahl und damit auch die Größe der weiteren Räder um 50% erhöht, wenn die Belastungsbedingungen an den Zähnen gleich gehalten werden sollen. Das führt zu einer unerwünschten Erhöhung des Platzbedarfs und des Gewichts des Hebezeugs.It is theoretically possible to have a degree of coverage of 1 for constructions reach, which have pinions formed with five teeth. In addition, you can Chain hoists with sprockets equipped with more than five teeth are designed to that they have coverage ratios of over 1. So it is with a known chain hoist of the type mentioned here (US 19 49 920) solved the problem by using an input pinion six teeth is selected. In comparison to a pinion tooth number of four, however, this does To achieve the same gear ratio - with the same module - the number of teeth and thus the size of the other wheels increased by 50% when the Load conditions on the teeth should be kept the same. That leads to one undesirable increase in space and weight of the hoist.

Hebezeuge der beschriebenen Art sind üblicherweise mit bis zu 10 t belastbar. Von Hand bedienbare Kettenzüge für größere Belastungen verwenden typischerweise verschieden Arten von Antriebssträngen, die für den Schwerlastbetrieb entwickelt wurden, z. B. solche, die ein Planetengetriebe aufweisen und bei deren Verwendung keine abrupten Veränderungen der Zugkraft in der von Hand bedienbaren Kette auftreten. Planetengetriebe sind jedoch erheblich aufwendiger und die damit ausgestatteten Hebezeuge daher entsprechend teurer.Hoists of the type described can usually be loaded with up to 10 t. By hand Operable chain hoists for larger loads typically use different types of drive trains that have been developed for heavy-duty operation, e.g. B. those that a Have planetary gears and when using them no abrupt changes in Traction in the hand-operated chain occur. However, planetary gears are significant more complex and the hoists equipped with it are therefore correspondingly more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kettenzug zu schaffen, bei dem keine abrupten Veränderungen der Zugkraft in der von Hand bedienbaren Kette auftreten, der jedoch trotzdem eine minimale Baugröße und geringes Gewicht hat. The invention has for its object to provide a chain hoist in which none abrupt changes in traction in the hand-operated chain occur but still has a minimal size and light weight.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Ausgestaltung des eingangs geschilderten bekannten Kettenzugs mit den Merkmalen gemäß dem Kenneichen des Patentanspruches 1.According to the invention, this object is achieved by the design of the entrance described known chain hoist with the features according to the Kenneichen of Claim 1.

Durch den Vorschlag, die Stirnräder des Getriebes mit einer Schrägverzahnung auszustatten und dabei eine solche Zahnbreite oder -länge zu wählen, daß der Überdeckungsgrad gleich oder größer als 1 wird, läßt sich das geschilderte Betriebsproblem vermeiden. Drehmomentstöße mit allen damit verbundenen Nachteilen treten bei der Handhabung des Hebezeugs nicht auf, und trotzdem ist es möglich, die Ritzel-Zähnezahl unter fünf zu halten und damit ein leichtgewichtiges Hebezeug mit vertretbarem Aufwand zu schaffen. Zwar ist die Erzielung eines Überdeckungsgrades von 1 und darüber grundsätzlich durch die Wahl einer Schrägverzahnung bekannt (vgl. DE-Buch "Zahnradtechnik" Band I von Karlheinz Roth, Springer-Verlag 1989, S. 152-173), jedoch war diese Lösung bisher dem Durchschnittsfachmann verstellt, nachdem die hier vorgeschlagenen Lösung in der Praxis nicht realisiert worden ist.The proposed operating problem can be avoided by proposing to equip the spur gears of the transmission with helical teeth and to choose a tooth width or length such that the degree of coverage is equal to or greater than 1. Torque surges with all the associated disadvantages do not occur when handling the hoist, and yet it is possible to keep the number of pinion teeth below five and thus to create a lightweight hoist with reasonable effort. Although the achievement of a degree of coverage of 1 and above is basically known from the choice of helical gearing (cf. DE book "Zahnradtechnik" Volume I by Karlheinz Roth, Springer-Verlag 1989 , pp. 152-173), this solution has so far been so Average specialist adjusted after the solution proposed here has not been implemented in practice.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below the attached drawing explained.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines kompakten, von Hand bedienbaren erfindungsgemäßen Kettenzugs; Figure 1 is a perspective view of a compact, manually operated chain hoist according to the invention.

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 2 and

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2. Fig. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in Fig. 2.

Ein kompakter, für verhältnismäßig leichte Lasten geeigneter und von Hand bedienbarer Kettenzug gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Kettenzug 10 ist insoweit üblich als er ein Gehäuse 12 umfaßt, das mittels eines Hakens 14 an eine nicht dargestellte Trägervorrichtung angehängt werden kann und das der Aufnahme eines Antriebsrads 16, eines Lasten-Hubrads 18 und eines teilweise in den Fig. 2 bis 4 dargestellten und mit dem Bezugszeichen 20 bezeichneten Antriebsstrangs dient. Typischerweise wird eine Rotationsbewegung mittels einer manuell bedienbaren Kette auf das Antriebsrad 16 übertragen, und das Hubrad 18 ist über eine weitere nicht dargestellte Kette mit einer geeigneten Last verbunden.A compact chain hoist according to the present invention which is suitable for relatively light loads and can be operated by hand is designated overall by reference number 10 in FIG. 1. The chain hoist 10 is customary insofar as it comprises a housing 12 which can be attached to a carrier device (not shown) by means of a hook 14 and which accommodates a drive wheel 16 , a load lifting wheel 18 and one partially shown in FIGS . 2 to 4 and serves as the drive train designated by reference numeral 20 . Typically, a rotational movement is transmitted to the drive wheel 16 by means of a manually operable chain, and the lifting wheel 18 is connected to a suitable load via a further chain, not shown.

Der Antriebsstrang 20 umfaßt eine über eine nicht dargestellte Klaue an das Antriebsrad 16 gekoppelte Antriebswelle 22, die sich in transversaler Richtung innerhalb des Gehäuses 12 erstreckend um eine konzentrisch innerhalb des Hubrads 18 angeordnete Achse 22a umdrehbar angeordnet ist. Der Antriebsstrang 20 umfaßt desweiteren ein von der Antriebswelle 22 umdrehbar gehaltenes Antriebsritzel 24, ein Paar Wellenstummel 26 und 28, die durch Lager um Achsen 26a bzw. 28a umdrehbar gehalten sind und die parallel zu der Antriebswellenachse 22a angeordnet sind und ein Paar erster Antriebsräder 26b und 28b aufweisen, von denen jedes mit dem Antriebsritzel 24 kämmend angeordnet ist. Die Wellenstummel 26 und 28 weisen ferner ein angetriebenes Ritzel 26c bzw. 28c auf, wobei jedes Ritzel 26c bzw. 28c kämmend mit einem zweiten angetriebenen Rad 30 angeordnet ist, welches über eine rohrförmige Welle 32, die konzentrisch zu der Antriebswelle 22 und bezüglich dieser umdrehbar angeordnet ist, drehfest mit dem Hubrad 18 verbunden ist. Die Ritzel 24, 26c und 28c und die angetriebenen Räder 26b, 28b und 30 sind innerhalb des Gehäuses 12 so montiert, daß eine Bewegung in axialer Richtung zwischen ihnen nicht möglich ist.The drive train 20 comprises a drive shaft 22 coupled to the drive wheel 16 via a claw, not shown, which extends in the transverse direction within the housing 12 so as to be rotatable about an axis 22 a arranged concentrically within the lifting wheel 18 . The drive train 20 further comprises a drive pinion 24 which is rotatably held by the drive shaft 22 , a pair of shaft ends 26 and 28 which are held rotatably by bearings about axes 26 a and 28 a and which are arranged parallel to the drive shaft axis 22 a and a pair of the first Drive wheels 26 b and 28 b, each of which is arranged in mesh with the drive pinion 24 . The shaft ends 26 and 28 also have a driven pinion 26 c and 28 c, respectively, each pinion 26 c and 28 c being arranged in mesh with a second driven wheel 30 , which has a tubular shaft 32 , which is concentric with the drive shaft 22 and is arranged rotatably with respect to this, is rotatably connected to the lifting wheel 18 . The pinion 24 , 26 c and 28 c and the driven wheels 26 b, 28 b and 30 are mounted within the housing 12 so that movement in the axial direction between them is not possible.

Die Ritzel 24, 26c und 28c und die angetriebenen Räder 26b, 28b und 30 sind erfindungsgemäß mit einer Schrägzahnung 34 versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Antriebsritzel 24 vier Zähne 34, eine normale diametrale Teilung (diametral pitch) von vier Zähnen pro cm (zehn Zähnen pro inch), einen Eingriffswinkel von 14,5° und einen nach rechts weisenden Flankenwinkel von 15° auf; die ersten angetriebenen Räder 26b und 28b weisen jeweils sechzehn Zähne 34 auf, eine normale diametrale Teilung von vier Zähnen pro cm (zehn Zähnen pro inch), einen Eingriffswinkel von 14,5° und einen nach links weisenden Flankenwinkel. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform weisen die angetriebenen Ritzel 26c und 28c jeweils vier Zähne 34 auf, sowie eine normale diametrale Teilung von vier Zähnen pro cm (zehn Zähnen pro inch), einen Eingriffswinkel von 14,5° und einen nach links weisenden Flankenwinkel von 15° auf; das zweite angetriebene Rad 30 weist sechzehn Zähne, eine normale diametrale Teilung von vier Zähnen pro cm (zehn Zähnen pro inch), einen Eingriffswinkel von 14,5° und einen nach rechts weisenden Flankenwinkel von 15° auf.The pinion 24 , 26 c and 28 c and the driven wheels 26 b, 28 b and 30 are provided according to the invention with helical teeth 34 . In a preferred embodiment of the invention, drive pinion 24 has four teeth 34 , a normal diametrical pitch of four teeth per cm (ten teeth per inch), a pressure angle of 14.5 ° and a right-hand flank angle of 15 ° on; the first driven gears 26 b and 28 b each have sixteen teeth 34, a normal diametral pitch of four teeth per cm (ten teeth per inch), a pressure angle of 14.5 degrees and a left-facing edge angle. In this preferred embodiment, the driven pinions 26 c and 28 c each have four teeth 34 , as well as a normal diametrical pitch of four teeth per cm (ten teeth per inch), a pressure angle of 14.5 ° and a flank angle pointing to the left of 15 ° on; the second driven wheel 30 has sixteen teeth, a normal diametrical pitch of four teeth per cm (ten teeth per inch), a pressure angle of 14.5 ° and a right-hand flank angle of 15 °.

Um das bei dem Stand der Technik angehörenden, leichtgewichtigen Kettenzügen auftretende Problem einer abrupten Veränderung der von der manuell bedienbaren Kette übertragenen Zugkraft zu verhindern, werden die Zähne 34 in der axialen Richtung (der Radbreite) hinreichend lang ausgebildet, um insgesamt ein Überdeckungsverhältnis von etwa eins oder mehr sowohl beim antriebsseitigen Kämmen zwischen dem Antriebsritzel 24 und den ersten angetriebenen Rädern 26b und 28b als auch beim abtriebsseitigen Kämmen zwischen den angetriebenen Ritzeln 26c und 28c und dem zweiten angetriebenen Rad 30 zu erreichen. Wenn eine Radbreite von 0,95 cm (3/8" inch) für die Antriebsseite des bevorzugten wie vorstehend beschrieben ausgebildetenden Getriebestrangs vorgesehen wird, ergibt eine Getriebeanalyse, daß ein Gesamtüberdeckungsverhältnis von 1,16 erreicht wird. Wenn eine Radbreite von 2,85 cm (1-1/8" inch) für die Abtriebsseite des bevorzugten Getriebestrangs verwendet wird, wird ein Gesamtüberdeckungsverhältnis von 1,78 erreicht.In order to avoid the problem of an abrupt change in the pulling force transmitted from the manually operated chain, which occurs in the prior art, light-weight chain hoists, the teeth 34 in the axial direction (the wheel width) are designed to be sufficiently long to have an overall coverage ratio of approximately one or more to achieve both in the drive-side combing between the drive pinion 24 and the first driven wheels 26 b and 28 b and in the output-side combing between the driven pinions 26 c and 28 c and the second driven wheel 30 . If a 0.95 cm (3/8 "inch) wheel width is provided for the drive side of the preferred transmission train formed as described above, a transmission analysis reveals that a total coverage ratio of 1.16 is achieved. If a wheel width of 2.85 cm (1-1 / 8 "inch) is used for the driven side of the preferred gear train, a total coverage ratio of 1.78 is achieved.

Wie sich aus der vorausgehenden Beschreibung ergibt, wird mit dem Getriebestrang der bevorzugten Ausführungsform ein Kettenzug geschaffen, der im Hinblick auf seine Gesamtabmessung und sein Gesamtgewicht akzeptierbar ist aber auch die erforderlichen Vorteile in mechanischer Hinsicht bietet, ohne daß unerwünschte abrupte Veränderungen der von der manuell bedienbaren Kette übertragenen Zugkräfte auftreten. As can be seen from the preceding description, the Gear train of the preferred embodiment a chain hoist created in terms of its overall dimensions and Total weight is also acceptable, however Offers mechanical advantages without being undesirable abrupt changes in the manually operated chain transmitted tensile forces occur.

Während bei der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform Ritzel 24, 26c und 28c mit vier Zähnen 34 verwendet werden, werden auch Ausführungsformen als vom Erfindungsgedanken erfaßt betrachtet, bei denen Ritzel mit weniger als vier Zähnen verwendet werden und bei denen ein Gesamtüberdeckungsverhältnis von etwa eins oder mehr auf der Antriebs- oder Abtriebsseite des Antriebs- bzw. Getriebestrangs aufrechterhalten wird. Auch eine Ausführungsform, bei der lediglich ein einzelnes erstes angetriebenes Rad und ein einzelnes angetriebenes Ritzel verwendet wird, wird vom Schutzbereich der Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen niedergelegt ist, erfaßt.While in the preferred embodiment described above, sprockets 24 , 26 c and 28 c with four teeth 34 are used, embodiments are also considered to be covered by the inventive concept in which sprockets with fewer than four teeth are used and in which a total coverage ratio of approximately one or more is maintained on the drive or driven side of the drive train. An embodiment in which only a single first driven wheel and a single driven pinion are used is also covered by the scope of the invention as set out in the following claims.

Claims

1.Manually operated chain hoist with a drive wheel which can be operated manually by means of a chain, with a load lifting wheel and with a drive train connecting the drive wheel to the lifting wheel, which has a drive pinion coupled to the drive wheel, a first driven wheel meshing with the drive pinion, and one with the first The driven wheel comprises a rotatable driven pinion and a second driven wheel which meshes with the driven pinion and is in drive connection with the lifting wheel, and with a housing which accommodates the driving wheel, the lifting wheel and the drive train, characterized in that each pinion ( 24 , 26 c, 28 c) between one and four teeth ( 34 ) that the pinion ( 24 , 26 c, 28 c) and the driven wheels ( 26 b, 28 b, 30 ) have helical teeth and are secured against axial movement relative to each other and that the teeth ( 34 ) have a sufficient length measured along their axis of rotation, in practice guarantee coverage ratio of almost or essentially one or more.

2. Chain hoist according to claim 1, characterized in that the drive pinion ( 24 ) meshes with a pair of first driven wheels ( 26 b, 28 b), that a pair of driven pinions ( 26 c, 28 c) are rotatable with the pair of first driven wheels ( 26 b, 28 b) is arranged and that each of the pinion of the pair of pinions ( 26 c, 28 c) meshes with the second driven wheel ( 30 ).

3. chain hoist according to claim 2, characterized, that each of the pinions has four teeth.

4. Chain hoist according to one of the preceding claims, characterized in that the drive pinion ( 24 ) is supported by a shaft ( 22 ) which can be rotated about an axis ( 22 a) and is coupled to the drive wheel ( 16 ), in that a pair of shaft ends ( 26 , 28 is provided), that the shaft stub (26, 28) about a pair of parallel to the axis (22 a) extending axes (26 a, 28 are mounted) reversible a, wherein a first on each shaft stub (26, 28) driven and with the drive pinion ( 24 ) meshing wheel ( 26 b, 28 b) and an axially aligned driven pinion ( 26 c, 28 c) is arranged, and that the second driven wheel ( 30 ) from a tubular shaft ( 32 ) is carried, which is arranged concentrically to the shaft ( 22 ) and coupled to the lifting wheel ( 18 ), and that the driven pinion ( 26 c, 28 c) of each shaft end meshes with the second wheel ( 30 ).

5. chain hoist according to claim 4, characterized in that the helical teeth of the drive pinion ( 24 ) and the second driven wheel ( 30 ) is inclined in a first direction and that the helical teeth of the first driven wheels ( 26 b, 28 b) and the driven Pinion ( 26 c, 28 c) is inclined in a second direction opposite this first direction.

6. chain hoist according to claim 5, characterized, that each of the pinions has four inclined teeth.