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Die Erfindung betrifft einen Seil-
oder Kettenzug nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Seil- oder Kettenzüge dieser
Gattung sind vielfältig
bekannt geworden, denen gemeinsam ist, dass diese die an sie gestellten
Anforderungen, hohe Lasten zu heben, ein geringes Bauvolumen bzw.
Eigenmasse und einen geringen Einbauraum zu benötigen, sowie dauerhaft, störunanfällig und
wirtschaftlich zu fertigen zu sein, nur unvollkommen genügen.
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Aus der
DE-PS 318 854 ist bereits ein Kettenzug mit
einer ein Gewinde aufweisenden Hohlwelle zum Antrieb von Bauelementen
bekannt, wobei die Bauelemente an einem Mitdrehen gegenüber der Hohlwelle
gehindert werden. Dieser Kettenzug hat jedoch den Nachteil, ein
hohes Bauvolumen und einen hohen Einbauraum zum Antrieb des Kettenzuges
zu benötigen.
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Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe,
einen Seil- oder Kettenzug nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
anzugeben, der die o.g. Nachteile vermeidet und eine raum- und gewichtssparende Bauform
bietet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die
im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Die
Unteransprüche
geben vorteilhafte Ausgestaltungen eines derartigen Seil- oder Kettenzuges
an.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, daß die
diskreten Bauelemente – herkömmlicher, gattungsgemäßer Seil-
oder Kettenzüge-Motor, Kupplung,
Bremse, Getriebe und Seiltrommel hohe Kosten verursachen, ein hohes
Gewicht besitzen und viel Platz benötigen. Daher werden in der
erfindungsgemäßen Durchbildung
des Seil- oder Kettenzuges die genannten diskreten Bauelemente funktionell
und räumlich
zusammengefaßt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
von 3 grundlegenden Ausführungsformen
gezeigt in 15 Zeichnungen erläutert,
wobei
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1 eine
schematisierte Längsschnittansicht
der ersten Ausführungsform,
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2 einen
schematisierten Radialschnitt im Detail der Hohlwelle der ersten
Ausführungsform,
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3 eine
schematisierte Detailansicht vom unteren Ende der Längsschnittansicht
der ersten Ausführungsform,
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4 eine
schematisierte Detailansicht vom oberen Ende der Längsschnittansicht
der ersten Ausführungsform,
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5 einen
schematisierten Ausschnitt der Abwicklung der Zange mit einem Wälzkörper der
ersten Ausführungsform,
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6 eine
schematisierte Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform,
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7 eine
schematisiere Detailansicht vom oberen Ende der Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform,
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8 eine
schematisierte Detailansicht vom unteren Ende der Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform,
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9 einen
schematisierten Radialschnitt in der Schnittführung B-B nach 6 im Detail der Hohlwelle der zweiten
Ausführungsform,
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10 eine
schematisierte Detailansicht eines Wälzkörperzahnrades in der Längsschnittansicht in
der Schnittführung
D-D nach 6 der zweiten Ausführungsform,
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11 eine
schematisierte Detailansicht eines Stützelementes in der Radialschnittansicht
in der Schnittführung
C-C nach 6 der zweiten
Ausführungsform,
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12 eine
schematisierte Detailansicht eines schematisierten Zahnräderpaares
in der Radialschnittansicht der alternativen Zahnradbauweise der zweiten
Ausführungsform,
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13 eine
schematisierte Längsschnittansicht
der dritten Ausführungsform,
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14 einen
schematisierten Radialschnitt im Detail der Hohlwelle der dritten
Ausführungsform und
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15 eine
schematisierte Detailansicht eines schematisierten Zangenelements
darstellt.
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Die Figuren verdeutlichen die Funktionsweise.
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Die Beschreibung benutzt Bezugszeichen, bei
denen sich an der (den) höchsten
Stelle(n) ein Platzhalter (x) befindet, der sich auf die entsprechende
Figur bezieht. Die beiden Ziffern mit dem niedrigen Stellenwert
beziehen sich auf das zu bezeichnende Detail der Zeichnung. Beispiel:
x01 bedeutet hier "Seil", so wie es in allen
Blatt Zeichnungen dargestellt ist. 101 bedeutet "Seil", so wie es nur in 1 dargestellt ist. Eingeklammerte
Bezugszeichen sind in der aktuell beschriebenen Figur nicht eingetragen und
den Beschreibungen zu anderen Figuren zu finden. Die Begriffe „oben" und „unten" sind in Bezug auf
die normale Aufstellung des Seil- oder Kettenzuges gewählt und „unten" befindet sich das
Gestell x22 mit den Montagefüßen x31
und beispielsweise dem Seilabschnitt 130, „oben" ist die entgegengesetzte Richtung
beispielsweise mit dem Seilabschnitt 101. Die angreifende
Last an das Seil ist in diesem Sinne von „oben" nach „unten" ziehend gedacht. Alle hier dargestellten
Ausführungsbeispiele
funktionieren auch in umgekehrter Richtung, wenn die Bauelement entsprechend
angepaßt
werden. In anderen Verwendungsweisen z.B. in der liegenden Ausführung der Hauptkomponenten
sind die Begriffe sinnfällig
zu ändern.
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Der Seil- oder Kettenzug (besonders
deutlich gemacht in 1 – erste
Ausführungsform)
besteht mehrheitlich aus den Bauteilen eines Elektromotors mit einer
Hohlwelle x47, die Teile der Hubmechanik beherbergt, dem Gestell
x22, welches z.T. geeignet ist den Lüfter aufzunehmen. Die Motorkühlung kann jedoch
in Abhängigkeit
von der Motorbauform auch anderweitig ausgeführt sein. Die in den Beispielen der 1, 6 und 13 gezeigte
oberflächengekühlte Bauform
mit Fremdlüfter
ist nur ein mögliche
Bauart und steht stellvertretend für alle anderen bekannten Bauarten.
Die Lehre der Erfindung wird in den Beispielen von 3 grundlegenden
Ausführungsformen (vergleiche
besonders die 1, 6 und 13) verwirklicht. Die erste Ausführungsform
bedient sich zumindest zweier kurvengesteuerter x56 Zangensysteme mit
den Zangen x49, die diskontinuierlich, jedoch überlappend arbeiten (axiale
Seilberührung
mit innerer Rückführung seilberührenden
Flächen
der Zangen x49), die zweite Ausführungsform
benützt
statt der Zangen x49 Räderpaare
x02, x03 oder x84/x85 mit Achsen, die die Längsachse der Hohlwelle x47 kreuzen,
jedoch nicht schneiden (tangentiale Seilberührung mit innerer Rückführung der
seilberührenden Flächen) und
die dritte Ausführungsform
benützt
eine Vielzahl von annähernd
gleichförmig
laufenden Zangenelementen x57 (axiale Seilberührung mit einer äußeren Rückführung seilberührenden
Flächen
der Hubzangen x57).
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Die 1 zeigt
einen Elektromotor mit Hohlwelle x47, auf der das Rotorpaket x18
sitzt (in diesem Beispiel als Käfigläufermotor
dargestellt). Das mit Rippen x20 versehene Gehäuse x19, x46 ist mit dem Stator
x17 verbunden, in dem sich die Wicklung x16 befindet. Die Hohlwelle
x47 ist am oberen Ende mit einem Rillenkugellager (x76) und am unteren
Ende mit dem Kegelrollenlager (x61) gelagert. Oberhalb der oberen
Wickelköpfe
der Wicklung x16 befindet sich die Bremse x15, x41, x42. Die Bremse
x15, x41, x42 ist nach Abnehmen des oberen Lagerschildes x45 zugänglich und
zur Kontrolle des Bremsbelag- bzw. -scheibenverschleißes ist
ein Schauöffnung
x14 vorgesehen. Am oberen Lagerschild x45 befinden sich zum Transport Ösenschrauben
x13. Der Schneckengetriebemotor x40 treibt mit dem Schneckengetriebe
x11 die hohle Schaltspindel x10, die von Seil x01 durchzogen wird.
Der Motor steht auf dem sehr kräftigen
unteren Lagerschild x21, welches mit dem Gestell x22 verschraubt
ist. Das kräftigen
untere Lagerschild x21 ist aus thermischen und mechanischen Gründen noch
weiter verrippt mit den Rippen x29. Das kräftige untere Lagerschild x21
leitetet die Hubkräfte
aus der Hohlwelle x47 in das Gestell x22 ein. Damit trägt der Antriebsmotor
direkt mit seinen originären
Bauteilen zu den Bauteilen eines Seil- und Kettenzuges bei. In dem
kräftigen,
mit Rippen x23 und Montagefüßen x31
versehenen Gestell x22 befindet sich auf einer Konsole x27 der Lüftermotor
x25, der die Lüfterflügel x24
besitzt und in seiner Hohlwelle einen Bürstensatz x32 einschließt, womit
grobe Verschmutzungen des Seils entfernt werden können. Das
nach unten ein- bzw. auslaufende Seil 130 wird in der Seildüse x26 geführt, die
z.B. aus verschleißfestem
Kunststoff besteht. Bei größeren möglichen Seilablenkungen
ist (sind) jedoch eine oder mehrere Seilrolle(n) oder eine zusätzliche
Rollenseildüse
vorgesehen.
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Die beiden ersten Ausführungsformen
sind für
die Verwendung von Seilen geeignet. In der dritten Ausführungsform
ist die Möglichkeit
dargestellt, Seile oder Ketten als Zugmittel zu verwenden.
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Die 2 zeigt
einen schematisierten Radialschnitt im Detail der Hohlwelle der
ersten Ausführungsform.
Die Hohlwelle x47 trägt
die Kugellaufrille x50, in der die Kugeln x52 laufen. Die Kugeln
x52 laufen weiterhin in der Kurvenrille x56 der Zangenkörper der
Zangen x49. Die Kugeln x52 werden durch die Kugelkäfige x48
geführt.
Beim Umlauf der Hohlwelle x47 laufen die Kugeln in den Rillen x50
und x56. Beim Nähern
der Kugeln x52 der Übergangsstelle x55
zwischen den Zangen x49 verringert sich der Durchmesser in der Rille
x56, mit der Folge, daß das Seil
x01 durch eine nach außen
gerichtete radiale Bewegung der Zangen x49 freigegeben wird. Die Rundprofile
x58 nehmen das Gegendrehmoment auf die Zangen x49 haben für die Rundprofile
x58 Langlöcher,
um eine radiale Bewegung zu ermöglichen. Die
Zangen x49 besitzen Nuten für
die Federn x51. Diese Federn übertragen
die radiale Bewegung der Zangen x49 untereinander, so daß die Zangen
entgegen einer radialen Bewegung nicht oder so gut wie nicht kippen
können.
Das Seil x01 wird durch die Backen x54 ergriffen. Die Backen x54
sitzen in gummielastischen Hülsen
x53 in den Zangen und sind vorzugsweise gegenüber den Zangen einfach oder mehrfach
gestuft konisch geformt, die ihrerseits eine entsprechende konische
Gegenform haben. Der sich nach unten hin verjüngende Konus der Backen x54 erzeugt
beim Zug des Seils x01 eine Selbstverstärkung der Klemmkraft, so daß das Seil
bei geringer Belastung geschont wird. Beim Öffnen der Zangen x49 besorgen
die gummielastischen Hülsen
x53 eine Rückstellung
der Backen x54 in Bezug auf die Zangenkörper der Zangen x49 in einer
axial-radial nach oben-außen
gerichteten Bewegung. Diese Rückstellung
wird in anderen Durchbildungen ohne die gummielastischen Hülsen, bei
denen die Backen mehr oder weniger direkt auf dem Grundkörper der
Zangen x49 als Konus oder Mehrfachkonus aufsitzen, mittels metallischer
Federn erreicht. Der Werkstoff der Backen x54 ist so gewählt, daß ein maximaler
Reibbeiwert und optimale Seilschonung erreicht wird. Hierzu sind
insbesondere auch die Ausführungen
mit hartmetall- oder hartstoffaufgespritzen Materialien geeignet.
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3 zeigt
eine schematisierte Detailansicht vom unteren Ende der Längsschnittansicht
der ersten Ausführungsform,
damit die Einzelheiten im Bereich der unteren Lagerung deutlicher
erkennbar werden. Die Hohlwelle x47 ist in dem Kegelrollenlager
x61 gelagert. Je nach Aufgabenstellung der Belastung kann das Lager
auch in anderer Form existieren, z.B. als Axialkegelrollenlager,
Gleitlager usw. Zum Motorraum ist das Kegelrollenlager x61 mit einem
Dichtring x60 abgedichtet, da der Abrieb der Bremse störend sein
kann. Nach unten ist hier der Filzring x62 vorgesehen. Der Lagerdeckel
x63 besitzt eine zentrale Öffnung
für das
ein- bzw. auslaufende Seil x01, (x30) und Bohrungen für die Rundprofile x58.
Die Rundprofile x58 werden durch den Ring x68 miteinander verbunden,
so daß ein
annähernd
starrer Käfig
entsteht. Auf den Rundprofilen x58 sitzen die Federhalter x67 für die Federn
x66. Die Federhalter x67 sind in dem gewählten Ausführungsbeispiel dreimal vorhanden
und verbinden sich ringförmig
untereinander, damit die Rundprofile x58 zusammen mit dem Ring x68
und (x79) weitestgehend als ein starrer Käfig erscheinen. Die Rundprofile
x58 sind in dem Lagerdeckel x63 drehfest, jedoch axial verschieblich
eingebaut und können
das Gegendrehmoment aufnehmen und durch einen Antriebsmechanismus
axial verschoben werden. Je nach axialer Stellung der Rundprofile
sind die Feder x66 (x72) (mehr oder weniger) frei oder drücken gegen
die Zangen x49. Die gegen die Zangen x49 gedrückten Federn x66 (x72) dienen
als Energiespeicher zum Zweck einer möglichen Bewegung der Zangen
x49 in annähernd
axialer Richtung beim Umlauf der Hohlwelle, an den Stellen, in denen
die Form Kurve 556 gemäß 5 – wegen der dort sehr großen Steigung – eine Führung der
Kugeln x52 alleine durch die umlaufende Hohlwelle x47 nicht zulassen
würde.
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Die Zangen x49 werden durch die Ringfedern
x65 nach außen
gespreizt und erzeugen damit bei Bedarf gegenüber den Kugeln x52 eine Pressung in
den Rillen x50 der Hohlwelle und sorgen für ein automatisches Öffnen der
Zangen (oder unterstützen das Öffnen) in
der entsprechenden Stellung der Kugeln x52.
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In der 3 sind
weiterhin Details des Lüfters
zu erkennen. Der Lüftermotor
x25 ist hier als Außenläufer mit
einer Basisplatte x25 gedacht, die auf die Konsole x27 montiert
ist. In der Lüftermotorhohlwelle
befinden sich die Reinigungsbürsten
x32, die geeignet sind (grobe) Verschmutzungen, des Seil zu lockern
und zu entfernen. Der durch das Radialgebläse mit den Flügeln x24
angefachte Luftstrom unterstützt
die Entfernung von Schmutzpartikeln. Die Hauptaufgabe des Luftstroms
ist die Kühlung
des Antriebsmotors.
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Die schematisierte Detailansicht
vom oberen Ende der Längsschnittansicht
der ersten Ausführungsform
wird in der 4 dargestellt.
In dem oberen Lagerschild ist das Rillenkugellager x76 als Loslager
eingebaut, welches die Hohlwelle x47 trägt. Die Tellerfeder x77 sorgt
für eine
mechanische Minimumvorspannung der unbelasteten Welle. Unterhalb
der Rillenkugellager x76 befindet sich auf der Hohlwelle x47 eine
Verzahnung x74, die die gegenverzahnte Muffe x87 der Bremsscheibe
x80, (x42) trägt.
Die Bremsscheibe x80, (x42) wird mittels Bremsfedern und der Ankerscheibe
x86 gegen die Beläge
x85 gepreßt.
Die Bremse (x37) kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung
und nach Fließen
eines Stroms durch die Magnetspulen der Bremse gelüftet werden.
Die Bremsen sind in allen Ausführungsformen
als Ruhebremsen gedacht, d.h. das die Bremsung des Seils und damit
auch der Last betriebsmäßig in erster
Linie durch den Elektromotor des Hauptantriebs (vorzugsweise durch
generatorisches Bremsen) erfolgt, während des Stillstand oder zumindest nahe
des Stillstands fällt
dann die Bremse ein. Die Bremse ist jedoch konstruktiv so ausgelegt,
daß im Notfall
oder Ausfall des elektrischen Netzes eine Last (einschließlich der
notwendigen Sicherheiten) auch allein durch die Bremse in ausreichender
Zeit stillgesetzt werden kann.
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Die Zangen (x49) werden durch die
Ringfedern x71 und bei x73 gespreizt. Die Kugeln x52 werden von
der umlaufenden Hohlwelle x47 angetrieben und bewegen die Zangen
x49 gemäß dem Verlauf der
Kurven (556) nach 5 aufwärts und
abwärts. Die
Kugelkäfige
(x48) haben in Richtung aufeinander zu kammartige Ausnehmungen,
in die ein passend gestalteter Körper
x70 eingreift und beide Kugelkäfige
zur Synchronisation miteinander drehfest, jedoch axial beweglich
verbindet. Der unbelastete Hub (Hubweg s1 gem. 5) mit der geöffneten Zange (x49) wird durch
die Federn x72, (x66) auf den Rundprofilen x58 angetrieben. Der
Stellmotor x40 mit der Schnecke x82 und dem Schneckenrad x78 schraubt die
hohle Schaltspindel x10. Die hohle Schaltspindel x10 betätigt in
axialer Richtung die Rundprofile x58, die anson sten mit dem gemeinsamen
Käfig lose
in der Schaltspindel x10 sitzen. Je nach gewünschter Drehrichtung werden
die Rundprofile x58 weitgehend in den axial verbleibenden Freiräumen angehoben oder
abgesenkt, um die Druckfedern x72, (x66) durch die Federtöpfe x75
(x67) oberhalb oder unterhalb der Zangen (x49) zur Wirkung zu bringen.
In Abhängigkeit
von der Stellung der Rundprofile x58 wird die jeweils mögliche Motordrehrichtung
freigegeben, bzw. der Motor geschaltet. Es sind Grenztaster mit
Funktionsüberwachung
vorgesehen, da Fehlsteuerungen Schäden hervorrufen könnten.
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Die Rundprofile x58 sind durch die
Bohrungen in der Flanschplatte oberhalb des Lagerschildes (x45)
drehfest eingebaut und übernehmen
das Gegendrehmoment der Zangen (x49), so daß die Zangen (x49) drehfest,
jedoch axial verschieblich sind.
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5 zeigt
einen schematisierten Ausschnitt der Abwicklung der Zangen (x49)
mit einem Wälzkörper – im besonderen
eine Kugel x52 – der
ersten Ausführungsform.
Die Rillen x56 werden durch Kugeln x52 befahren. Im Gegenprofil
in der Hohlwelle (x47) sind einfache, kreisförmige Rillen eingedreht. (In
abweichenden Durchbildungen der Erfindung sind die Zangenkörper mit
einfachen, kreisförmige
Rillen versehen und die Hohlwelle ist entsprechend umgekehrt profiliert.)
Bei der Umdrehung der Hohlwelle (x47) durchfährt die Kugel x52 jedes Profil
der Zangen x49 auf dem Gesamtweg s2. Im Bereich des Weges s1 liegt
die Übergangsstelle
(x55) zwischen zwei Zangen (x49). Dieser Bereich besitzt – bezogen
auf die Achse der Hohlwelle (x47) – einen geringeren Radius,
so daß die
Zangen sich gegenüber
dem Seil (x01) öffnen
kann. Die Form der Kurve 556 im Bereich s1 bzw. kurz davor
und danach ist so gewählt,
daß bei annähernd konstanter
Winkelgeschwindigkeit der Hohlwelle x47 beherrschbare axiale Geschwindigkeitsänderungen
der Zange x49 zu erreichen sind. Als Einflußfaktoren stehen hier die möglichen
Federkräfte
der Federn (x66, x72) und der Masse der Zange x49. Für die Zange
wird deshalb vorzugsweise ein Leichtbauwerkstoff wie Aluminium,
Titan oder dergleichen vorgeschlagen. Die im Bereich s1 verhältnismäßig große Axialbewegung
der Zangen wird durch die vorgespannten Federn (x66, x72) erreicht, da
die Kurve im Bereich s1 ein so große Steigung hat, daß durch
die Bewegung der Kugel x52 die notwendige Geschwindigkeitsänderung
nicht aufgebracht werden könnte.
Der Wert „H" entspricht dem erreichbaren
Hub bei jedem Drittel eines Umlaufs. Durch die Verwendung der Federn
kann der Hubweg (s2-s1) auf einer Geraden erfolgen. Damit entfallen Beschleunigungen
und Verzögerungen
für das
Seil und die Last während
einer Umdrehung, so daß das Seil
(x01) mit der Last bei konstanter Winkelgeschwindigkeit der Hohlwelle
(x47) mit einer konstanten axialen Geschwindigkeit gefördert wird.
Das ist auch für
den notwendigen Gleichlauf der oberen und unteren Zangensysteme
mittels der Körper
(x70) erforderlich. Aus dem Schema nach 5 ist weiterhin ersichtlich, daß sich die
Zangensysteme so legen lassen, daß eine ausreichende Überlappung
der Einspannung des Seils (x01) erreichbar ist und das Seil nie
frei durchrutschen kann.
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6 zeigt
eine schematisierte Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform.
Die Komponenten Hauptantriebsmotor, Bremse, Lüfter und Lagerung sind annähernd unverändert gegenüber der ersten
Ausführungsform
gern. 1 und deren Beschreibung
gilt auch hier insoweit sinngemäß.
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Die Hohlwelle x47A ist hierbei mit
einem modifizierten, evolventenförmigen
oder evolventenähnlichen
(x47B) Trapezgewinde versehen. In der Hohlwelle x47A befinden sich
Räder x02,
x03, deren Achsen die Achse der Hohlwelle x47A vorzugsweise in einem
Winkel von 90° kreuzen,
jedoch nicht schneiden. Die Räder
x02, x03 sind Zahnräder
mit drehbar gelagerten evolventoiden, rotationssymmetrischen „Zähnen" (x02A). Die Räder x02,
x03 sind vorzugsweise als Doppelpaar auf dem Tragkörper x06
drehbar gelagert. Die Tragkörper
x06 besitzen an ihren stirnseitigen Enden einen Abschlußring x09A,
(x09, x09B) und Zapfen x05, die Kreuzweise in ein Formstück x04 tauchen.
Die Zapfen x05 und die Formstücke
x04 verbinden sämtliche
Tragkörper
x06, und damit auch die Räder
x02, x03 untereinander drehfest. An dem oberen und unteren Ende
der Hohlwelle x47A tauchen die Zapfen x05A drehfest in die Lagerdeckeln
x00, x63A. Vorzugsweise sind die gegenüberliegenden Tragkörper x06
eines Paars von Rädern
x02, x03 auf einer gemeinsamen Achse untereinander durch das Versteifungsprofil
x07 miteinander verbunden. Es sind mehrere, vorzugsweise sechs, Doppelpaare
von Rädern
x02, x03 mit den o.g. Anbauteilen vorhanden, deren Hauptachsen zueinander
in Bezug auf die Schnittebenen der Schnittfiihrungen B-B oder C-C
in einem Vorzugswinkel von 90° liegen.
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Das Seil (x01), x30 wird durch Berührflächen der
Räder x02,
x03 geklemmt und bei der Drehung der Hohlwelle x47A durch die Drehung
der Räder x02,
x03 über
die evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne axial angetrieben. Die
Klemmung des Seils x30 wird bei Zunahme der Last selbständig verstärkt, einerseits
weil die evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne aus dem Trapezgewinde der Hohlwelle
x47A zum Achszentrtum hin ausweichen wollen und andererseits durch
keilförmigen
Aufstandsflächen
(x05A) der Zapfen x05 in den Tragkörpern x06. An den Lagerdeckeln
befinden sich – vorzugsweise
hydraulische – Einrichtungen
zur Übertragung
der Zugkraftanteile vom untersten Doppelräderpaar auf das oberste Doppelräderpaar.
In der Schnittebene liegen die oberen Nehmerzylinder x08B mit den
Anschlußnippeln
x08A. Die nicht zu sehenden, gleichartigen Geberzylinder befinden
sich in dem unterm Lagerdeckel x63A. Sie werden mit den Nehmerzylindern
x08B über
hier nicht dargestellte Leitungen verbunden. Mit der dargestellten
Einrichtung ist eine sehr gute, automatisch wirkende Anpassung der Klemmkraft
an die zu bewegende Last erreicht.
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7 zeigt
eine schematisierte Detailansicht vom oberen Ende der Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform.
Die wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne (x02A) der Räder x02,
x03 stehen in Bezug auf die Achse der Hohlwelle x47A in einem Winkel
von 90° und
greifen in die Gewindegänge
des evolventenförmigen
oder evolventenähnlichen
(x47B) Trapezgewindes der Hohlwelle x47A. In der 7 stehen die wälzgelagerten evolventoiden,
rotationssymmetrischen Zähne (x02A)
der Räder
x02, x03 nicht in der Schnittebene der dargestellten Hohlwelle x47A,
da die Achsen der wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne (x02A) in Bezug auf die
Achse der Räder
x02, x03 einen Winkel verschieden von 90° bilden. Die wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne (x02A) der Räder x02,
x03 von in Bezug auf das Seil sich gegenüberliegenden Rädern schneiden
sich teilweise in einem gemeinsamen Flugkreis, berühren sich
jedoch nicht, da sie in die jeweiligen Lücken der gegenüberliegenden
Zähne greifen.
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Die Zapfen x05 auf den Abschlußringe x09A, (x09,
x09B), die kreuzweise in das Formstück (x04) tauchen, sind im Formstück (x04)
mit keilförmigen und
vorzugsweise leicht balligen Aufstandsflächen x05A versehen. Mit zunehmender
Seilzugkraft durch die angreifende Last wird mittels der keilförmigen Aufstandsflächen x05A
als schiefe Ebene entsprechend der Kräftezerlegung eine zunehmende
Kraftkomponente in Richtung der Seiloberfläche gebildet. Die leichte Balligkeit
der Aufstandsflächen
x05A erlaubt kleine Ausgleichsbewegungen des Doppelräderpaares
ohne große
Kantenpressung an den Aufstandsflächen x05A und damit ein statisch
bestimmtes Aufliegen der Räder
x02, x03. Das Formstück (x04)
ist vorzugsweise mit Rollen x04A in der Hohlwelle x047A gelagert.
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Im Bereich des Lagerdeckels x00 sind
die Zapfen 705A radial zur Seilachse beaufschlagt mit der Kraft
aus dem hydraulischen System mit dem Nehmerzylinder x08B und dem
Kolben x08C und dem Rollenstößel x05C.
Die hydraulische Verbindungsleitung zum Anschlußnippel x08A ist nicht dargestellt.
Mit zunehmender Seilzugkraft durch die angreifende Last wird mittels
des Geberzylinders in dem unteren Lagerdekkel ein steigender Druck
erzeugt, der auf den Nehmerzylinder x08B übertragen wird. Der Kolben
x08C treibt den Rollenstößel x05c an,
der auf den Zapfen 705A wirkt und damit die Klemmkraft auch im ersten
Doppelräderpaar
proportional zur Last verändert.
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8 zeigt
eine schematisierte Detailansicht vom unteren Ende der Längsschnittansicht
der zweiten Ausführungsform,
bei der die Geberzylinder in dem Lagerdeckel x63A nicht in der Schnittebene
liegen und damit auch nicht dargestellt sind.
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9 zeigt
einen schematisierten Radialschnitt in der Schnittführung B-B
nach 6 im Detail der
Hohlwelle der zweiten Ausführungsform,
in dem man deutlich die Winkelstellung der Achsen der wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne x02A erkennen kann. Das
Seil x01 wird von den Berührflächen x02D
der Räder
x03, (x02) geklemmt und bei der Drehung der Räder x03, (x02), hervorgerufen
durch die Drehung der Hohlwelle x47A durch die Papierebene der 9 gezogen. Die Räder x03,
(x02) sind auf den Achsen x02E gelagert; die Wälzlager x02B sind mit dem Ring
x02C nach außen gedichtet.
Die Achsen x02E sind fest verbunden mit den Tragkörpern x06.
Die wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne x02A rollen und wälzen über die
Flächen
des evolventenförmigen oder
evolventenähnlichen
x47B Trapezgewindes der Hohlwelle x47A. Wegen der an sich sehr hohen Drehzahl
der wälzgelagerten
evolventoiden, rotationssymmetrischen Zähne x02A bei der Nenndrehzahl
der Hohlwelle x47A z.B. im Leerlauf des Hauptantriebs sind Zähne x02A
ebenfalls in Nadellagern gelagert. Durch die Vielzahl der Zähne x02A
ist die Belastung für
den einzelnen Zahn x02A jedoch verhältnismäßig gering.
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10 zeigt
eine schematisierte Detailansicht eines Wälzkörperzahnrades in der Längsschnittansicht
in der Schnittführung
D-D nach 6 der zweiten
Ausführungsform
zur Verdeutlichung des evolventenförmigen oder evolventenähnlichen
x47B Trapezgewindes 1047b der Hohlwelle x47A. Weiterhin
wird das ineinandergreifen gegenüberliegender Zähne x02A,
die sich nicht berühren,
dargestellt.
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11 zeigt
eine schematisierte Detailansicht eines Stützelementes x04 in der Radialschnittansicht
in der Schnittfuhrung C-C nach 6 der zweiten
Ausführungsform
mit dem Rollenlager 1104a. Die Rollen x04A des Rollenlagers 1104a sind in
dem Käfig 1104b gehaltert.
Das Rollenlager 1104a befindet sich in der hier nicht dargestellten
Hohlwelle (x47A). Die jeweils gegenüberliegenden Zapfen 1105 gehören zu einem
Doppelräderpaar.
Die Zapfen x05 haben in radialer Richtung Bewegungsspielräume 1105b,
damit die Abstände
und in der Folge die Klemmkraft zum Seil variierbar sind.
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12 zeigt
eine schematisierte Detailansicht eines schematisierten Zahnräderpaares
in der Radialschnittansicht der alternativen Zahnradbauweise der
zweiten Ausführungsform
ohne Wälzkörperzahnräder nach
den 6 bis 10. Die verbleibenden Bauelemente
sind entsprechend angepaßt
jedoch an sich ähnlich.
Die Darstellung ist zum einfachen Verständnis stark schematisiert unter
Verzicht auf an sich für
die Funktion notwendiger, aber leicht hinzuzufügender Details. Die Hohlwelle
x47 trägt
ein Gewinde x47b, in welches die Zähne der Räder 1281 eingreifen. Die Verzahnung
ist vorzugsweise so gewählt,
daß eine
Selbstverstärkung
der Klemmkraft gegenüber
dem Seil x01, x30 eintreten kann. Die Räder 1281 besitzen
Flächen 1284,
die das Seil x01 klemmen. Um zu günstigen Abmessungen und einer
funktionstüchtigen
Geometrie zu gelangeq sind die Räder 1281 antisymmetrisch
eingebaut. In dieser Bauweise lassen sich ausreichend feste Tragkörper, ähnlich denen
der vorherigen Fig. (x06) einbauen. In einer begünstigten Weiterführung sind
die Räder
mit je zwei Zahnrädern
auf einer Achse versehen und symmetrisch, paarig ausgeführt. Die
Lagerung der Achsen der Rädern
erfolgt mit offenen, ovalen Halbschalen in Gleitlagerschalen, die
bei wechselnden Klemmkräften
eine gewisse Bewegung in Richtung Seil x01, x30 zulassen.
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Bei einer Ausführung mit einer relativ geringen
Steigung des Gewindes 1247b wird der Reibwinkel so groß, daß Selbsthemmung
eintritt. In diesem Falle ist eine besondere Bremse für den Seilzug
entbehrlich. Diese Alternative zur zweiten Ausführungsform ist besonders günstig im
Herstellungspreis und für
kleine oder untergeordnete Seilzüge.
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Die Lehre der Erfindung wird nach
der in 13 dargestellten
Ausführungsform
in einer besonders wirtschaftlichen Weise angewendet. 13 zeigt eine schematisierte
Längsschnittansicht
der dritten Ausführungsform.
Die Komponenten Hauptantriebsmotor, Bremse und Lagerung sind annähernd unverändert gegenüber der
ersten Ausführungsform
gem. 1 und deren Beschreibung
gilt auch hier sinngemäß Die dritte
Ausführungsform
unterscheidet sich von den ersten beiden durch die äußere Rückführung der
Zan genelemente x57. Das wesentliche Bauelement ist auch hier wieder
die Hohlwelle x35 in diesem Fall mit dem speziellen Rundgewinde
x36, in dem die Wälzkörper (Kugeln
x69) laufen. Die Zangenelemente x57 tragen zum Teil ebenfalls ein
dazu passendes Gewinde an der abgerundeten Mantelfläche des
Zangenkörpers
(x95). Zwei Zangenelemente x57 stehen sich in der Hohlwelle x35
jeweils gegenüber
und umschließen
das Seil und klemmen es. Die Zangenelemente x57 werden bei gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit
der Hohlwelle x35 gleichförmig
und geradlinig innerhalb der Hohlwelle x35 bewegt. Die Zangenelemente
x57 sind untereinander mittels (kräftiger) Federn (x91) verbunden.
Diese Federn sind in der 13 aus
Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Die Federn (x91) stellen sicher, daß die Zangenelemente
x57 beim Eintritt in die Hohlwelle x35 unabhängig von der Hub- oder Senkbewegung
des Seils x01 dicht an dicht folgen und die Wälzkörper (Kugeln x69) ordnungsgemäß laufen
können.
Beim Austritt der Zangenelemente x57 aus der Hohlwelle x35 werden
die Zangenelemente x57 über
die Führungen 1334, 1334a mit
den Führungsrollen 1333, 1333a umgelenkt.
Die Zangenelemente x57 außerhalb
der Hohlwelle x35 werden durch ein hier nicht dargestelltes Führungs-
und Abdeckgehäuse
mitgeführt
und gegen Schäden
abgedeckt. Der Motorlüfter
ist hier nicht im Gestell untergebracht, sondern als separates Bauelement – hier nicht
dargestellt – gedacht.
Eine Reinigungsbürste
für das
Seil x01 ist entbehrlich, da die Zangenelemente x57 zusammen um
das Seil x01 eine annähernd
hermetisch dichtende Einheit bilden.
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In einer Abwandlung der dritten Ausführungsform
wird statt eines Seils x01 eine Kette als Zugmittel verwendet. Die
Zangenelemente x57 besitzen statt der Halbschalen für ein Seil
Kettentaschen zur Aufnahme der Kettenglieder. Die Zangenelemente
x57 sind dann so groß,
daß ihre
Länge sich
ganzzahlig durch die Kettenteilung dividieren läßt. Grundsätzlich sind alle Ketten geeignet,
praktisch kommen jedoch vorzugsweise Rundstahl- und Rollenketten
in Frage.
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Für
leichte und/oder einfache Seil- und Kettenzüge mit einer entsprechend niedrigen
Einstufung gemäß den jeweils
gültigen
Normen genügt
die vereinfachte Variante ohne Bremse und ohne Kugelumlaufspindel
bzw. -lagerung der Zangenelemente x57. Die Hohlwelle x35, x47 und
die Zangenelemente x57 sind vorzugsweise mit einem Trapezgewinde ähnlich 1047, 1047b versehen,
welches Selbsthemmung besitzt. Die Zangenelemente x57 wirken in
etwa hier wie die Hälften
einer Schraube. Der relativ niedrige Gesamtwirkungsgrad wird durch
die sehr einfache und robuste Bauform mit vergleichsweise sehr niedrigen
Herstellungskosten wettgemacht. Die Flanken des Trapezgewindes ähnlich 1047, 1047b sind
so steil, daß mit
der Vergrößerung der
Last am Seil x01 selbsttätig
eine Vergrößerung der
Pressung der Zangenelemente x57 gegenüber dem Seil x01 eintritt.
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In einer hier nicht dargestellten
Bauweise ist die Achse der Hohlwelle x35 liegend eingebaut und das
Seil läuft über den
Bogen der Zangenelemente x57, die unten zurückgeführt werden. Die bogenförmig angeordneten
Zangenelemente x57 bilden für ein
Seil x01 einen Viertelkreis, über
den das Seil x01 wie über
eine Seilrolle umgelenkt wird. In dieser Bauweise sind die Zangenelemente
x57 vorzugsweise nicht mit Federn x91, sondern mit Gelenken, ähnlich einer
Kette, verbunden.
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Für
die Umlenkung und Rückführung der Wälzkörper (Kugeln
x69) sind verschiedene Verfahren alternativ vorgesehen. Hier dargestellt
ist eine innere Umlenkung der Wälzkörper (Kugeln
x69) in den Umlenkkanälen 1359, 1359a.
Die Kugeln x69 werden innerhalb der Lagerdeckel 1339, 1343 in
den Rückführungskanal
(1488) des feststehenden Führungsprofils (1489)
zurückgeführt. Ein
hier nicht dargestelltes Taschenrad mit federnden Klappen zur Vereinzelung
der Kugeln x69 und zur Einführung
der Kugeln x69 in den Rückführungskanal
begünstigt
das Verfahren. In einer hier nicht dargestellten, bevorzugten Bauweise
werden die Kugeln x69 wie bei bekannten Kugelgewindetrieben außen, jedoch
direkt auf der Hohlwelle x35 zurückgeführt. Die
Kugeln x69 durchtreten die Hohlwelle x35 mittels einer Querbohrung unterhalb
der Bremsmuffe der Bremse 1337 und werden in einem auf
die Hohlwelle x35 aufgesetzten (aufgelöteten, aufgeschweißten) Kanal
(i.d.R. ein Blechformstück) über die
Länge der
Hohlwelle x35 außen
zurückgeführt und
treten oberhalb des Zylindenollenlagers mittels einer Querbohrung
wieder in die Hohlwelle x35 ein, resp. umgekehrt. Entsprechend der
Zahl der Gänge
des Gewindes 1336 der Hohlwelle x35 sind Rückführungskanäle erforderlich. Der
Stator des elektrischen Hauptantriebs ist entsprechend mit inneren
Längsnuten
versehen zur Aufnahme der Rückführungskanäle für die Kugeln
x69. Das tragende Gewinde der Hohlwelle x35 ist dadurch etwas kürzer als
bei der weiter oben genannten Durchbildung der Kugelrückführung dafür ist die
Konstruktion wesentlich einfacher.
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14 zeigt
einen schematisierten Radialschnitt im Detail der Hohlwelle der
dritten Ausführungsform
und der inneren Rückführung der
Kugeln x69. Die Zangenkörpers
x95 tragen auf der abgerundeten Mantelfläche in diesem Beispiel ca. über siebzig
Grad Gewinderillen. Gegenüber
befinden sich die etwa halbschaligen Hülsen x93 für das Seil x01 (oder entsprechende
Formstücke
für eine
Kette). Diese etwa halbschaligen Hülsen x93 können aus einem elastischen,
verschleißfesten
Material mit hohem Reibbeiwert bestehen. Alternativ sind hier nicht
dargestellte Backen vorgesehen. Die Backen ähnlich (x54) sitzen in gummielastischen
Hülsen ähnlich (x53)
in den Zangenelementen x57 und sind vorzugsweise gegenüber den
Zangenelementen x57 einfach oder mehrfach gestuft konisch geformt,
die ihrerseits eine entsprechende konische Gegenform haben. Der sich
nach unten hin verjüngende
Konus der Backen ähnlich
(x54) erzeugt beim Zug des Seils x01 eine Selbstverstärkung der
Klemmkraft, so daß das
Seil bei geringer Belastung geschont wird. Beim Öffnen der Zangenelemente x57
besorgen die gummielastischen Hülsen ähnlich (x53)
eine Rückstellung
der Backen (x54) in Bezug auf die Zangenkörper der Zangenelemente x57
in einer axial-radial nach oben-außen gerichteten Bewegung. Diese
Rückstellung
wird in anderen Durchbildungen ohne die gummielastischen Hülsen ähnlich (x53),
bei denen die Backen mehr oder weniger direkt auf dem Grundkörper der
Zangenelemente x57 als Konus oder Mehrfachkonus aufsitzen, mittels
metallischer Federn erreicht. Der Werkstoff der Backen ähnlich (x54)
ist so gewählt,
daß ein
maximaler Reibbeiwert und optimale Seilschonung erreicht wird. Hierzu
sind insbesondere auch die Ausführungen
mit hartmetall- oder hartstoffaufgespritzen Materialien geeignet.
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Der Zangenkörper x95 wird mittels der Führungsleisten
gegenüber
dem abgerundeten Profil x89 geführt
und am Mitdrehen gehindert. Die Führungsleisten Verschließen die
Bohrung für
die Tragstifte x90 der Federn x91. Zur Montage der letzten Zangenelemente
x57 untereinander werden die Federaugen der Federn x91 in die Position
der Bohrungen der Tragstifte x90 mittels eines Hilfsdrahtes oder
-fadens gezogen und dann werden die Stifte eingesetzt und dann werden
die Hilfsmittel entfernt.
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Das abgerundeten Profil x89 hat in
diesem Beispiel einen Nut x88 für
die Kugelrückführung, der mit
einem Blechstreifen x94 zur Steigerung der Steifigkeit des abgerundeten
Profils x89 verschweißt
ist.
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15 zeigt
eine schematisierte Detailansicht eines schematisierten Zangenelements
x57 mit den Gewindeabschnitten 1536a, den halbschaligen Hülsen x93
für das
Seil x01 (oder entsprechende Formstücke für eine Kette), der Federbohrung
x97 und deren konischer Erweiterung x96 sowie der Bohrung für den Tragstift
x90 der Federn (x91). Das Gewinde 1536a ist vorzugsweise
so geformt, das bei Belastung die Kugeln (x69) die Zangenelemente
x57 in Richtung Seil (x01) drängen.
Hierzu sind die Gewindegänge
abweichend von der Halbkugelform asphärisch 1536b, im einfachsten
Fall sogar trapezförmig
oder dreiecksförmig
mit relativ steilen Tragflächen,
geformt. Die Gewinde der Hohlwelle (x35) bildet eine geeignete Gegenform.
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Die Zangenelemente x57 sind an den
gegenseitigen Berühr-
und Kippunkten x98 abgerundet. Die Feder sitzt in einer Bohrung
x97, die an beiden Enden einen Konus x96 hat zur Erleichterung des
Kippens der Zangenelemente x57 gegeneinander über die äußeren Umlenkstellen (x34, x34a).
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Die Seil- oder Kettenzug verfügt über eine hier
nicht dargestellte Umlenkeinrichtung, die das Seil x01 mit Rollen
führt und
in den oder aus einen hier nicht dargestellten Seilspeicher fördert. Der
Seilspeicher ist vorzugsweise ein drehbarer (Blech-)Behälter oder
Drahtkorb mir einer zentralen Öffnung,
in den sich das dort vom Seil- oder Kettenzug hineingeschobene Seil
ablegen kann und umgekehrt. Am Ende des Seils x01 befinden sich
bevorzugt aufgesetzte Verdickungen, die einen Endschalter (Notendschalter)
betätigen
können.
Der Seilspeicher kann in fast beliebiger Lage zum Seil- oder Kettenzug
angeordnet werden. Größere Distanzen
können
durch Verbindungsrohre überbrückt werden.
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Gegenüber Trommelseilwinden ist das
Bauvolumen und die Masse der erfindungsgemäßen Seil- oder Kettenzug extrem
klein, was durch die Trennung von Windwerksfunktion und Seilspeicherfunktion
in optimierte Einheiten möglich
ist.
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Antrieb der Seil- oder Kettenzug
ist an sich freigestellt und erfolgt i.d.R. mittels Elektromotor.
Die eigentliche Windwerksfunktion ist in der Hohlwelle x47, x35
realisiert. Diese Hohlwellen lassen sich grundsätzlich auch in viele andere
Motortypen integrieren. Der Seil- oder Kettenzug hat jedoch im Gegensatz
zu herkömmlichen
Seilwinden mit diskreten Kupplungen, Bremsen, Getrieben und Seiltrommeln den
Vorteil eines geringen rotatorischen Trägheitsmomentes. Damit verringert
sich die notwendige Beschleunigungs- und Bremsleistung..
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In der bevorzugten Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Seil-
oder Kettenzug befindet sich zwischen Seil- oder Kettenzug und dem Seilspeicher ein
Meßrad
zur genauen Ermittlung der durchlaufenden Seillänge. Ein Zähler, der die Umdrehungen des Hauptantriebsmotors
zählt,
kann ebenfalls zur Messung der durchlaufenden Seillänge herangezogen werden.
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Eine andere, hier nicht dargestellte
Ausführungsform
besitzt (ggf. zusätzlich)
eine außen
angebaute Bremsscheibe mit Bremseinrichtung. Bremsen dieser Art
sind auch als Betriebs- und Dauerbremse geeignet.
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Der wesentliche Vorzug des erfindungsgemäßen Seil-
oder Kettenzuges gegenüber
den gattungsgemäßen Seil-
oder Kettenzügen
liegt in der baulichen Gedrängtheit,
dem kleinen Gewicht und den niedrigen Herstellungskosten. Der Raumbedarf ist
nur ¼ so
groß,
die Masse kleiner als 1/3, und der geschätzte Herstellungspreis liegt
bei ca. 40% wie bei herkömmlichen,
gattungsgemäßen Seil-
oder Kettenzügen.
Die Beschränkung
auf an sich sehr wenige und leicht zugängliche Bauelemente erleichtert die
Reparatur, Wartung, Ersatzteilbeschaffung und Lagerhaltung.