DE19903227C2 - Seilzug mit Überlastsicherung - Google Patents

Abstract

Bei einem Seilzug (1) ist das Gebilde aus Seiltrommel (2) und antreibendem Getriebemotor (3) in Tragplatten (16) drehbar gelagert. Die Drehachse dieser Anordnung fällt mit der Drehachse der Seiltrommel (2) zusammen. Das auftretende Reaktionsmoment wird mit Hilfe einer Momentenstütze (18) in ein Momentenwiderlager (16) eingeleitet. Die Einleitung geschieht über die Parallelschaltung einer Feder und eines leistungsfähigen Dämpfers. Die Relativlage zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momentenwiderlager (16) wird über ein Schalt- und Totzeitglied (41) abgefühlt. Dieses sorgt dafür, dass der Motorstrom auch dann für eine vorbestimmte Zeitspanne abgeschaltet bleibt, wenn infolge von Seilschwingungen Schwingungshalbwellen eine Seillast simulieren, die kleiner ist als die zulässige Grenzlast, bei der an sich der Seilzug (1) abgeschaltet werden muss.

Description

In der Regel weiß der Kranführer nicht, wie groß das Gewicht der Last ist, die mit dem Kran angehoben werden soll. Da bei Überlastung eine erhebliche Unfallgefahr ent­ steht, muss rechtzeitig bei einem Kran der Seilzug abge­ schaltet werden, sollte die Last ein Gewicht haben, das die maximale Tragfähigkeit des Krans bzw. Seilzugs übersteigt.

Zur Messung des Gewichts einer Last ist aus dem DE-U-88 12 534 ein überlastungsgesicherter Elektroseilzug bekannt, bei dem zur Gewichtserfassung das Reaktionsmoment ausgenutzt wird, das die Last am Getriebegehäuse des an­ treibenden Getriebemotors hervorruft. Die Ausgangswelle des Getriebemotors ist drehfest mit einer Seiltrommel gekup­ pelt. Durch geeignete Lageanordnung und Befestigung wird dafür gesorgt, dass das Getriebegehäuse sich um eine Achse drehen kann, die mit der Achse der Seiltrommel zusammen­ fällt. Vom Getriebegehäuse geht eine Momentenstütze aus, die mit einem als Momentenwiderlager dienenden schwenkbaren Hebel zusammenwirkt. Der Hebel ist ortsfest gelagert und mit einer Feder vorgespannt. Sein freies Ende betätigt ei­ nen Schalter, der im Stromkreis für das Hebezeug liegt.

Bei Belastung des Hakengeschirrs tritt an der Seil­ trommel ein Drehmoment auf, das über die Ausgangswelle und das Getriebegehäuse in die Momentenstütze eingeleitet wird. Diese verschwenkt mehr oder weniger stark den als Momenten­ widerlager dienenden Hebel. Falls die Kraft in dem Seil zu groß wird, erreicht die Verschwenkung des Hebels ein Maß, das zur Betätigung des Schalters führt, woraufhin der Strom zum Motor abgeschaltet wird.

Nicht nur die Aufhängung des Seilzugs, sondern auch das Seil selbst stellen ein elastisch federndes Gebilde dar, das zu Schwingungen angeregt werden kann. Die Schwin­ gungsanregung entsteht, wenn beim Anfahren des Seilzugs die Last vom Boden abgehoben wird. Noch unterhalb der maximal zulässigen Grenzlast entstehen durch die Schwingungen Last­ spitzen, die in den Überlastbereich führen und eine Betäti­ gung des Schalters auslösen, der daraufhin den Motorstrom abschaltet. Sobald die Schwingung eine negative Amplitude zeigt, was einem verminderten Lastgewicht entspricht, wird der Schalter erneut geschlossen und der Motorstrom einge­ schaltet. Dadurch kommt ein weiterer Stoß auf das Seil und die Schwingung wird weiter angefacht.

Das Ein- und Ausschalten des Motors geschieht synchron mit den Schwingungen. Ohne Eingreifen des Kranführers sind die Schwingungen in einem solchen Falle praktisch nicht zum Abklingen zu bringen.

Die mechanischen Schwingungen sind nicht nur für den Seilzug, sondern auch das Krangestell gefährlich, an dem der Seilzug befestigt ist. Darüber hinaus beeinträchtigen sie die Lebensdauer des Sicherungsschalters, der sehr viele Schaltspiele über sich ergehen lassen muss. Dies führt zu einer Ermüdung der Federn und zu einem erhöhten Kontakt­ abbrand. Der Kontaktabbrand entsteht auch dann, wenn der betätigte Schalter den Motorstrom nicht direkt schaltet, sondern beispielweise nur im Schützenstromkreis liegt. Die auftretende Induktionsspannung beim Öffnen der Kontakte führt zu einem beschleunigten Abbrand.

Um Schwingungen besser in den Griff zu bekommen, ist es zusätzlich aus der DD 30 283 bekannt, eine Seiltrommel bei einem Schiffskran oder einer Mooringwinde über eine Kombination aus einer Feder und einer parallel liegenden Dämpfungseinrichtung anzutreiben. Die Torsion zwischen der Antriebswelle und der Seiltrommel wird mit Hilfe von zwei Nockenschaltern überwacht. Wenn die Verdrehung ein bestimm­ tes Maß überschreitet, wird der entsprechende Nockenschal­ ter betätigt, um den Antrieb abzuschalten. Der andere soll eine Schlaffseilbildung verhindern, indem beim Unterschrei­ ten einer vorgegebenen Seilspannung die Seilwinde wieder eingeschaltet wird. Ein Totzeitglied ist nicht vorhanden.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Seilzug zu schaffen, bei dem auch ohne Eingreifen des Kran­ führers die Seilschwingungen schnell zum Abklingen gebracht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Seilzug mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei dem neuen Seilzug ist, wie beim Stand der Technik, die Einheit aus Getriebemotor und Seiltrommel um eine Achse drehbar gelagert, die zu der Ausgangswelle des Getriebes koaxial ist. Diese Art der Lagerung vergrößert nicht den erforderlichen Bauraum, verglichen mit anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, bei denen Seiltrommel und Getriebe auf einer gefederten Wippe angeordnet sind.

An dem Getriebegehäuse ist eine Momentenstütze ange­ bracht, die sich über eine Feder an einem Momentenwiderla­ ger abstützt. Der Feder liegt kinematisch ein Dämpfer par­ allel. Dieser Dämpfer ist dazu geeignet, aus dem System kinetische Schwingungsenergie herauszudämpfen. Seilschwin­ gungen führen zu periodischen Torsionsbewegungen der Seil­ trommel und des damit gekuppelten Getriebegehäuses um die Achse der Ausgangswelle. Diese Drehschwingungen gelangen in den Dämpfer und werden dort in Wärme umgesetzt.

Der Dämpfer ist vorzugsweise zweiseitig wirkend, damit die Dämpfung unabhängig von dem Vorzeichen der Amplitude wirkt. Hierdurch wird das Abklingen der Schwingung sehr stark beschleunigt.

Eine weitere Maßnahme, um die Schwingung zu reduzie­ ren, besteht in einem Totzeitglied. Das Totzeitglied ver­ hindert die beim Stand der Technik auftretenden Fehlsteue­ rungen, wie sie auftreten, wenn im Verlaufe der Schwingung die Last beim entsprechenden Vorzeichen der Schwingungs­ amplitude scheinbar wieder kleiner wird als die Grenzlast und dies zum Wiedereinschalten des Motorstroms führt. Die Verwendung des Totzeitgliedes verhindert ein durch die . Schwingung synchronisiertes Wiedereinschalten des Motors und ein dadurch hervorgerufenes erneutes Anfachen der Seil­ schwingung.

Das Totzeitglied kann sowohl mechanisch als auch elek­ trisch ausgeführt sein. Derzeit wird die mechanische Aus­ führung bei einfachen Seilzügen ohne aufwendige Steuerung bevorzugt, weil sie sehr kostengünstig ist. Das elektrische Totzeitglied hingegen ist vorteilhaft, wenn die Steuerung für den Seilzug ohnehin auf einem Mikroprozessor basiert bzw. der Mikroprozessor aus anderen Gründen ohnehin vorhan­ den ist.

Eine besonders kompakte Bauweise lässt sich erreichen, wenn der Getriebemotor mittels der Ausgangswelle drehbar gelagert ist. Die Ausgangswelle führt durch ein weiteres Lager, das in einem Tragblech angeordnet ist. Dieses Trag­ blech kann Teil eines Katzfahrwerkes oder eines Krangerüsts sein.

Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, die Feder als Schraubendruckfeder auszubilden. Bei einem Bruch der Feder tritt ein verhältnismäßig kleiner Hub auf, bis die Bewegung der Momentenstütze aufgefangen ist.

Der Dämpfer ist im einfachsten Falle ein ölgefüllter Teleskopdämpfer, der sehr wenig Platz beansprucht, bei­ spielsweise ohne weiteres innerhalb der Schraubendruckfeder angeordnet werden kann. Der ölgefüllte Teleskopdämpfer ist sehr wartungsarm und hat eine vergleichsweise hohe Lebens­ dauer.

Bei mechanischen Ausführungen des Totzeitgliedes wird der Schalter, der die Relativbewegung zwischen der Momen­ tenstütze und dem Momentenwiderlager in ein elektrisches Signal umwandelt, mit Hilfe eines Nockenglieds in Form ei­ ner Nockenscheibe betätigt. Die Nockenscheibe wird beim Ansteigen des Reaktionsmomentes unmittelbar verdreht, um sofort den Schalter in der einen Richtung zu betätigen. Bei einer Entlastung, wie sie bei mechanischen Schwingungen des Systems auftreten, wird hingegen der Rücklauf mit Hilfe eines mit der Nockenscheibe gekoppelten Dämpfers verzögert. Die Zeitkonstante ist zweckmäßigerweise deutlich größer als die Periodendauer der längsten an dem System auftretenden mechanischen Schwingung.

Um eine mechanische Überlastung des Dämpfers für die Nockenscheibe bzw. eine Getriebeverbindung zwischen beiden zu vermeiden, hat der Dämpfer eine Charakteristik derart, dass die Dämpfungswirkung nur in einer Bewegungsrichtung auftritt. Dadurch kann die Nockenscheibe sehr schnell einer Bewegung entsprechend einer zunehmenden Belastung des Seil­ zugs folgen, ohne übermäßige Kräfte an der Verbindung mit dem Dämpfer hervorzurufen. In der umgekehrten Richtung be­ steht eine Freilaufverbindung zwischen der Nockenscheibe und der Momentenstütze. Der Rücklauf der Nockenscheibe in die Ausgangsstellung entsprechend dem unbelasteten Seilzug ist hierdurch mechanisch und zeitlich von der Bewegung der Momentenstütze in Richtung auf den entlasteten Seilzug un­ abhängig.

Ein sehr kleiner und kostengünstiger Dämpfer für die Nockenscheibe besteht in einem Viskosedämpfer, der ein in einer Bohrung drehbares Glied enthält, wobei zwischen dem drehbaren Glied und der Wand der Bohrung eine viskose Flüs­ sigkeit eingefüllt ist. Die Kupplung mit der Nockenscheibe geschieht mit Hilfe von Zahnrädern.

Der Rücklauf der Nockenscheibe in die Ausgangsstellung wird mit Hilfe wenigstens einer Schraubenfeder bewerkstel­ ligt, die um eine Scheibe herumliegt, die mit der Nocken­ scheibe drehfest gekuppelt ist.

Im Falle eines elektrischen Totzeitgliedes wird das Ausgangssignal des Schalters über eine Schaltung mit der Charakteristik eines retriggerbaren Monoflops weitergelei­ tet. Das Ausgangssignal des Monoflops folgt bei Lasterhö­ hung unmittelbar dem Schaltzustand des Schalters, während bei einer Entlastung des Seilzugs das Ausgangssignal dieser Schaltung verzögert auf das Umschalten des Schalters er­ folgt.

Das Monoflop lässt sich ohne weiteres als Warteschlei­ fe in einem Programm eines Mikroprozessors verwirklichen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Seilzug in einer Drauf­ sicht und im Ausschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Tragplatte eines Seil­ zugs nach Fig. 1, unter Veranschaulichung des mechanischen Totzeitgliedes,

Fig. 3 den Ausschnitt nach Fig. 2, in einer Seiten­ ansicht,

Fig. 4 den Ausschnitt nach Fig. 3 mit geöffnetem Tot­ zeitglied und

Fig. 5 das Prinzipschaltbild für ein elektrisches Totzeitglied für den erfindungsgemäßen Seilzug.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungs­ gemäßen Seilzug 1. Zu dem Seilzug 1 gehören eine Seiltrom­ mel 2 sowie ein Getriebemotor 3. Der Getriebemotor 3 setzt sich aus einem Antriebsmotor 4 sowie einem Getriebe 5 zu­ sammen, dessen Getriebegehäuse 6 zwei zueinander parallele Montageflächen 7 und 8 aufweist. An der Montagefläche 7 ist der Antriebsmotor 4 angeflanscht, während an der Montage­ fläche 8 eine Bremse 9 sowie ein Elektroanschlusskasten 11 angebaut sind. Aus der Montagefläche 7 des Getriebegehäuses 6 steht eine Ausgangswelle 12 vor, die in dem Getriebege­ häuse 6 in bekannter Weise drehbar gelagert ist. Die Aus­ gangswelle 12 ist drehfest mit der Seiltrommel 2 verbunden.

Der aus dem Getriebegehäuse 6 hervorstehende Teil der Ausgangswelle 12 bildet einen Hals 13, auf dem ein Rillen­ kugellager 14 sitzt. Das Rillenkugellager 14 steckt in ei­ ner zylindrischen Bohrung 15 einer Lager- oder Tragplatte 16, die ortsfest aufgeständert ist, wie dies schematisch Fig. 3 in Gestalt eines Montagewinkels 17 zeigt.

Das abgebrochene Ende der Seiltrommel 2 ist koaxial zu dem Lager 14, ebenfalls in einer ortsfesten Tragplatte, drehbar gelagert. Die beiden Tragplatten 16 können z. B. Teile eines Krangerüstes oder des Fahrwerks einer Katze sein.

Aufgrund der Anordnung ist der Getriebemotor 3 samt seinem Getriebegehäuse 6 um eine Achse drehbar gelagert, die zu der Längsachse der Seiltrommel 2 koaxial ist.

Die Sicherungseinrichtungen zum axialen Sichern des Rillenkugellagers 14 auf der Ausgangswelle 12 sowie in der Tragplatte 16 sind nicht weiter gezeigt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind.

Um ein beliebiges Drehen des Getriebemotors 3 um die Achse der Ausgangswelle 12 zu verhindern, ist an der Monta­ gefläche 7 eine Momentenstütze 18 angeflanscht. Die Momen­ tenstütze 18 bildet einen seitlich über das Getriebegehäuse 6 überkragenden Arm 19, der sich radial bezüglich der Achse der Seiltrommel 2 erstreckt.

Wie am besten Fig. 3 erkennen lässt, ist an der Momen­ tenstütze 18 ein Bolzen 21 festgeschraubt, der durch eine Bohrung 22 eines Kopfstücks 23 hindurchführt, das zu einem Teleskopdämpfer 24 gehört. Der Teleskopdämpfer 24 ist ölge­ füllt und zweiseitig wirkend. Das Kopfstück 23 ist auf ein zylindrisches Gehäuse 25 des Stoßdämpfers 24 aufgeschraubt, aus dessen dem Kopfstück 23 gegenüberliegenden Ende eine Kolbenstange 26 herausragt. Die Kolbenstange 26 ist endsei­ tig mit einem Kopfstück 27 versehen, das mit Hilfe eines durchgehenden Schraubenbolzens 28 an der Tragplatte 16 an­ geschraubt ist.

Die Tragplatte 16 enthält hierzu eine entsprechende Bohrung, durch die der Schraubenbolzen 28, der als Stufen­ schraube ausgebildet ist, hindurchführt. Er wird mit Hilfe einer Mutter 29 an der Tragplatte 16 festgeschraubt, wäh­ rend das Kopfstück 27 mittels einer selbstsichernden Mutter drehbar auf dem Bolzen 28 gehalten ist. Auch das untere Kopfstück 23 ist auf der Schraube 21 drehbar.

Der Stoßdämpfer 24 sitzt innerhalb einer Schrauben­ druckfeder 32, die endseitig an zwei Stütztellern 33 und 34 anliegt. Der Stützteller 33 liegt an dem Kopfstück 27 an und steht damit mit der Kolbenstange 26 in Verbindung, wäh­ rend der Stützteller 34 eine Mutter ist, die auf ein Ge­ winde 35 auf der zylindrischen Außenseite des Dämpfergehäu­ ses 25 aufgeschraubt ist. Zwischen dem unteren Federende und der unteren Stützplatte 34 ist ein Betätigungsarm 35 eingeklemmt. Der Betätigungsarm 35 geht in einen nach unten führenden Schenkel 36 über, der seinerseits wiederum an der Schraube 21 mit Hilfe einer Kopfschraube 37 festgeschraubt ist, um ein Verdrehen des Armes 35 auf dem Dämpfergehäuse 25 zu verhindern. An seinem anderen Ende ist der Arm 35 mit einer Stellschraube 38 versehen, die durch eine Gewindeboh­ rung hindurchführt und mit einer Kontermutter 39 gekontert ist.

Auf der Tragplatte 16 sitzt ein kombiniertes Sensor- und Totzeitglied 41, dessen Zweck darin besteht, die Rela­ tivdrehung zwischen der Momentenstütze 18 und der Tragplat­ te 16, die als Momentenwiderlager dient, zu erfassen, damit bei einer übermäßigen Bewegung, die einer Überlastung des Seilzugs 1 entspricht, der Strom zu dem Motor 4 abgeschal­ tet werden kann.

Das Sensor- und Totzeitglied 41 ist bei dem nachfol­ gend beschriebenen Ausführungsbeispiel mechanisch ausge­ führt.

Zu ihm gehören zwei Platinen 43 und 44, die mit Hilfe zweier Bolzen 45 parallel mit Abstand aneinander befestigt sind. Die Bolzen 45 führen mit nicht weiter gezeigten Ge­ windezapfen in die Tragplatte 16 und sind dort verankert.

Zwischen den beiden Platinen 43 und 44 ist eine No­ ckenscheibe 46 drehbar gelagert, die mit einer Welle 47 drehfest verbunden ist. Die Welle 47 führt durch entspre­ chende Lagerbohrungen in den beiden Platinen 43 und 44 und sie trägt auf ihrem über die Platine 43 überstehenden Ende drehfest ein Stirnzahnrad 50. Außerdem ist sie mit einer Betätigungsnase 48 versehen, die in die Bewegungsbahn der Stellschraube 38 hineinragt. Mittels eines Stiftes in Ge­ stalt eines Splintes 49, der durch entsprechende Bohrungen in den beiden Platinen 43 und 44 hindurchführt, wird die Bewegung der Nockenscheibe 46 im Uhrzeigersinne über die in Fig. 4 gezeigte Stellung hinaus begrenzt. Der Stift 49 bil­ det einen Anschlag für die Bewegung der Nockenscheibe 46.

Um die Nockenscheibe 46 mit ihrer Betätigungsnase in Richtung gegen den Stift 49 vorzuspannen, sind zwei Schrau­ benfedern 51 und 52 vorhanden, die mit einem Ende an je einem Zapfen 53 der Nockenscheibe 46 eingehängt sind und mit dem anderen Ende an einem zwischen den Platinen 43 und 44 sich erstreckenden Bolzen 54 befestigt sind. Zwischen diesen beiden Enden liegen die Federn 51 und 52, jede für sich um eine Zylinderfläche 55 herum, die sich beidseits der Nockenscheibe 46 erstreckt und zu der Welle 47 koaxial ist.

Auf der Nockenscheibe 46 ist ein zu der Achse der Wel­ le 47 konzentrischer Bahnabschnitt 56 und eine sich daran anschließende Vertiefung 57 vorgesehen. Sie dienen der Be­ tätigung eines Stößels 58 eines Sicherheitsschalters 59, der neben der Nockenscheibe 46 zwischen den beiden Platinen 43 und 44 befestigt ist. Die Anordnung ist so getroffen, dass, wenn die Betätigungsnase 48 an dem Zapfen 49 anliegt, sich der Stößel 58 in der tiefsten Stelle der Vertiefung 57 der Nockenbahn befindet. In diese Stellung wird die Nocken­ scheibe 46 mit Hilfe der beiden Schraubenfedern 51 und 52 gezogen bzw. vorgespannt.

Der Schalter 59 ist als Sicherheitsschalter ausge­ führt, d. h. er enthält einen Sprungschalter, der im Normal­ betrieb mit Hilfe des Stößels 58 betätigt wird. Sollten die Kontakte in einer Stellung verschweißen, in der sich der Stößel 58 in der Vertiefung 57 befindet, würde die Schnapp­ feder in dem Schalter die Kontakte nicht öffnen können. In diesem Falle wirkt der Stößel 58 unmittelbar auf den be­ weglichen Kontakt und trennt mit Gewalt die miteinander verschweißten Schalterkontakte.

Auf der Außenseite der Platine 43 sitzt ein Viskose­ dämpfer 61, der sich aus einem Gehäuse 62 und einem darin drehbar gelagerten Rotor zusammensetzt. In dem Spalt zwi­ schen dem Gehäuse 62 und dem Rotor befindet sich eine vis­ kose Flüssigkeit. Der Rotor lässt sich nur mit Kraftaufwand in dem Gehäuse 62 drehen, wobei der Widerstand, den der Rotor erfährt, wie bei viskosen Reibungen üblich, von der Relativgeschwindigkeit abhängig ist.

Mit dem Rotor ist auf der Außenseite des Gehäuses 62 ein Zahnrad 63 drehfest verbunden, das mit dem Zahnrad 50 kämmt.

Die insoweit beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Angenommenerweise läuft ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Seil, das an der Seiltrommel 2 befestigt ist, auf der dem Motor 4 benachbarten Seite der Seiltrommel 2 ab, und zwar bezogen auf Fig. 1 nach unten. Eine an dem Seil hängende Last erzeugt ein Drehmoment in Richtung eines Pfeiles 65. Es ist bestrebt, den Getriebemotor 3 samt Seil­ trommel 2, bezogen auf die Fig. 2 bis 4, im Gegenuhrzeiger­ sinne entsprechend einem Pfeil 66, zu drehen. Diese Drehung wird aufgehalten durch die Momentenstütze 18, die das her­ vorgerufene Drehmoment über die Feder 32 in die als Momen­ tenwiderlager dienende Tragplatte 16 einleitet.

Das Maß der Relativdrehung zwischen der Tragplatte 16 und der Momentenstütze 18, die mit dem Getriebegehäuse 6 starr verbunden ist, hängt vom Drehmoment ab, das das mit der Last beaufschlagte Seil an der Seiltrommel 2 erzeugt. Ohne Vorspannung in der Feder 32 ist deren Hub somit pro­ portional dem Gewicht der am Seil hängenden Last. Je höher das Gewicht der Last ist, umso weiter wird sich, bezogen auf die Fig. 2 bis 4, die Momentenstütze 18 nach oben in Richtung auf den oberen Schraubenbolzen 28 bewegen. Bei dieser Bewegung wird gleichzeitig der starr mit der Momen­ tenstütze 18 gekuppelte Arm 35 ebenfalls nach oben bewegt.

Die Dimensionierung der Kennlinie der Feder 32 sowie der Lage des Armes 35 und der daran befestigten Stell­ schraube 39 ist so gewählt, dass bei Belastungen des Seils, die unterhalb der maximalen Traglast des Seilzugs 1 liegen, das nach oben zeigende freie Ende der Stellschraube 38 noch nicht mit der Betätigungsnase 48 in Eingriff kommt. Bei Belastungen in der Nähe der Maximallast federt die Feder 32 so weit zusammen, bis das nach oben zeigende Ende des Schaftes der Stellschraube 38 mit der Betätigungsnase 48 in Berührung kommt. Mit Überschreiten der zulässigen Grenzlast bewegt sich die Momentenstütze 18 noch weiter im Uhrzeiger­ sinne, d. h. nach oben, wodurch jetzt die Stellschraube 38 die Betätigungsnase 48 und zusammen damit die Nockenscheibe 46 im Gegenuhrzeigersinne dreht. Zufolge der Verdrehung der Nockenscheibe 46 bewegt sich die Vertiefung 57 von dem Stö­ ßel 58 weg. Der Stößel 58 wird in radialer Richtung, bezo­ gen auf die Welle 47 der Nockenscheibe 46, nach außen weg­ bewegt, indem er längs der Schulter, die die Vertiefung 57 mit der zylindrischen Nockenbahn 56 verbindet, hochklet­ tert. Im Verlaufe dieses Nachobenkletterns ändert der Schalter 59 seinen Schaltzustand.

Die Schalterkontakte des Sicherheitsschalters 59 lie­ gen in dem Steuerstromkreis für den Motor 4. Der Sicher­ heitsschalter 59 sorgt dafür, dass der Strom für den Motor 4 abgeschaltet wird, sobald die Verdrehung der Nockenschei­ be 46 ein Maß erreicht hat, das zum Umschalten des Sicher­ heitsschalters 59 führt. Dieses Maß der Verdrehung der No­ ckenscheibe 46, abhängig von der Last am Seil.

Wenn die Belastung am Seil nachlässt und sich die Mo­ mentenstütze 18 im Uhrzeigersinne nach unten bewegt, bewegt sich die Stellschraube 38 von der Betätigungsnase 48 weg nach unten. Die Nockenscheibe 46 bzw. die Betätigungsnase 48 wird durch die Zugfedern 51 und 52 dazu gezwungen, der Bewegung der Stellschraube 38 zu folgen.

Wenn hingegen die Entlastung an der Seiltrommel 2 ver­ hältnismäßig rasch erfolgt, bewegt sich entsprechend schne­ ll die Stellschraube 38 nach unten. Die Betätigungsnase 48 kann der schnellen Abwärtsbewegung nicht folgen. Sie wird daran durch den Dämpfer 61 gehindert, der über das Zahnrad 50 getrieblich mit der Nockenscheibe 46 gekoppelt ist.

Die Rückdrehbewegung der Nockenscheibe 46 ergibt sich in der Rücklaufbewegung aus der Wechselwirkung zwischen dem Drehmoment, das die beiden Zugfedern 51 und 52 auf die No­ ckenscheibe 46 ausüben und der Bremswirkung durch den Dämp­ fer 61. Bei einer schnellen Entlastung wird also der Schal­ ter 59 erst mit einer erheblichen Verzögerung wieder in den Zustand gelangen, der der Normallast entspricht.

Das oben beschriebene Überschreiten der Grenzlast tritt nicht nur dann auf, wenn die Seillast ohnehin zu hoch ist, sondern auch, wenn eine Last vom Boden angehoben wird, deren Gewicht kleiner ist als die zulässige Maximallast. Das scharfe Anfahren der Seiltrommel 2 erzeugt in dem Seil einen Stoß, der zu einer Auf- und Abbewegung der Last an dem Seil führt. Diese periodische Auf- und Abbewegung führt zu einer erheblichen dynamischen Belastung des Seilzugs bzw. des Krangerüstes und sollte so schnell wie möglich abklingen. Die Schwingung muss auch deswegen zum Abklingen gebracht werden, um klar erkennen zu können, ob in der Tat versucht wird, eine Last anzuheben, deren Gewicht über der zulässigen Traglast liegt und insoweit eine echte Unfall­ gefahr darstellt.

Das Abklingen der Schwingungen wird bei dem erfin­ dungsgemäßen Seilzug durch zwei Maßnahmen erreicht: Einer­ seits durch den zweiseitig wirkenden ölgefüllten Dämpfer 24, indem die Schwingungsenergie dort in Wärme umgesetzt wird. Er ist so dimensioniert, dass nach ca. sechs Schwin­ gungen im Seil die Schwingamplitude auf weniger als 10% der maximalen Amplitude abgeklungen ist.

Außerdem wird beim ersten Überschreiten der zulässigen Lastgrenze die Nockenscheibe 46 durch die Stellschraube 38 verdreht, womit der Sicherheitsschalter 59 dafür sorgen kann, dass der Strom für den Antriebsmotor 4 abgeschaltet wird. Da das Drehen der Nockenscheibe 46 in der entgegenge­ setzten Richtung, d. h. in die Ausgangsstellung, eine gewis­ se Zeit beansprucht, denn der Dämpfer 61 hindert die Be­ tätigungsnase 48 daran, unmittelbar der Abwärtsbewegung der Stellschraube 38 zu folgen, bleibt der Motor 4 auch dann abgeschaltet, wenn die Last nach oben schwingt und die Fe­ der 32 die Momentenstütze 18 nach unten drücken kann. In­ folge der Verzögerungszeit, die durch den Dämpfer 61 einge­ führt wird, kann der Motorstrom während dieser Halbwelle der Seilschwingung nicht wieder eingeschaltet werden und die Seilschwingung erneut anfachen. Die Verzögerungszeit sollte zumindest so lang sein wie die längste zu erwartende Schwingungsdauer.

Die Seilschwingung kann gedämpft durch den Dämpfer 24 schnell abklingen. Dadurch lässt sich relativ schnell fest­ stellen, ob das statische Gewicht der Last kleiner ist als die zulässige maximale Belastung des Seilzugs 1 oder ob die statische Last eine dauernde Überlastung hervorrufen würde.

Fig. 5 zeigt ein stark schematisiertes Prinzipschalt­ bild für das Schalt- und Totzeitglied 41. Im Falle von Fig. 5 ist das Schalt- und Totzeitglied 41 überwiegend elek­ trisch ausgebildet. Es weist an seinem Eingang einen wie­ derum über die Nockenscheibe 46, gesteuerten Schalter 71 auf, von dem ein Kontakt mit einer Schaltungsmasse 72 ver­ bunden ist und dessen anderer Schalterkontakt über einen Vorwiderstand 73 an einer positiven Stromversorgung liegt. Die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 73 und dem Schalter 71 liegt an einem Eingang 74 einer Schaltstufe 75, die die Charakteristik eines retriggerbaren Monoflops hat. Das retriggerbare Monoflop 75 weist einen Ausgang 76 auf, der das Steuersignal zur Steuerung des Stroms für den An­ triebsmotor 4 liefert.

Wenn der Seilzug 1 in den Überlastbereich gelangt, wird, wie bereits oben ausführlich erläutert, die Nocken­ scheibe 46 verdreht. Dieses Verdrehen führt dazu, dass der Schalter 71 geöffnet wird. Dadurch gelangt ein positives Eingangssignal an den Eingang 74 des Monoflops 75. Dieses gibt darauf ein entsprechendes Abschaltsignal für den Mo­ torstrom ab. Dieses Abschaltsignal bleibt wenigstens so­ lange bestehen, wie der Schalter 71 durch die Nockenscheibe 46 geöffnet gehalten wird. Wenn die Überlast verschwindet, folgt bei der elektronischen Ausgestaltung des Totzeitglie­ des die Nockenscheibe 46 unmittelbar und verzögerungsfrei die abwärts gerichtete Bewegung der Stellschraube 38. Dies hat zur Folge, dass umgehend mit der Abwärtsbewegung der Momentenstütze 19 auch der Schalter 71 wieder schließt und das positive Eingangssignal an dem Monoflop 75 abgeschaltet wird.

Da ein Monoflop die Eigenschaft hat, am Ausgang erst dann in den Ruhezustand zurückzukehren, wenn nach dem Ver­ schwinden des Steuersignals an dem Eingang eine Zeit ver­ gangen ist entsprechend der Halte- oder Kippzeit des Mono­ flops, bleibt das Abschaltsignal für den Motorstrom an dem Ausgang des Monoflops eingeschaltet, bis dessen Wartezeit abgelaufen ist. Im Falle von Seilschwingungen wird die War­ tezeit des Monoflops 75 so lang gewählt, dass sie zumindest größer ist als die halbe Periodendauer der niedrigsten zu erwartenden Schwingfrequenz des Seils, vorzugsweise zumin­ dest so lang wie die Periodendauer. Eine eine Entlastung simulierende Schwingungshalbwelle wäre unter diesen Umstän­ den abgeklungen, noch bevor das Abschaltsignal an dem Aus­ gang 76 des Monoflops 75 verschwindet. Der Motorstrom würde damit auch dann nicht eingeschaltet werden, wenn die Schwingungshalbwelle ein Unterschreiten der Belastungsgren­ ze simuliert.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 ersetzt das Monoflop 75 die Wirkung des Dämpfers 61. Während bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel entsprechend der gewünschten Totzeit das Rückdrehen der Nockenscheibe 46 verzögert wird, folgt diese bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis zu der Anlage der Betätigungsnase 48 an dem Stift 49 unmittelbar der Be­ wegung der Stellschraube 38. Das Abschaltsignal für den Motorstrom wird mit Hilfe des Monoflops 75 für eine be­ stimmte Zeit aufrechterhalten.

Im Falle einer dauernden Überlastung bleibt das Ab­ schaltsignal an dem Ausgang 76 vorhanden, weil der Schalter 71, gesteuert über die Nockenscheibe 46, ständig geöffnet gehalten wird.

Mit Hilfe eines mehr oder weniger tiefen Einschraubens der Stellschraube 38 kann der Punkt justiert werden, an dem die Nockenscheibe 46 weit genug verdreht ist, damit der Sicherheitsschalter 59 oder der Schalter 71 ein Signal ent­ sprechend dem Abschalten des Stroms für den Antriebsmotor 4 abgibt.

Bei einem Seilzug ist das Gebilde aus Seiltrommel und antreibendem Getriebemotor in Tragplatten drehbar gelagert. Die Drehachse dieser Anordnung fällt mit der Drehachse der Seiltrommel zusammen. Das auftretende Reaktionsmoment wird mit Hilfe einer Momentenstütze in ein Momentenwiderlager eingeleitet. Die Einleitung geschieht über die Parallel­ schaltung einer Feder und eines leistungsfähigen Dämpfers. Die Relativlage zwischen der Momentenstütze und dem Momen­ tenwiderlager wird über ein Schalt- und Totzeitglied abge­ fühlt. Dieses sorgt dafür, dass der Motorstrom auch dann für eine vorbestimmte Zeitspanne abgeschaltet bleibt, wenn infolge von Seilschwingungen Schwingungshalbwellen eine Seillast simulieren, die kleiner ist als die zulässige Grenzlast, bei der an sich der Seilzug abgeschaltet werden muss.

Claims (24)

1. Seilzug (1)
mit einem Getriebemotor (3), der ein Getriebegehäuse (6) aufweist, aus dem eine in dem Getriebegehäuse (6) gela­ gerte Ausgangswelle (12) auskragt,
mit einer drehbar gelagerten Seiltrommel (2), die zu der Ausgangswelle (12) koaxial und drehfest mit der Aus­ gangswelle (12) gekuppelt ist,
mit einer Lagereinrichtung (15, 16) für den Getriebe­ motor (3), mittels der der Getriebemotor (3) bezüglich ei­ ner Achse drehbar ist, die zu der Ausgangswelle (12) koaxi­ al ist,
mit einer an dem Getriebegehäuse (6) angeordneten Mo­ mentenstütze (18),
mit einer zwischen der Momentenstütze (18) und einem Momentenwiderlager (16) wirksamen Feder (32), über die das von der Seiltrommel (2) ausgeübte Drehmoment in das Momen­ tenwiderlager (16) eingeleitet wird, wobei sich die Momen­ tenstütze (18) bei einer Belastung des Seilzugs (1) in ei­ ner ersten Richtung gegenüber dem Momentenwiderlager (16) bewegt und bei einer Entlastung des Seilzugs (1) in einer zweiten Richtung,
mit einem Dämpfer (24), der zu der Feder (32) kinema­ tisch parallel geschaltet ist,
mit einem Sensor (59, 71) zum Erfassen der Relativbewe­ gung zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momentenwi­ derlager (16) und Abgeben eines elektrischen Signals zu­ mindest dann, wenn die Relativbewegung zwischen der Momen­ tenstütze (18) und dem Momentenwiderlager (16) ein vorgege­ benes Maß überschreitet, und
mit einem Totzeitglied (61, 75), das dafür sorgt, dass das Signal bei einer Bewegung der Momentenstütze (18) rela­ tiv zu dem Momentenwiderlager (16) in der zweiten Richtung entsprechend einer Entlastung des Seilzugs (1) zeitlich verzögert einen Wert annimmt, der dem neuen Zustand ent­ spricht.

2. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Totzeitglied (61) ein mechanisch arbeitendes Tot­ zeitglied ist.

3. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Totzeitglied (75) ein elektrisch arbeitendes Tot­ zeitglied ist.

4. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitkonstante des Totzeitglieds (61, 75) größer ist als die längste halbe Periodendauer von mechanischen Schwingungen zwischen der Momentenstütze (18) und dem Mo­ mentenwiderlager (16).

5. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit des Totzeitglieds (61, 75) von dem Bewegungshub zwischen der Momentenstütze (18) und dem Mo­ mentenwiderlager (16) abhängig ist.

6. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebemotor (3) mittels der Ausgangswelle (12) gelagert ist.

7. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (12) durch ein Lager (15) führt, das in einer Tragplatte (16) angeordnet ist.

8. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (16) Teil eines Katzfahrwerks oder Krangerüsts ist.

9. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (32) eine Schraubendruckfeder ist.

10. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (24) ein ölgefüllter Teleskopdämpfer ist.

11. Seilzug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Dämpfer (24) in der Schraubendruckfeder (32) befindet.

12. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (59, 71) ein Schalter ist.

13. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sensor (59, 71) ein beweglich gelagertes Nocken­ glied vorzugsweise eine Nockenscheibe (46) zugeordnet ist, an dem ein Sensorbetätigungsglied (58) des Schalters (59, 71) anliegt.

14. Seilzug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenglied bzw die Nockenscheibe (46) getrieblich zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momentenwiderlager (16) wirksam ist und auf die Relativbewegung zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momentenwiderlager (16) an­ spricht.

15. Seilzug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Nockenglied bzw der Nockenscheibe (46) eine Mit­ nehmeranordnung (38, 48) zugeordnet ist, die lediglich in der ersten Bewegungsrichtung eine zwangsläufige Bewegung des Nockenglieds bzw. der Nockenscheibe (46) auf Grund der Bewegung zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momenten­ widerlager (16) bewirkt und in der zweiten Bewegungsrich­ tung zwischen der Momentenstütze (18) und dem Momentenwi­ derlager (16) freiläuft.

16. Seilzug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Nockenglied bzw. der Nockenscheibe (46) eine Vor­ spanneinrichtung (51, 52) zugeordnet ist, die das Nocken­ glied bzw. die Nockenscheibe (46) in Richtung auf eine Ru­ hestellung vorspannt.

17. Seilzug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (51, 52) wenigstens eine Feder umfasst.

18. Seilzug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (51, 52) eine als Schraubenfeder ausgebildete Zugfeder ist, die auf einer Scheibe (55) in deren Umfangs­ richtung verlaufend aufliegt und von der ein Ende mit der Scheibe (55) und das andere Ende mit einem Widerlager (54) verbunden ist.

19. Seilzug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Totzeitglied das Nockenglied bzw. die Nocken­ scheibe (46) und ein mit dem Nockenglied bzw. der Nocken­ scheibe (46) gekuppelter Dämpfer (61) gehören.

20. Seilzug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus dem Dämpfer (61) und dem Nockenglied bzw. der Nockenscheibe (46) derart getroffen ist, dass der Dämpfer (61) lediglich in einer Bewegungsrichtung des No­ ckenglieds bzw. der Nockenscheibe (46) einen Einfluss auf die Bewegung des Nockenglieds bzw. der Nockenscheibe (46) ausübt.

21. Seilzug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (61) ein Viskosedämpfer ist.

22. Seilzug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (61) lediglich in einer Bewegungsrichtung eine Dämpfungswirkung zeigt.

23. Seilzug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenscheibe (46) mit einem Zahnrad (50) drehfest gekuppelt ist und dass das Zahnrad (50) mit einem zweiten Zahnrad (63) kämmt, das drehfest mit dem Dämpfer (61) ver­ bunden ist.

24. Seilzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Totzeitglied ein Schalter (71) sowie ein ret­ riggerbares Monoflop (75) gehören.