DE19959999C2 - Hebezeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hebezeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Hebezeuge der in Rede stehenden Art dienen insbesondere der vertikalen Verlagerung von Lasten. Sie umfassen ein Antriebsrad, das häufig als Kettenrad ausgebildet ist und mittels einer manuell handhabbaren Rundgliederkette in beide Richtungen gedreht werden kann. An die Stelle eines Kettenrads kann aber auch ein Zahnrad treten. Des Weite­ ren kann das Antriebsrad als Kupplungsrad zu einer Motor­ welle ausgebildet sein.

Das meistens ebenfalls als Kettenrad gestaltete Lastrad ist über eine Rundgliederkette mit einem Lastaufnahmemit­ tel, wie beispielsweise einem Kranhaken, gekuppelt.

Das Gehäuse des Hebezeugs ist in der Regel mit einem Haken versehen, über den es an geeigneten Widerlagern aufgehängt werden kann.

In dem Gehäuse sind in axialer Hintereinanderanordnung das Antriebsrad, eine Lastdruckbremse, das Lastrad und ein Getriebe angeordnet, wobei das Getriebe häufig als Planetengetriebe ausgebildet ist. Das Antriebsrad sitzt an einem Ende einer Antriebswelle, welche die Lastdruck­ bremse und das Lastrad durchsetzt. Am anderen Ende der Antriebswelle befindet sich das Getriebe, welches dann mit dem Lastrad drehmomentübertragend verbunden ist.

Bei einer bekannten Bauart eines wie vorstehend beschrie­ benen Hebezeugs (Prospekt der Yale Industrial Products GmbH, 5620 Velbert 1 "Yale Flaschenzug/Hand Hoist/Palan à bras Mod. VS") setzt sich die Lastdruckbremse aus einer Klinkenscheibe, zwei beidseits der Klinkenscheibe liegen­ den Friktionsscheiben sowie zwei an das Gehäuse angelenk­ ten Sperrklinken zusammen, die unter dem Einfluss von Schenkelfedern an die Klinkenscheibe gedrückt werden. Die beiden Friktionsscheiben treten einmal mit der Klin­ kenscheibe und zum anderen mit einer an der Welle festge­ legten Druckscheibe bzw. dem Antriebsrad in eine reib­ schlüssige Verbindung. Das Antriebsrad ist auf einem Ge­ winde an einem Ende der Antriebswelle axial verlagerbar. Das andere Ende der Antriebswelle ist mit zwei Zahnrädern gekoppelt, die ihrerseits über im Durchmesser kleinere verzahnte Ritzel mit einem Zahnrad in Verbindung stehen, das eine innere Zahnung aufweist, in das ein Ritzel ein­ fasst, welches mit dem Lastrad verbunden ist.

Die Lastdruckbremse hat die Aufgabe, die von dem Hebezeug getragene Last in der jeweiligen Höhe zu halten, wenn das Antriebsrad stillsteht. Dann ist das Antriebsrad über die Friktionsscheiben und die Klinkenscheibe an die Druckscheibe gedrückt. Die Sperrklinken liegen in den umfangs­ seitigen Aussparungen der Klinkenscheibe.

Wird das Antriebsrad in Heberichtung gedreht, so gleiten die Sperrklinken über die Zähne der Klinkenscheibe bis das Antriebsrad zum Stillstand kommt. Dann rasten die Sperrklinken wieder in die Ausnehmungen der Klinken­ scheibe ein. Beim Absenken der Last wird das Antriebsrad in die Gegenrichtung gedreht, wodurch es auf dem Bewe­ gungsgewinde der Antriebswelle axial gleitet und der reibschlüssige Kontakt mit den Friktionsscheiben, der Klinkenscheibe und der Druckscheibe aufgehoben wird. Die Last kann sich solange absenken bis die nachdrehende Welle das Axialspiel wieder kompensiert.

Als verbesserungswürdig hat sich bei der bekannten Bauart herausgestellt, dass die Lastdruckbremse beim Eindringen von Fremdkörpern oder bei dem Bruch der Schraubenfedern versagen kann. Auch sind die Sperrklinkengeräusche in vielen Anwendungsfällen unerwünscht, und zwar insbeson­ dere dort, wo diese Geräusche zu einer Lärmbelästigung führen. Des Weiteren ist die Fertigung der Last­ druckbremse aufwendig, wobei insbesondere der Fertigungs­ aufwand für die Klinkenscheibe anzuführen ist.

Im Umfang der US-A-3,090,601 zählt ein Hebezeug zum Stand der Technik, bei der das Antriebsrad auf einer Antriebswelle axial unverschieblich, jedoch begrenzt relativ drehbar gelagert ist. Eine gegenüber der Antriebswelle rela­ tiv drehbare Bremsscheibe ist unter Eingliederung einer Friktionsscheibe gegen eine am Gehäuse festlegbare Druckscheibe anpressbar. Der axiale Druck auf die Bremse wird direkt über eine Nasenscheibe erzeugt. Diese verfügt über drei wendelförmige Gleitflächen, die mit entsprechenden Ge­ genflächen der Druckscheibe zusammenarbeiten. Da diese Flächen nur gusstechnisch ausgeführt werden können, ist mit einem erhöhten Verschleiß sowie Maßungenauigkeiten zu rechnen, die zur Beeinträchtigung der Brems­ funktion führen können. Unvorteilhaft ist ferner, dass die axiale Kraft über eine Druckscheibe und eine Mutter auf die Antriebswelle und die Torsions­ momente über eine Keilverbindung der Nasenscheibe auf die Antriebswelle übertragen werden. Ein Verlust der Mutter oder ein Abscheren der Keilver­ bindung würde damit direkt zum vollständigen Ausfall der Bremse führen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hebezeug zu schaffen, das einfacher aufgebaut, störungsunempfindlicher und geräuschärmer ge­ staltet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Danach ist das Antriebsrad gegenüber der Antriebswelle zwar begrenzt relativ verdrehbar, jedoch axial unverschieblich angeordnet. Außerdem ist das Antriebsrad mit einer Bremsscheibe begrenzt relativ verdrehbar gekuppelt, die ihrerseits auf einem Gewindeabschnitt der Antriebs­ welle axial verschiebbar ist. Zwischen der Bremsscheibe und einer am Gehäuse des Hebezeugs festgelegten Druck­ scheibe liegt eine Friktionsscheibe.

Soll eine Last angehoben werden, so wird das Antriebsrad im Uhrzeigersinn gedreht. Nach einem vorbestimmten Dreh­ winkel, über den sich das Antriebsrad gegenüber der An­ triebswelle frei drehen kann, wird die freie Drehbewegung aufgehoben und die Antriebswelle direkt über das Handrad angetrieben, ohne dass die Bremse belastet ist. Aufgrund des rechtsgängig gestalteten Gewindeabschnitts wird beim Drehen im Uhrzeigersinn die Bremsscheibe von der Frik­ tionsscheibe gelöst, so dass die Bremswirkung aufgehoben wird.

Wird die Drehbewegung des Antriebsrads gestoppt, zieht die sich unter dem Einfluss der Last drehende Antriebs­ welle die Bremsscheibe gegen die Friktionsscheibe und da­ mit gegen die Druckscheibe. Die Last wird blockiert.

Zum Absenken der Last muss das Antriebsrad gegen den Uhr­ zeigersinn gedreht werden. Nach einem vorbestimmten Dreh­ winkel erfolgt eine Kopplung des Antriebsrads mit der Bremsscheibe. Diese wird aufgrund des rechtsgängigen Ge­ windeabschnitts auf diesem in Richtung auf das Antriebs­ rad axial verlagert und der Kontakt mit der Druckscheibe über die Friktionsscheibe aufgehoben. Danach kann die Last entsprechend dem vorgegebenen Drehwinkel zwischen dem Antriebsrad und der Bremsscheibe nachlaufen und wird danach wieder dadurch gebremst, dass die sich unter der Last drehende Antriebswelle die Bremsscheibe gegen die Friktionsscheibe und diese gegen die Druckscheibe zieht.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie im Vergleich zur bekannten Bauart wesentlich präziser und leiser funktioniert. Auch von der Anzahl der Bauteile her ist das Hebezeug gemäß der Erfindung einfacher gestaltet.

Ferner ist herauszustellen, dass die Antriebswelle und damit das Lastrad direkt über das Antriebsrad angetrieben wird, ohne dass die Lastdruckbremse belastet ist.

Wie beim Stand der Technik kann das Antriebsrad mit einer Kette, einem Seil, einer Kurbel oder auch mittels eines Motors angetrieben sein.

Die Drehbarkeit des Antriebsrads auf der Antriebswelle wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 bevorzugt mit Hilfe einer auf der Antriebswelle festgelegten Buchse re­ alisiert. Die Buchse kann auf die Antriebswelle gepresst sein.

Gemäß den Merkmalen im Anspruch 3 wirkt das Antriebsrad mit einer auf der Antriebswelle drehfest verbundenen Flü­ gelscheibe drehmomentübertragend zusammen. Hierzu weist das Antriebsrad einen stirnseitigen Vorsprung auf, der mit seinem entsprechenden Anschlag an der Flügelscheibe nach einem vorbestimmten Drehwinkel des Antriebsrads in Kontakt gelangt und so die Flügelscheibe und damit die Antriebswelle rotierend mitnimmt.

Durch die auf die Antriebswelle drehfest aufgeschobene Flügelscheibe ist auch die Buchse auf der Antriebswelle lagefixiert.

Die Flügelscheibe wird bevorzugt auf eine Kerbverzahnung am Ende der Antriebswelle geschoben und mit Hilfe einer Mutter gegen die Buchse gepresst, die ihrerseits mit einem radialen Kragen gegen eine Schulter der Antriebswelle gedrückt wird. Das Antriebsrad ist dann zwischen diesem Radialkragen und der diesem zugewandten Stirnseite der Flügelscheibe exakt geführt. Die Flügelscheibe be­ sitzt mindestens einen radial abstehenden Flügel, der mit wenigstens einem stirnseitigen Vorsprung am Antriebsrad zusammenwirkt. Durch das Zusammenwirken des Vorsprungs mit dem Flügel wird die freie Drehbarkeit des An­ triebsrads auf der Antriebswelle begrenzt. Sodann kann die Last über das Antriebsrad angehoben werden. Bevorzugt weist die Flügelscheibe zwei um 180° zueinander versetzte radiale Flügel auf. Dementsprechend sind dann auch an der Stirnseite des Antriebsrads bevorzugt zwei Vorsprünge vorgesehen, insbesondere einteilig angegossen, die mit den Flügeln zusammenwirken.

Die begrenzt drehbewegliche Kopplung des Antriebsrads mit der Bremsscheibe wird bevorzugt mit den Merkmalen des An­ spruchs 4 realisiert. Danach ist an der Bremsscheibe ein axial ausgerichteter Mitnahmestift im radialen Abstand zur Antriebswelle vorgesehen. Der Mitnahmestift fasst in eine, vorzugsweise bogenförmig gekrümmte, segmentartige Aussparung in der dem Lastrad zugewandten Seite des An­ triebsrads. Die Enden der Aussparung, in die der Mitnah­ mestift eingreift, werden dann durch radial ausgerichtete Stege gebildet. Die Mitnahme der Bremsscheibe durch das Antriebsrad dient dazu, beim Senken der Last die Brems­ scheibe von der Druckscheibe abzuheben und dadurch die Lastdruckbremse zu lösen.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist nach Anspruch 5 die Bremsscheibe durch eine sich an dem Antriebsrad abstützende Feder gegen die Druckscheibe ge­ presst. Diese Feder hat die hauptsächliche Aufgabe, ein anfängliches Bremsmoment zu erzeugen. Hierdurch kann die Ansprechzeit der Lastdruckbremse verkürzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich­ nungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in der Draufsicht ein Hebezeug;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch die Dar­ stellung der Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch die Dar­ stellung der Fig. 1 entlang der Linie III- III und

Fig. 4 eine Stirnansicht auf die Darstellung der Fig. 1 in Richtung des Pfeils IV ohne Deckel.

In den Fig. 1 bis 4 ist mit 1 ein Hebezeug bezeichnet, wie es zum Heben und Senken von Lasten L zum Einsatz ge­ langt.

Das Hebezeug 1 weist innerhalb eines nicht näher be­ schriebenen Gehäuses G in axialer Hintereinanderanordnung ein Antriebsrad 2, eine Lastdruckbremse 3, ein Lastrad 4 und ein Getriebe 5 auf. Das Antriebsrad 2 ist an einem Ende 6 einer Antriebswelle 7 vorgesehen und ist über diese die Lastdruckbremse 3 und das Lastrad 4 durchset­ zende Antriebswelle 7 mit dem am anderen Ende 8 der An­ triebswelle 7 befindlichen, auf das Lastrad 4 abtreiben­ den Getriebe 5 drehmomentübertragend koppelbar.

An dem das Antriebsrad 2 in Form eines Kettenrads für eine nicht näher veranschaulichte Rundgliederkette tra­ genden Ende 6 ist die Antriebswelle 7 mit einem zylindri­ schen Längenabschnitt 9 versehen (Fig. 2), der in eine stirnseitige Kerbverzahnung 10 und von der Kerbverzahnung 10 in einem endseitigen Gewindeabschnitt 11 übergeht. Auf den zylindrischen Längenabschnitt 9 ist eine mit einem radialen Kragen 12 versehene Buchse 13 aufgesetzt und bis an eine Schulter 14 der Antriebswelle 7 herangedrückt. Die Buchse 13 wird mit Hilfe einer Flügelscheibe 15 gegen die Schulter 14 gedrückt, und zwar dadurch, dass auf den Gewindeabschnitt 11 eine Mutter 16 gedreht wird, über welche die Flügelscheibe 15 gegen die Buchse 13 und diese gegen die Schulter 14 anpressbar sind (Fig. 1, 2 und 4).

Die Flügelscheibe 15 ist insbesondere aus der Fig. 4 er­ kennbar. Sie besitzt einen zentralen Ringkörper 17, an dem in 180°-Versetzung zwei radial abstehende Flügel 18 angesetzt sind. Die Flügel 18 besitzen jeweils einen bo­ genförmig gekrümmten Rückenbereich 19 und eine sich in einer radialen Ebene erstreckende Anschlagfläche 20. Die Anschlagflächen 20 der Flügel 18 gelangen mit Vorsprüngen 21 in Kontakt, welche an die freie Seite 22 des Antriebs­ rads 2 einstückig angeformt sind.

Das Antriebsrad 2 besitzt eine innere Nabe 23, mit dem es zwischen dem radialen Kragen 12 der Buchse 13 und der ge­ genüberliegenden Stirnseite 24 der Flügelscheibe 15 glei­ tend geführt ist (Fig. 2).

Auf der den Vorsprüngen 21 abgewandten Seite 25 besitzt das Antriebsrad 2 drei bogenförmig gekrümmte segmentar­ tige Aussparungen 26 (Fig. 2 und 3), die von drei radia­ len Stegen 27 begrenzt sind. In eine dieser Aussparungen 26 fasst ein Mitnahmestift 28, der im radialen Abstand zur Antriebswelle 7 in einer Bremsscheibe 29 festgelegt ist. Die Bremsscheibe 29 ist über ein Innengewinde 30 auf einem Außengewinde 31 der Antriebswelle 7 angrenzend an dem zylindrischen Längenabschnitt 9 axial verlagerbar.

Innengewinde 30 und Außengewinde 31 sind als rechtsgän­ gige Bewegungsgewinde ausgebildet.

Die Bremsscheibe 29 ist auf der dem Antriebsrad 2 abge­ wandten Seite kreisringförmig ausgebildet und kontaktiert eine Friktionsscheibe 32, welche ihrerseits an eine Druckscheibe 33 gedrückt ist, die an einer Bestandteil des Gehäuses bildenden Querplatte 34 festgelegt ist (Fig. 2). Die Anlage der Bremsscheibe 29 an der Friktionsscheibe 32 und dieser an der Druckscheibe 33 wird durch eine Schraubendruckfeder 35 unterstützt, die einen axialen Stutzen 36 der Bremsscheibe 29 übergreift und in eine Ringausnehmung 37 des Antriebsrads 2 greift.

Die die Druckscheibe 33 tragende Querplatte 34 des Gehäu­ ses G dient zusammen mit einer im parallelen Abstand angeordneten weiteren Querplatte 38 der drehbaren Lage­ rung des ebenfalls als Kettenrad für eine Rundglieder­ kette ausgebildeten Lastrads 4 (Fig. 1 und 2). Die Lager für das Lastrad 4 in den Querplatten 34 und 38 sind mit 39 bezeichnet. Das Lastrad 4 ist auf zwei im axialen Ab­ stand zueinander liegenden zylindrischen Gleitflächen 40 der Antriebswelle 7 relativ drehbar gelagert. Es fasst mit einem axialen Stutzen 41 in ein Zahnrad 42, das neben der Querplatte 38 auf diesem Stutzen 41 drehfest sitzt.

Wie bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 und 2 er­ sichtlich, kämmt das Zahnrad 42 mit zwei Zahnritzeln 43 als Bestandteil von zwei Zahnrädern 44, die wiederum mit einem Zahnradendabschnitt 45 der Antriebswelle 7 kämmen.

Unter der Annahme, dass eine Last L angehoben werden soll, wird das Antriebsrad 2 im Uhrzeigersinn ent­ sprechend dem Pfeil PF der Fig. 1, 3 und 4 gedreht. Da das Antriebsrad 2 sich zunächst frei gegenüber der An­ triebswelle 7 auf der Buchse 13 drehen kann, erfolgt eine Relativverdrehung des Antriebsrads 2 zur Antriebswelle 7, bis die Vorsprünge 21 an den Flügeln 18 der Flügelscheibe 15 zur Anlage gelangen. Da die Flügelscheibe 15 über die Kerbverzahnung 10 drehfest auf der Antriebswelle 7 fi­ xiert ist, wird nunmehr auch die Antriebswelle 7 im Uhr­ zeigersinn gemäß dem Pfeil PF gedreht. Es erfolgt somit eine direkte Drehmomentübertragung vom Antriebsrad 2 über die Antriebswelle 7 und das Getriebe 5 auf das Lastrad 4. Aufgrund der rechtsgängigen Bewegungsgewinde 30, 31 der Bremsscheibe 29 und der Antriebswelle 7 hebt sich bei der Drehung des Antriebsrads 2 im Uhrzeigersinn gemäß den Pfeilen PF die Bremsscheibe 29 entsprechend dem Pfeil PF 1 der Fig. 2 von der Friktionsscheibe 32 und damit diese auch von der Druckscheibe 33 ab. Die Last L kann ohne Bremswirkung angehoben werden.

Wird das Antriebsrad 2 zum Stillstand gebracht, bewirkt die anhängende Last L eine Drehung des Lastrads 4 in Richtung des Pfeils PF3, also gegen den Uhrzeigersinn, und damit auch eine Drehung der Antriebswelle 7. Auf­ grunddessen wird die Bremsscheibe 29 in Richtung des Pfeils PF2 gegen die Friktionsscheibe 32 und diese gegen die Druckscheibe 33 gezogen. Die Last L wird in dieser Höhe lagefixiert (Fig. 1-4).

Soll die Last L abgesenkt werden, so wird das Antriebsrad 2 gegen den Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils PF3 der Fig. 1-4 gedreht. Nach einem vorbestimmten Drehwinkel gelangt der Mitnahmestift 28 mit einem Steg 27 des An­ triebsrads 2 in Kontakt, so dass nunmehr auch die Brems­ scheibe 29 auf dem Bewegungsgewinde 31 der Antriebswelle 7 verlagert und von der Friktionsscheibe 32 bzw. diese von der Druckscheibe 33 abgehoben wird. Die Last L be­ wirkt dann, dass eine Relativverdrehung der Antriebswelle 7 zum Antriebsrad 2 erfolgt, so dass die Bremsscheibe 29 wieder entsprechend dem Pfeil PF2 gegen die Friktionsscheibe 32 und diese damit gegen die Druckscheibe 33 ge­ zogen und die Last L gebremst wird.

Bezugszeichenaufstellung

1

Hebezeug

2

Antriebsrad

3

Lastdruckbremse

4

Lastrad

5

Getriebe

6

Ende von

7

7

Antriebswelle

8

Ende von

7

9

zylindrischer Längenabschnitt von

7

10

Kerbverzahnung in

6

11

Gewindeabschnitt in

6

12

radialer Kragen von

13

13

Buchse

14

Schulter an

7

15

Flügelscheibe

16

Mutter

17

Ringkörper von

15

18

Flügel von

15

19

Rückenbereich von

18

20

Anschlagfläche

21

Vorsprünge an

2

22

Seite von

2

23

Nabe von

2

24

Stirnseite von

15

25

Seite von

2

26

Aussparungen in

25

27

Stege zwischen

26

28

Mitnahmestift an

29

29

Bremsscheibe

30

Innengewinde von

29

31

Außengewinde von

7

32

Friktionsscheibe

33

Druckscheibe

34

Querplatte

35

Schraubendruckfeder

36

Stutzen von

29

37

Ringausnehmung in

2

38

Querplatte

39

Lager für

4

40

Gleitflächen an

7

41

Stutzen an

4

42

Zahnrad

43

Zahnritzel

44

Zahnräder

45

Zahnradendabschnitt von

7

G Gehäuse v.

1

L Last
PF Pfeil
PF1 Pfeil
PF2 Pfeil
PF3 Pfeil

Claims (5)

1. Hebezeug, das innerhalb eines Gehäuses in axialer Hintereinanderan­ ordnung ein Antriebsrad (2), eine Lastdruckbremse (3), ein Lastrad (4) und ein Getriebe (5) aufweist, wobei das an einem Ende (6) einer An­ triebswelle (7) vorgesehene Antriebsrad (2) über diese die Lastdruck­ bremse (3) und das Lastrad (4) durchsetzende Antriebswelle (7) mit dem am anderen Ende (8) der Antriebswelle (7) befindlichen, auf das Lastrad (4) abtreibenden Getriebe (5) drehmomentübertragend koppelbar ist und das Antriebsrad (2) auf der Antriebswelle (7) axial unverschieblich, je­ doch begrenzt relativverdrehbar gelagert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Antriebsrad (2) mit einer auf einem Gewinde­ abschnitt (31) der Antriebswelle (7) axial verschiebbaren und unter Ein­ gliederung einer Friktionsscheibe (32) gegen eine am Gehäuse festge­ legte Druckscheibe (33) anpressbaren Bremsscheibe (29) als Bestandteil der Lastdruckbremse (3) begrenzt relativdrehbar ist.

2. Hebezeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Antriebsrad (2) auf einer auf der Antriebswelle (7) festgelegten Buchse (13) drehbar gelagert ist.

3. Hebezeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Antriebsrad (2) einen stirnseitigen Vorsprung (21) aufweist, der mit einer mit der Antriebswelle (7) drehfest verbundenen Flügelscheibe (15) drehmomentübertragend zusammen­ wirkt.

4. Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (29) einen axial ausgerichteten Mitnah­ mestift (28) aufweist, der in eine segmentartige Aus­ sparung (26) des Antriebsrads (2) in der dem Lastrad (4) zugewandten Seite (25) relativverschiebbar ein­ greift.

5. Hebezeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (29) durch eine sich an dem Antriebsrad (2) abstützende Feder (35) gegen die Druckscheibe (33) gepresst ist.