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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Seiltrommel zum Einsatz in Seilwinden
von Turmdrehkranen, Mobilkranen und Hafenkranen, mit einem im Wesentlichen
zylindrischen Trommelkorpus und zwei den Trommelkorpus endseitig
begrenzenden Bordscheiben. Die Erfindung betrifft weiterhin einen
Kran mit einer solchen Seiltrommel.
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Seilwinden
in Kranen unterliegen regelmäßig vielfältigen Anforderungen.
Ein die Auslegung von Seiltrommeln maßgeblich beeinflussendes Kriterium sind
dabei die beträchtlichen
Lasten, die von Kranen gehoben und demzufolge in die Seiltrommeln über das
darauf aufgewickelte Seil eingeleitet werden. Dies bedingt eine
sehr hohe Festigkeit der Seiltrommel, die einerseits den entsprechend
hohen Lagerreaktionskräften
widerstehen muss und andererseits einer hohen Einschnürung durch
die Seilumwicklung unterliegt. Andererseits sollen Seilwinden keine
großen
dynamischen Trägheiten
besitzen, um auch mit klein dimensionierten Antrieben und möglichst
kleinem Energieaufwand den dynamischen Anforderungen an die Seilwinde
entsprechen zu können.
Hierzu wurde bisweilen versucht, mit kleinen Trommeldurchmessern
und entsprechenden Getrieben zwischen Antriebsmotor und Seiltrommel
zu arbeiten, was zwar hinsichtlich der Dynamik des Antriebs Vorteile bringt,
jedoch schlichtweg aufgrund des kleinen Trommeldurchmessers bei
begrenzter Seiltrommellänge
nur einen begrenzten Hubweg zulässt.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine verbesserte Seiltrommel der eingangs genannten Art zu schaffen, die
Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter
Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine verbesserte Seiltrommel
geschaffen werden, die höchste
Belastungen auch beim Einsatz in Großkranen aufnehmen kann und
auch mit nur kleiner dimensionierten Antrieben eine hohe dynamische
Agilität
der Seilwinde erlaubt, ohne dies mit einer nur begrenzten Seilhublänge zu erkaufen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Seiltrommel gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es
wird also vorgeschlagen, anstelle der üblichen hochfesten Stähle oder
Gussmaterialien einen hochfesten, leicht bauenden Faserverbundwerkstoff zu
verwenden, um eine hochfeste Ausbildung der Seiltrommel bei dennoch
niedriger Massenträgheit zu
erreichen. Erfindungsgemäß bestehen
der Trommelkorpus und die Bordscheiben aus einem Faserverbundwerkstoff.
Je nach Aufbau und Ausbildung des Faserverbundwerkstoffs können zum
Teil noch höhere
Festigkeiten als bei Stahlseiltrommeln erzielt werden. Gleichzeitig
sinkt die Massenträgheit
der Seiltrommel beträchtlich,
wodurch mit verhältnismäßig klein
bauenden und leichten Antriebsmotoren gearbeitet werden kann, die
den Energieverbrauch deutlich reduzieren. Dabei ergeben sich durch
die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs auch große Gestaltungsmöglichkeiten
bei der Formgebung der Seiltrommel.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann die Außenmantelfläche des zylindrischen Trommelkorpus glatt
und rillenfrei ausgebildet sein, so dass das Seil ohne in Seilführungsrillen
einlaufen zu müssen
sehr schonend auf- und abgewickelt werden kann. Die Oberflächenbeschaffenheit
des Faserverbundwerkstoffs erlaubt durch die glatte Trommelkorpusausbildung
eine sehr Seil schonende Arbeitsweise.
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Alternativ
zu einer solchen rillenfreien Ausbildung der Seiltrommel könnte indes
grundsätzlich auch
vorgesehen sein, dass in die Außenmantelfläche des
aus Faserverbundwerkstoff bestehenden Trommelkorpus Seilführungsrillen
eingearbeitet sind, die spiralförmig
um die Außenmantelfläche laufen.
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Hinsichtlich
des Materialaufbaus und der Zusammensetzung der Seiltrommel kommen
grundsätzlich
verschiedene Ausbildungen in Betracht. So kann der Seiltrommelkorpus
und/oder die Bordscheiben aus einem massiven Faserverbundteil bestehen, das
im Wesentlichen nur aus im Fasermaterial und dem die Fasern umschließenden Matrixmaterial
besteht. Beispielsweise könnte
der Seiltrommelkorpus bzw. dessen Wandung sowie die Bordscheiben
aus einem massiven Faserverbundlaminat bestehen.
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Nach
einer alternativen, vorteilhaften Ausführung der Erfindung können der
Trommelkorpus und/oder die Bordscheiben jedoch auch in Sandwichbauweise
ausgeführt
sein, um eine besonders leichte und doch hochfeste Ausbildung zu
erreichen. Bei einer solchen Sandwichbauweise sind mindestens zwei
Faserverbundwerkstofflagen sowie eine dazwischen liegende Zwischenlage
vorgesehen, mit der die genannten Faserverbundlagen verbunden sind. Vorteilhafterweise
können
auch mehrere solche Sandwichlagen übereinander verwendet werden, beispielsweise
dergestalt, dass abwechselnd Faserverbundlagen und Zwischenlagen übereinander
liegen, wobei auf den Außenflächen des
Sandwichverbundkörpers
vorteilhafterweise Faserverbundlagen den Abschluss bilden. Hinsichtlich
der verwendeten Zwischenlagen kommen grundsätzlich verschiedene Materialien
in Betracht, so z. B. hochdruckfeste Schäume oder auch hochfeste Hohlkörperstrukturen wie
Wabenkörper,
verstreckte Komposit- oder auch Metallkörper etc. Für den Faserverbundkörper bzw. die
Faserverbundlage selbst kommen verschiedene Ausbildungen in Betracht,
so können
beispielsweise Glasfasern oder vorteilhafterweise Karbonfasern und/oder
Aramidfasern mit einem Matrixmaterial wie beispielsweise einem Kunstharz,
insbesondere Epoxyd- oder Polyesterharz eingebettet sein.
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Durch
die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs ergeben sich verschiedene
vorteilhafte Ausbildungsformen von Trommelkorpus und Bordscheiben.
So ist es in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung möglich, die
Bordscheiben und den dazwischen liegenden Trommelkorpus integral
einstückig aus
dem Faserverbundwerkstoff auszubilden, so dass die Bordscheiben
sozusagen an den länglichen, im
Wesentlichen zylindrischen Trommelkorpus sozusagen angeformt sind.
Hierdurch kann eine besonders hohe Festigkeit erreicht werden.
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Um
dennoch eine einfache Fertigung zu erzielen, kann hierbei in Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen sein, dass die Seiltrommel in Längsrichtung
parallel zur Trommeldrehachse in mehrere Trommelteile unterteilt
ist, vorzugsweise in zwei Trommelhälften, die bei integraler Anformung
der Bordscheiben dabei jeweils aus einem halbzylindrischen Trommelkorpusteil
und zwei daran angeformten Bordscheibenhälften bestehen. Beim Zusammensetzen
der Trommelteile ergänzen
sich die Trommelkorpusteile zu dem ingesamt zylindrischen Trommelkorpus
sowie die Bordscheibenteile zu den insgesamt kreisförmigen bzw.
kreisringförmigen
Bordscheiben.
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Die
genannte Längsunterteilung
braucht dabei nicht zwangsweise parallel zur Trommeldrehachse verlaufen,
beispielsweise wäre
ein unter spitzem Winkel schräg
zur Trommeldrehachse verlaufender Längsschnitt denkbar. Vorteilhafterweise
jedoch besitzen die Schnittstellen zwischen den Trommelteilen einen
zur Trommeldrehachse parallelen Verlauf und/oder liegen in einer
die Trommeldrehachse enthaltenden Ebene.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu solchen Längsunterteilungen
kann die Seiltrommel auch eine Querunterteilung aufweisen, die die
Seiltrommel quer zur Trommeldrehachse in mehrere Teile unterteilt.
Insbesondere können
die Bordscheiben separat von dem Trommelkorpus ausgebildet sein
und mit dem Trommeldrehkorpus nachträglich verbunden sein. Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass der Trommelkorpus selbst quer zur Trommeldrehachse
unterteilt ist, beispielsweise aus zwei koaxialen Rohrstückteilen
zusammengesetzt sein kann.
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Die
Verbindung zwischen den verschiedenen Trommelteilen kann grundsätzlich verschieden ausgebildet
sein. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind die Trommelteile
durch eine Klebeverbindung miteinander gefügt. Alternativ oder zusätzlich kann
zwischen den Trommelteilen auch eine formschlüssige Verbindung vorgesehen
sein, insbesondere in Form einer Bolzen-Loch-Verbindung, wodurch
eine besonders hohe Festigkeit der Verbindung und gleichzeitig ein
passgenaues Fügen
der Trommelteile erreicht werden kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und dazugehöriger
Zeichnungen näher
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine perspektivische Ansicht einer Seiltrommel nach einer vorteilhaften
Ausführung
der Erfindung,
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2:
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Seiltrommel nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die in
Längsrichtung
in zwei Trommelteile unterteilt ist, und
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3:
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Seiltrommel nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die in
Querrichtung in mehrere Teile unterteilt ist.
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Die
in 1 gezeichnete Seiltrommel 5 umfasst einen
länglichen,
rohrförmigen
und im Wesentlichen zylindrischen Trommelkorpus 6, der
endseitig von zwei Bordscheiben 1 eingefasst ist, die im
Wesentlichen eben und flanschförmig
ausgebildet sind. Die genannten Bordscheiben 1, die mit
dem Trommelkorpus 6 dreh- und kippfest verbunden sind,
insbesondere starr verbunden sind, besitzen eine zentrale Lagerausnehmung 7, über die
die Seiltrommel 5 gelagert bzw. durch die eine Lagerung
oder auch weitere Seilwindenbauteile wie ein Getriebe und/oder ein
Antriebsstrang und/oder eine Antriebseinheit in das Innere der Seiltrommel
eingesetzt sein können.
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In
der in 1 gezeichneten Ausführung ist der Trommelkorpus 6 an
seiner Außenmantelfläche mit
einer Profilierung 2 in Form von Seilführungsrillen versehen. Alternativ
hierzu kann nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung die Außenmantelfläche des
Trommelkorpus 6 auch glatt und rillenfrei ausgebildet sein,
ohne dass dies in einer eigenen Zeichnung dargestellt ist.
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Der
Trommelkorpus 6 sowie die Bordscheiben 1 bestehen
aus einem Faserverbundwerkstoff, wobei grundsätzlich der Trommelkorpus 6 sowie
die Bordscheiben 1 integral einstückig aus dem Faserverbundwerkstoff
gefertigt sein können.
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Alternativ
kann die Seiltrommel, wie dies 2 zeigt,
in Längsrichtung
in zwei oder mehrere Trommelteile unterteilt sein, wobei bei der
in 2 gezeichneten Ausführung eine Längsunterteilung
in zwei Trommelhälften
vorgesehen ist. Sowohl der Trommelkorpus 6 als auch die
Bordscheiben 1 sind hierbei jeweils in zwei gleich große Hälften unterteilt. Alternativ
kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise eine Drittelung
oder eine Viertelung der Seiltrommel vorzusehen. Bevorzugt ist jedoch
die in 2 gezeigte Unterteilung in zwei Hälften durch eine
Unterteilung in Längsrichtung,
bei der die Schnittstellen zwischen den Trommelteilen in einer die
Trommeldrehachse enthaltenden Ebene liegen.
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Um
die Trommelteile fest miteinander zu verbinden, sind sie vorteilhafterweise
durch eine Klebeverbindung miteinander verklebt. Zusätzlich kann
die Verbindung formschlüssige
Verbindungselemente 8 insbesondere in Form von Steckbolzen 3 umfassen, die
in entsprechende Löcher
eingreifen, so dass eine Bolzen-Loch-Verbindung entsteht. Die formschlüssigen Verbindungselemente 8 sind
hierbei vorteilhafterweise zumindest an dem Trommelkorpus 6 im
Bereich der Schnittstellen zwischen den Trommelteilen vorgesehen,
wobei insbesondere die Stoß auf
Stoß aneinanderzufügenden Trommelteile
im Bereich der Stoßflächen Steckvorsprünge und
dazu passende Einstecktaschen aufweisen kann, wie dies 2 zeigt,
die beim Zusammenfügen
der Trommelteile ineinander fahren.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Seiltrommel 5 auch quer zur Trommeldrehachse in
mehrere Teile unterteilt sein, wobei vorteilhafterweise die Querunterteilung
in einer Ebene senkrecht zur Trommeldrehachse erfolgt. Insbesondere
können
die Bordscheiben 1 separat von dem Trommelkorpus 6 gefertigt
und mit diesem sodann gefügt
werden. Wie 3 zeigt, kann hierbei vorteilhafterweise
eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Trommelkorpus 6 und den Bordscheiben 1 mit
formschlüssigen Verbindungselementen 8 ebenso
wie eine Verklebung vorgesehen sein. Die genannten formschlüssigen Verbindungselemente 8 können ähnlich der
Ausführung
der 2 Steckvorsprünge
insbesondere in Form von Steckbolzen 4 sowie Einstecktaschen
in Form von Sacklöchern
umfassen, die beim Fügen der
Bordscheiben 1 auf den Trommelkorpus passgenau ineinander
fahren. Vorteilhafterweise sind hierbei die genannten formschlüssigen Verbindungselemente 8 im
Bereich der Stoßflächen vorgesehen,
insbesondere an der Stirnseite des Trommelkorpus 6 und den
darauf sitzenden Ringabschnitten der Bordscheiben 1.