DE202012007843U1 - Rope winch with freewheel - Google Patents
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Abstract
Seildurchlaufwinde (1), mit einer Antriebseinheit (4), welche einen Motor zur Erzeugung eines Drehmoments aufweist, und einem an die Antriebseinheit (4) gekoppelte Kraftübertragungsmittel (8) zum Beaufschlagen eines Seils (10) mit einer Antriebskraft in eine Antriebsrichtung, gekennzeichnet durch eine Freilaufeinheit (22), die dazu eingerichtet ist die Kraftübertragungsmittel (8) von der Antriebseinrichtung (4) zu entkoppeln, wenn die Lastverhältnisse an dem Seil (10) wechseln.A rope-passing winch (1), comprising a drive unit (4) having a motor for generating a torque, and a power transmission means (8) coupled to the drive unit (4) for applying a cable (10) with a drive force in a drive direction, characterized by a freewheel unit (22) adapted to decouple the power transmission means (8) from the drive means (4) as the load conditions on the cable (10) change.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Seildurchlaufwinde mit einer Antriebseinheit, welche einen Motor zur Erzeugung eines Drehmoments aufweist, und einem an die Antriebseinheit gekoppelte Kraftübertragungsmittel zum Beaufschlagen eines Seils mit einer Antriebskraft in eine Antriebsrichtung.The present invention relates to a rope hoist with a drive unit having a motor for generating a torque, and a power transmission means coupled to the drive unit for applying a cable with a driving force in a drive direction.
Winden im Allgemeinen sind seit langer Zeit bekannt und werden zum Anheben von Lasten und Personen, insbesondere zum Überbrücken von Höhenunterschieden, in allen Bereichen der Industrie eingesetzt. Eine bestimmte Art von Winden sind die sogenannten Seildurchlaufwinden, bei denen das Seil durch die Winde durchgeführt wird, anstatt es auf der Winde aufzurollen, beispielsweise in einer Trommel. Das Seil kann beispielsweise auf einer oder beiden Seiten der Seildurchlaufwinde schwerkraftbedingt oder aufgrund einer angreifenden Last herabhängen, so dass die Seildurchwinde denjenigen Teil des Seiles, der durch die Seildurchlaufwinde hindurchgelaufen ist, nicht zu speichern braucht. Dies bedingt, dass Seildurchlaufwinden grundsätzlich eine unbegrenzte Hubhöhe bzw. Zuglänge aufweisen. Diese Seildurchlaufwinden kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn in einem Hubschacht oder an einem Gebäude eine Infrastruktur zum Befestigen externer Winden vorgehalten wird oder vorgehalten werden kann. Seildurchlaufwinden werden sowohl für den Personen- als auch den Materialtransport eingesetzt.Winches in general have been known for a long time and are used for lifting loads and people, especially for bridging height differences, in all areas of industry. One particular type of winch is the so-called rope-passing winch in which the rope is carried by the winch instead of being rolled up on the winch, for example in a drum. The rope may, for example, depend on one or both sides of the rope-passing winch due to gravity or due to an attacking load, so that the rope-threading does not need to store that part of the rope which has passed through the rope-passing winds. This requires that rope traversing winches basically have an unlimited lifting height or train length. These rope-passing winches are used in particular when an infrastructure for securing external winches is held up or can be kept in a hoistway or at a building. Rope pulleys are used for both passenger and material transport.
Als Antrieb werden bei Seildurchlaufwinden beispielsweise Elektromotoren eingesetzt, deren hohe Motordrehzahl mittels in der Winde integrierter Getriebestufen (mittels einer Untersetzung) reduziert wird. Das Getriebe ist üblicherweise mit einer Treibscheibe gekoppelt, die einer Abtriebseinheit zugeordnet ist. Die Treibscheibe wird von dem durch die Seildurchlaufwinde hindurchgeführten Seil zumindest teilweise umschlungen, und durch Herstellen eines Reibschlusses zwischen Seil und Treibscheibe kann eine Kraftübertragung erfolgen. Das Drehmoment, welches von dem Motor erzeugt wird, wird somit auf die Treibscheibe übertragen und in eine Antriebskraft umgewandelt. Übliche Fahrgeschwindigkeiten liegen dabei nach der
Nachteilig kann sich diese verhältnismäßig langsame Fahrgeschwindigkeit in Situationen auswirken, in denen ein Seil beispielsweise einfach nur durch die Winde hindurch geführt werden soll, um beispielsweise in einer korrekten Länge vorzuliegen. Häufig werden beispielsweise bei portablen Seildurchlaufwinden, die nur temporär etwa auf Baustellen eingesetzt werden, Standartseile mit festgelegten Längen verwendet, so dass das Seil zunächst lastfrei von der Seildurchlaufwinde gezogen werden muss, um eine entsprechende Startposition an dem Seil zum Anheben der Last zu erreichen. Bei großen Seillängen kann dies einige Minuten in Anspruch nehmen.Disadvantageously, this relatively slow driving speed can have an effect in situations in which a rope, for example, should simply be guided through the winch, for example, to be present in a correct length. Frequently, for example, in portable rope traversing winches, which are used only temporarily on construction sites, standard ropes used with fixed lengths, so that the rope must first be drawn without load of the rope pulley to achieve a corresponding starting position on the rope to lift the load. This can take several minutes for long pitches.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Seildurchlaufwinde anzugeben, mittels der diese Wartezeiten verhindert oder wenigstens verkürzt werden können.Object of the present invention is therefore to provide a rope hoist, by means of which these waiting times can be prevented or at least shortened.
Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer Seildurchlaufwinde der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, also insbesondere dadurch, dass eine Freilaufeinheit vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, die Kraftübertragungsmittel von der Antriebseinrichtung zu entkoppeln, wenn die Lastverhältnisse an dem Seil wechseln. Vorzugsweise wirkt die Freilaufeinheit als Überholkupplung. Die Freilaufeinheit lässt es demgemäß vorzugweise zu, dass sich das Seil schneller in die Antriebsrichtung bewegt, als es die Antriebseinheit antreibt. Solche dynamischen Verhältnisse treten insbesondere dann auf, wenn es zu einem Wechsel der Lastverhältnisse kommt. Unter einem Wechsel der Lastverhältnisse wird vorliegend verstanden, dass das Seil auf eine andere Weise belastet wird. Das Seil, welches bei Seilwinden gattungsgemäß zwei freihängende Enden aufweist, weist ein Lastende (Ende an dem die Last angebracht wird) und ein Frei-Ende auf. Üblicherweise ist an dem Lastende eine Last angebracht, so dass das Seil an dem Lastende belastet wird, d. h., dass an dem Lastende eine Zugkraft aufgebracht ist. Ein Wechsel der Lastverhältnisse liegt demnach vor, wenn an dem Seil an dem Frei-Ende ebenfalls eine Zugkraft aufgebracht ist, die größer als die Zugkraft an dem Lastende ist. Demnach ist die Freilaufeinheit insbesondere dazu eingerichtet, die Kraftübertragungsmittel von der Antriebseinrichtung zu entkoppeln, wenn die Zugkraft an dem Frei-Ende die Zugkraft an dem Lastende übersteigt. Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass ein Benutzer der Seildurchlaufwinde das Seil an dem Frei-Ende ergreift und dieses händisch bis an die gewünschte Stelle vorzieht und nicht abwarten muss, bis das Seil mittels der Antriebseinheit bis an diese Stelle verfahren ist. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Freilaufeinheit die Kraftübertragungsmittel mit der Antriebseinrichtung koppelt, wenn die Lastverhältnisse an dem Seil zurückwechseln. Nach dieser bevorzugten Weiterbildung werden die Antriebseinrichtung und die Kraftübertragungsmittel folglich wieder gekoppelt, wenn die Zugkraft an dem Lastende die Zugkraft an dem Frei-Ende des Seils übersteigt. Dadurch ist sichergestellt, dass wenn der Benutzer, der das Seil an die gewünschte Stelle vorgezogen hat, wenn er dieses loslässt, nicht „durchrutscht”, sondern die Last wiederum von der Seildurchlaufwinde gehalten werden kann.The invention solves the problem in a rope hoist winch of the type mentioned above with the features of the characterizing part of claim 1, in particular the fact that a freewheel unit is provided which is adapted to decouple the power transmission means of the drive means when the load conditions on the Change rope. Preferably, the freewheel unit acts as a overrunning clutch. Accordingly, the freewheel unit allows preferably that the rope moves faster in the drive direction than it drives the drive unit. Such dynamic conditions occur in particular when there is a change in the load conditions. Under a change of load conditions is understood in the present case that the rope is loaded in a different way. The rope, which in winches generically has two free-hanging ends, has a load end (end to which the load is attached) and a free-end. Usually, a load is attached to the load end, so that the rope is loaded at the load end, d. h., That at the load end a tensile force is applied. A change of load conditions is therefore present when a tensile force is applied to the rope at the free end, which is greater than the tensile force at the load end. Accordingly, the freewheel unit is in particular adapted to decouple the power transmission means of the drive means when the tensile force at the free end exceeds the tensile force at the load end. This makes it possible according to the invention that a user of the cable winch seizes the rope at the free end and this manually prefers to the desired location and does not have to wait until the rope is moved by the drive unit to this point. Preferably, it is further provided that the freewheel unit couples the power transmission means to the drive means when the load conditions on the cable change back. According to this preferred development, the drive device and the force transmission means are consequently coupled again when the tensile force at the load end exceeds the tensile force at the free end of the rope. This ensures that if the user who has pulled the rope to the desired location when releasing it does not "slip", but the load can in turn be held by the rope winch.
Vorzugsweise weisen die Kraftübertragungsmittel eine Treibscheibe auf. Vorzugsweise ist die Treibscheibe dazu eingerichtet, wenigstens teilweise von dem Seil umschlungen zu werden und mittels Rotation die Antriebskraft auf dieses aufzubringen. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausführung der Kraftübertragungsmittel. Die Treibscheibe weist vorzugsweise eine umlaufende Nut oder Kerbe auf, in der das Seil angeordnet ist. Die Kopplung zwischen Treibscheibe und Seil erfolgt dann vorzugsweise mittels Reibschluss. Preferably, the power transmission means comprise a traction sheave. Preferably, the traction sheave is adapted to be at least partially entwined by the rope and by means of rotation to apply the driving force thereto. This is a particularly advantageous embodiment of the power transmission means. The traction sheave preferably has a circumferential groove or notch in which the rope is arranged. The coupling between traction sheave and rope is then preferably by means of frictional engagement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Freilaufeinheit als Dreh-Freilauf ausgebildet. Weisen die Kraftübertragungsmittel eine Treibscheibe auf, die mittels Rotation die Antriebskraft auf das Seil aufbringt, ist es besonders vorteilhaft, die Freilaufeinheit als Dreh-Freilauf auszubilden. Diese kann beispielsweise als Kupplung zwischen der Treibscheibe und dem Elektromotor ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Freilaufeinheit überwiegend oder ausschließlich mechanische Elemente auf.According to a preferred embodiment, the freewheel unit is designed as a rotary freewheel. Assign the power transmission means to a traction sheave, which applies the driving force to the rope by means of rotation, it is particularly advantageous to form the freewheel unit as a rotary freewheel. This can be formed, for example, as a coupling between the traction sheave and the electric motor. The freewheel unit preferably has predominantly or exclusively mechanical elements.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Freilaufeinheit als Klemmrollen-Freilauf, Klemmkörper-Freilauf, Sperrklinken-Freilauf, Zahnscheiben-Freilauf oder Schlingfeder-Freilauf ausgebildet. Alle diese Freilaufarten sind dem Fachmann generell bekannt. Besonders bevorzugt ist hier allerdings der Sperrklinken-Freilauf, da dieser mechanisch besonders einfach ist und dadurch einfach herstellbar und wartbar ist, wodurch auch die Kosten der Seildurchlaufwinde verringert werden. Andererseits ist der Klemmkörper-Freilauf bevorzugt, da dieser besonders gut geeignet ist, auch in kleineren Baugrößen verwendet zu werden und zudem kurze Reaktionszeiten hat und sehr verschleißarm arbeiten kann. Auch hierdurch werden die Kosten der Seildurchlaufwinde verringert, da eine Wartung seltener erfolgen kann und zudem bei der Herstellung der Seildurchlaufwinde ein geringerer Materialeinsatz notwendig ist.According to a preferred embodiment, the freewheel unit is designed as a pinch roller freewheel, sprag freewheel, pawl freewheel, pulley freewheel or wrap spring freewheel. All of these freewheeling modes are generally known to the person skilled in the art. Particularly preferred here, however, the pawl freewheel, as this is mechanically very simple and thus easy to manufacture and maintain, which also reduces the cost of rope hoist winch. On the other hand, the sprag freewheel is preferred because this is particularly well suited to be used in smaller sizes and also has short reaction times and can work very wear. This also reduces the cost of rope hoists, since maintenance can be done less frequently and also in the production of rope hoist a lesser material use is necessary.
Bevorzugt ist weiterhin, dass die Freilaufeinheit eine Nabe aufweist, die mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit zusammenwirkt. So ist die Freilaufeinheit besonders einfach mit der Antriebseinheit koppelbar. Beispielsweise kann die Nabe ferner eine Nut aufweisen und die Antriebswelle eine Feder, so dass diese formschlüssig miteinander koppelbar sind. In alternativen Ausführungsformen ist die Nabe reibschlüssig mit der Antriebswelle mit der Antriebseinheit gekoppelt.It is further preferred that the freewheel unit has a hub which cooperates with a drive shaft of the drive unit. Thus, the freewheel unit is particularly easy coupled to the drive unit. For example, the hub may further comprise a groove and the drive shaft a spring, so that they are positively coupled with each other. In alternative embodiments, the hub is frictionally coupled to the drive shaft with the drive unit.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Treibscheibe im Wesentlichen ringförmig mit einer zentralen Ausnehmung ausgebildet und die Freilaufeinheit ist innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauart der Seildurchlaufwinde erreicht. Es ist ebenfalls möglich und bevorzugt, dass die Freilaufeinheit und die Treibscheibe gemeinsam ein einteiliges Bauelement bilden, also etwa die Freilaufeinheit an einer radialen Außenfläche einen Eingriffsabschnitt für das Seil aufweist. Allerdings ist eine zweiteilige Bauweise, in der die Treibscheibe ringförmig ausgebildet ist und radial außerhalb um die Freilaufeinheit angeordnet ist, bevorzugter, da so die beiden Bauteile, Treibscheibe und Freilaufeinheit, im Verschleißfall separat auswechselbar oder wartbar sind. Beispielsweise kann die Treibscheibe formschlüssig mit der Freilaufeinheit verbunden sein. Ferner ist es so möglich, für dieselbe Freilaufeinheit verschiedene Treibscheibendurchmesser zu verwenden, indem einfach verschiedene Treibscheibendurchmesser benutzt werden, die jeweils eine gleichartige zentrale Ausnehmung aufweisen. Vorzugsweise ist die Ausnehmung durchgängig und ebenfalls als Nabe ausgebildet.In a further particularly preferred embodiment, the traction sheave is formed substantially annularly with a central recess and the freewheel unit is arranged within the recess. As a result, a particularly compact design of the cable winch is achieved. It is also possible and preferred that the freewheel unit and the traction sheave together form a one-piece component, that is about the freewheel unit has on a radial outer surface an engagement portion for the rope. However, a two-part design, in which the traction sheave is annular and is arranged radially outside the freewheel unit, more preferably, since so the two components, traction sheave and freewheel unit, are separately replaceable or maintainable in case of wear. For example, the traction sheave can be positively connected to the freewheel unit. Further, it is thus possible to use different pulley diameters for the same freewheel unit simply by using different pulley diameters, each having a similar central recess. Preferably, the recess is continuous and also designed as a hub.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform lässt die Freilaufeinheit eine Bewegung der Treibscheibe relativ zu einer Antriebswelle der Antriebseinheit in Antriebsrichtung zu und verhindert eine Relativbewegung entgegen der Antriebsrichtung. Die Freilaufeinheit wirkt demnach als „Überholkupplung”. Eine Relativbewegung entgegen der Antriebsrichtung wird. verhindert, so dass eine Last auf bekannte Art und Weise anheb- oder absenkbar ist. In Antriebsrichtung ist eine Relativbewegung zugelassen, so dass die Treibscheibe schneller bewegt, beispielsweise rotieren kann, als die entsprechend zugeordnete Antriebswelle. Dadurch lässt sich beispielsweise das Seil händisch an dem Frei-Ende ergreifen und durch die Seildurchlaufwinde hindurchziehen.In a further preferred embodiment, the freewheel unit allows movement of the traction sheave relative to a drive shaft of the drive unit in the drive direction and prevents relative movement against the drive direction. The freewheel unit thus acts as an "overrunning clutch". A relative movement against the drive direction is. prevented, so that a load in a known manner can be raised or lowered. In the drive direction, a relative movement is permitted, so that the traction sheave moves faster, for example, can rotate, as the correspondingly assigned drive shaft. As a result, for example, the rope can be manually grasped at the free end and pulled through the cable winch.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Seildurchlaufwinde umfasst diese ferner ein Seil, welches wenigstens teilweise um die Treibscheibe geschlungen ist und von dieser mit einer Antriebskraft in einer Antriebsrichtung beaufschlagt wird, wobei das Seil an einem Lastende einen Haken aufweist. Dadurch ist es einerseits möglich, Lasten einfach an dem Seil zu befestigen, indem bereits ein Haken vorgesehen ist. Andererseits wirkt der Haken auch als Gewicht und belastet das Seil an dem Lastende und bringt so auf das Seil eine Zugkraft auf, so dass ein ungewollte entkoppeln der Kraftübertragungsmittel von der Antriebseinheit durch die Freilaufeinheit verhindert ist. Dadurch ist die Sicherheit der Seildurchlaufwinde wesentlich verbessert.According to a further embodiment of the cable winch this further comprises a rope which is at least partially wrapped around the traction sheave and is acted upon by this with a driving force in a drive direction, wherein the rope has a hook at a load end. This makes it possible on the one hand, easy to attach loads to the rope by a hook is already provided. On the other hand, the hook also acts as a weight and loads the rope at the load end and thus brings on the rope on a tensile force, so that an unwanted decoupling of the power transmission means is prevented by the drive unit by the freewheel unit. This significantly improves the safety of the rope winch.
Dabei ist ferner bevorzugt, dass das Gewicht des Hakens in etwa dem Gewicht des Seils entspricht oder an dem Haken ein Zusatzgewicht angebracht ist, so dass das Gesamtgewicht und Zusatzgewicht in etwa dem Gewicht des Seils entspricht. Hierdurch ist sichergestellt, dass auch wenn das Seil bis zu einer maximalen Länge durchgefahren ist, d. h. sich der Haken an der Seildurchlaufwinde bzw. schon an der Treibscheibe befindet, die auf das Frei-Ende aufgebrachte Zugkraft immer noch gleich groß oder kleiner als die Zugkraft an dem Lastende des Seils ist. So ist es möglich mittels der Seildurchlaufwinde den Haken von einer entfernten Position bis an die Seildurchlaufwinde heran zu fahren mittels der Antriebseinrichtung, ohne das ein selbsttätiger Wechsel der Lastverhältnisse an dem Seil auftritt und die Freilaufeinrichtung die Kraftübertragungsmittel von der Antriebseinrichtung entkoppelt. Auch hierdurch ist die Sicherheit weiter verbessert. Ein ungewolltes Entkoppeln von Antriebseinrichtung und Kraftübertragungsmitteln ist verhindert.It is further preferred that the weight of the hook corresponds approximately to the weight of the rope or on the hook an additional weight is attached, so that the total weight and additional weight corresponds approximately to the weight of the rope. This ensures that even if the rope is driven up to a maximum length, ie the hook on the cable winch or is already on the traction sheave, the tensile force applied to the free end is still the same or smaller than the tensile force at the load end of the rope. Thus, it is possible by means of the cable winch to approach the hook from a remote position to the cable winch by means of the drive means, without an automatic change of load conditions on the rope occurs and the freewheel device decouples the power transmission means of the drive means. This also further improves safety. Unintentional decoupling of drive device and power transmission means is prevented.
Nachfolgend wir die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the enclosed figures. Showing:
Eine Seildurchlaufwinde
Innerhalb des Gehäuses
Die Antriebseinheit
Die Treibscheibe
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ferner an dem Lastende
Wie insbesondere aus
Wie ferner aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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