DE2051114A1 - Vorrichtung zum Ausgleichen von Zug kraften in zwei oder mehreren mit Trommeln verbundenen Seilen - Google Patents

Description

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Unsere Akte: 26 198 16. Oktober 1970

IIl/Ro

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, 5-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio. Japan

"Vorrichtung zum Ausgleichen von Zugkräften in zwei oder mehreren mit Trommeln verbundenen Seilen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Zugkräften in zwei oder mehreren mit Trommel verbundenen Seilen, beispielsweise in Halteseilen für Schiffe.

Wenn ein größeres Schiff festgemacht werden soll, werden gewöhnlich mehrere Windentrommeln benutzt, über die die Anker-, bzw» Halteseile laufen. Bei den herkömmlichen Verankerungsanordnungen kann in jedem der Halteseile eine unterschiedliche Zugkraft auftreten, wenn in den anfänglich kraftmäßig ausgeglichenen Seilen auf eines der Seile eine äußere Kraft ausgeübt wird und somit in diesem eine maximale Zugspannung eintritt. Bei einer größeren äußeren Kraft kann in dem Seil eine so große Zugspannung auftreten, daß es reißt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Vorrichtung zum Ausgleichen von Zugkräften in zwei oder mehreren mit Trommeln verbundenen Seilen zu schaffen, beispielsweise in den Halteseilen von Schiffen,

bei der die Kräfte in den Seilen von den Trommeln ausgeglichen werden können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jedes Seil mit einer Aufwickeltrommel verbunden ist und die Aufwickeltrommeln durch Zahnräder antriebsmäßig derart miteinander in Verbindung stehen, daß bei einer größeren Zugkraft in einem Seil die Aufwickeltrommeln und die Zahnräder verdreht werden und in den Seilen ein Zugkraftausgleich stattfindet. Zweckmäßig können die Aufwickeltrommeln mit einem Antriebsmotor verbunden sein, so daß die Trommeln dazu benutzt werden können, die Seile aufzuwickeln oder abzulassen,

Vorzugsweise sind die Zahnräder als Planetendifferentialräder ausgebildet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a. b und c

schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Gestalt einer Doppeltrommelwinde,

Fig. 2 eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung mit einer Vierseilwinde,

Flg. 3 Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten Anordnung in größerem Maßstab,

Flg. 4a und 4b

eine Seiten- und Vorderansicht der Hauptteile der Ausführung gemäß Flg. 3,

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7b
Fig. 5a und 5b. 6a. 6b, 7a und 8a. 8b schematische Darstellungen der Wirkungsweise der in den Fig. 4a und b dargestellten Ausführungsform.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, besitzt die Vorrichtung einen Antriebsmotor E, eine Hauptwelle M, ein Planetendifferentialgetriebegehäuse G und Trommeln D. Die Antriebskraft vom Motor E wird über die Hauptwelle M zu einem mit dieser verbundenen Planetenradträger C (Fig. 3) des Planetendifferentialgetriebes übertragen. Die Anordnung der Planetendifferentialzahnräder ist in Fig«, 4 dargestellt. Gemäß Fig. 3 besitzt der Planetenradträger C vier Planetenradwellen, von denen ^ede mit zwei im gleichen Seitenabstand zueinander angeordneten Planetenrädern verseilen ist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, steht ein Planetenrad P^₁ mit einem Sonnenrad S- und ein Planetenrad P^₂* welches zum Planetenrad P^ konzentrisch angeordnet ist, mit einem Planetenrad P_R2 in Eingriff, Das Planetenrad Pgo is"t auf der gleichen Welle angeordnet wie ein anderes Planetenrad Pg.., welches mit einem weiteren Sonnenrad S» kämmt. Die Zahnräder der beiden anderen Planetenradwelle)) stehen bei symmetrischen Stellungen in gleicher Weise in Eingriff. Die Sonnenräder S₁ und S₂ sitzen konzentrisch zu der Hauptwelle M und sind an den Trommeln befestigt. Ferner sind Hilfseinrichtungen der Yerankerungsanordnung mit getrennten Antriebsquellen in der Mähe der Trommeln angeordnet.

Die Wärloingsweise der Torrichtung wird im folgenden anhand verschiedener Stellungen des näheren erfiiutert,

1, ^ Beim Festmachen von Wasserfahrzeugen, mi t Hilfe einer in Fi#«1 dargestellten Doppel seikus(ileiohsw.1.nd.G er-

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strecken sich die Verankerungsseile von den Trommeln zu einer Verankerungsstelle, wo die Seile an Pollern, Bojen In bei herkömmlichen Terankerungsanordnungen bekannter Welse befestigt werden. Nach der Befestigung wird der Antriebsmotor in Umlauf gebracht, und die Halteselle aufgewickelt, wobei die Zugspannungen in den beiden Halteseilen durch das Planetendifferentialgetriebe ausgeglichen werden. In den verschiedensten Zuständen ergibt sich dabei folgende Situation!

1-1. Anhalten unter auegeglichener Belastung

Der Zugspannungsausgleich in den Halteseilen wird durch ein paar Trommeln ausgeglichen. Es sei angenommen, daß die Zugspannungen in den Halteseilen von den Trommeln ausgeglichen Bind und eine aufgrund der Spannungen in den Halteseilen sich ergebende Drehkraft sich in der durch die Pfeile in Fig. 5 dargestellten Weise auswirkt. In diesem Fall nehmen die Sonnenräder S^ und S₂, die konzentrisch zu den Trommeln und an diesen befestigt sind, die Drehkraft j η oer gleichen Richtung auf. Auf dju-se Weise wird lie Drei·:.-aft in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung auX - Le Eilt -den Sonnenrädern S₁ und 3... kämmenden

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Plane teilrad er i'\.. und Pg₁ übertragen«

Dr. die Planet ι* nräder P.-. und P._? ebenso wie die Planetenriider P_ß1 und Ρ_βΟ auf der gleichen Welle angeordnet sind, werden auf die Planetenräder P^₂ un<* Pg₂ ^die gleichen Drehkräfte wie auf die Planetenräder P ' und P,,.. ausgeübt» so wie das in Fig. 5a dargestellt ist. Da die beiden Flanetenräder ?.„ und P_ß2 miteinander in Eingriff stehen, beben sich an der Eingriffstelle die Drehkräft® gegenseitig auf, so daß der Zustand, in welchem die Zugspan~ Klingen in den Seilen gleich sind, aufrecht erhalten bleibt.

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1-2. Aufwickeln unter ausgeglichener Belastung

Wenn bei dem um unter 1-1. angegebenen Zustand der Planetenradträger C durch den Antriebsmotor E über die Hauptwelle M angetrieben wird, drehen sich die über Rollenlager im Planetenradträger C gelagerten Planetenradwellen zusammen mit diesem. Da der Umlauf der Planetenzahnräder unter dem in 1-1. beschriebenen Halte-Zustand durchgeführt wird, werden die Trommeln ebenfalls in Umlauf gebracht. Die Drehzahl der Planetenräder ist die gleiche wie die der Hauptwelle.

1-3. Aufwickeln bei einer festgehaltenen Trommel

Wenn der Motor umläuft und das Sonnenrad S- sowie die zugehörige Trommel festgehalten werden, so wie das in Fig. dargestellt ist, so läuft der Planetenradträger C um, ebenso das Planetenrad P^- um das Sonnenrad S- in der durch den Pfeil angegebenen Richtung sowie um seine eigene Welle. Beim Umlauf des Planetenrades P^₁ läuft das auf der gleichen Welle sitzende Planetenrad P^₂ ebenfalls um. Auf diese Weise drehen sich die miteinander in Eingriff stehenden Planetenräder Pg₂ und P^₂ in gegensinnige Richtungen.

Auf diese Weise wird das auf der gleichen Welle wie das Planetenrad Pg₂ sitzende Planetenrad Pg- ebenfalls in Umlauf gebracht, welches zugleich das Sonnenrad S₂ in der angegebenen Richtung in Umlauf bringt.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Planetenrädern und dem Planetenradträger ergibt sich aus der folgenden Tabelle.

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	CQ~	PA1	PA2	PB1	PB2	S2	C	0
Si vollführt eine Umdre hung bei festgehalte nem Plane- tenrad- träger	-1	S1/PA1	Si/pA2	Si/pBi	Si/pB2	S1/ S2	1
Alle Zahn räder voll führen eine Umdrehung als eine Einheit	1	1	1	1	1	1	1
Insgesamt	0	%	S1 1+/PA2	1%	S1 1-/PB2	1+/S2

Da S₁ =s S₂ ist, macht das Sonnenrad S₂ bei einer Umdrehung des Planetenradträgers und festgehaltenem Sonnenrad S₁ zwei Umdrehungen.

Damit ergibt sich folgende Formeis

wobei ns Drehzahl der Trommel

Ns Drehzahl des Planetenradträgers ist.

1-4. Anhalten unter nicht ausgeglichener Belastung (Fig. 7)

Wenn die Zugspannung des auf der dem Sonnenrad S-, zugewandten Seite liegenden Trommel aufgewickelten Seiles größer wird als die Zugspannung in dem auf der dem Sonnenrad S₂ zugewandten Trommel aufgewickelten Seiles, so ergibt sich eine Differenz zwischen den auf die Planetenräder

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und Ρ»2 ausgeübten Drehkräfte. Die Drehkraft auf das Planetenrad P»₂» welches die größere Drehkraft vom Sonnenrad S.J erhält, übersteigt die Drehkraft des Planetenrades Pgpt wodurch das Planetenrad P_no in der durch den Pfeil angegebenen Richtung in Drehung versetzt wird. Da das konzentrische Planetenrad P^ in der gleichen Richtung wie das Planetenrad Jr^ u*¹^ auch mit der gleichen' Dr-eh- :^-tift angetrieben wird_f läuft aas Sonnenrad S₀ in der

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Die obige Tabelle bezieht sich nur auf die Umdrehung. fern der Umlauf in Betracht gezogen wird, so vollführt das Sonnenrad Sg einen negativen Umlauf, wenn das Sonnenrad S- in positiver Richtung Umläuft. Damit ergibt sich, daß bei abgestopptem Motor und bei einem positiven Umlauf des einen Sonnenrades das anderö Sonnenrad einen negativen Umlauf aufweist.

	n2	n2	Drehzahl	des	Sonnenrades	1
n1 ~		die	Drehzahl	des	Sonnenrades	S2
wobei n-	Aufwickeln	die		■, .
		unausges	:licl	ienerJ3elast	unß
ist.	bei
1-5.

Dieser Zustand tritt ein, wenn die Zustände 1-3. j vereinigt werden. Infolge der Differenz zwischenj;d,§n Dr^Ia₄-kräften drehen sich die Planetenräder und gleichzeitig.; _y laufen sie um, da der Planetenradträger durch den Motor verdreht wird» Das Drehzahlverhältnis entspricht,dem unter 1-3. beschriebenen Zustand, wobei jedoch die Trommel, die im Zustand 1-3. festgehalten war, nun gegenüber^der anderen Trommel in entgegengesetzter Richtung umläuft^

Durch das Drehzahlverhältnis zwischen den Planetenrädern und dem Planetenradträger wird die sich in den Zuständen 1-3« und 1-4. ergebende Gesamtdrehzahl ausgeglichen. Folglich wickelt die das Halteseil mit der geringeren Zugspannung aufweisende Trommel das Seil mit einer Geschwindigkeit auf, die der doppelten Drehzahl des Planetenrad trägers zuzüglich der Drehzahl der Rückwärtsdrehqng der das Seil mit der größeren Zugspannung aufweisenden" Trommel entspricht, das heißt , -^-*.*'.«,

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2N + η₂

Durch die vorbeschriebene Anordnung wird sichergestellt, daß die Zugspannungen in den Halteseilen stets ausgeglichen gehalten werden, ganz gleich welche äußere Kraft auf die Halteseile einwirkt· Sobald ein unausgeglichener Zustand eintritt, wird durch die Ausgleichsvorrichtung wieder ein Ausgleich hergestellt·

2. Vierseil-Ausgleichswinde

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Ausgleich von vier Halteseilen dargestellt, bei welcher der gleiche Mechanismus wie bei der Doppelseilausgleichswinde zusammen mit zwei Hilfswinden Wa verwendet wird.

Wenn ein Wasserfahrzeug mit Hilfe einer solchen Winde verankert werden soll, wird das Ankerseil von den Trommeln um eine Führungsscheibe am Verankerungsort gewickelt und auf eine Hilf swinde aufgewickelt. Wenn das Halteseil in mehreren Lagen aufgewickelt ist, wird die Hilf swinde mit Hilfe einer handbetätigten Bremse angehalten* Das Seil wird dann aufgewickelt, indem der Antriebsmotor in Umlauf gebracht wird, bis die gewünschte Verankerungsposition erreicht ist· Während und nach dem Aufwickeln .werden die Haltei ieile mit Hilfe des oben beschriebenen Planetendif f erent: .algetriebes in einem Kraftauegleich gehalten·

Da Tier Hi ilteselle verwendet und ausgeglichen werden,

kann dme

tsserfahrseug wesentlich genauer festgemacht

werden, a .β in dem Falle, wo eine Doppelseil-Auegleichsvorrichtuiif verwendet wird·

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Die Irfindung ist In den AusfUhrunfsbeiipielen sum Fest-

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machen von Schiffen beschrieben worden. Solche Schiffe oder andere Wasserfahrzeuge können mit Hilfe der Erfindung wesentlich genauer verankert werden, ohne daß die Gefahr des Reißens der Halteseile besteht.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf die Verwendung bei den Verankerungsseilen von Schiffen oder anderen Wasserfahrzeugen begrenzt, sie kann ebenso gut beispielsweise bei Schleppwinden, Aufziehwinden sowie auch für Bergwerksausrüstungen oder ähnliche Zwecke verwendet werden.

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Claims (4)

1. 205111A

   Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha, 5-1f Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

   Patentansprüche:

   1 * J Vorrichtxing zum Ausgleichen von Zugkräften in zwei oder mehreren mit Trommeln verbundenen Seilen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Seil mit einer Aufwickeltrommel (D) verbunden ist und die Aufwickeltrommeln durch Zahnräder (S-, ^S2^{f P}A1 ^PA2 ^PB1 ^PB2^ antriebsmäßig derart miteinander in Verbindung stehen, daß bei einer größeren Zugkraft in einem der Seile die Aufwickeltrommeln und die Zahnräder verdreht werden und dadurch in den Seilen ein Zugkraftausgleich ermöglicht wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich net durch einen die Aufwickeltrommeln (D) antreibenden Antriebsmotor (E),
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahnräder als Planetendifferentialräder ausgebildet sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3f gekennzeichnet durch ein zwischen zwei Aufwickeltrommeln (D) angeordnetes Planetendifferentialgetriebe (G) mit je einem einer Trommel (D) zugeordneten und fest mit der Hauptwelle (M) des Motors (E) verbundenen Sonnenrad (S-, S₂)»

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   einem dazwischen liegenden Planetenradträger (C) mit vier Planetenradwellen, die jeweils ein innerhalb und außerhalb des Planetenradträgers (C) angeordnetes Planetenrad (Pao» ^B2» *A1 ^PB1

   d (

   wobei die außenliegenden Planetenräder (P. - P_n-I) mit den Sonnenrädern (S-, S₂) und die innenliegenden Planetenräder (P. ₂ **b2^ 3^βνβ*·*·⁸ paarweise miteinander in Eingriff stehen.

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