DE2152695C3 - Hubwinde - Google Patents
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- DE2152695C3 DE2152695C3 DE19712152695 DE2152695A DE2152695C3 DE 2152695 C3 DE2152695 C3 DE 2152695C3 DE 19712152695 DE19712152695 DE 19712152695 DE 2152695 A DE2152695 A DE 2152695A DE 2152695 C3 DE2152695 C3 DE 2152695C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hubwinde, in deren starrem Rahmen eine auf einer Trommelwelle befestigte
Trommel drehbar gelagert ist, auf der das an seinem einen Ende an der Trommel befestigte Hubseil auf- und
abwickelbar ist, wobei auf der Trommelwelle wenigstens eine Kupplung zur Übertragung einer Aufwickel-
und Abwickelantriebskraft von einer Antriebsquelle auf die Trommelwelle und eine Bremse zum gesteuerten
Absenken einer am Hubseil hängenden Last vorgesehen ist.
Bekannte Hubwinden dieser Art (FR-PS 11 38 044)
weisen zum schnellen Anheben und Absenken der Last einerseits eine druckluftbetätigte Kupplung auf, die
zum Koppeln des Antriebs mit der Trommel welle dient, während /um Absenken der Last eine am Rahmen
der Winde abgestützte Bremse vorgesehen ist. Die dauernde Aufrechterhaltung einei einstellbaren Spannung
im Seil ist bei dieser Windenkonstruktion nicht möglich, weil die Kupplung zum Antrieb nicht auf eine
Dauerbelastung ausgelegt ist. Als Hubwinde für Anwendungsfälle, bei denen nicht nur extrem hohe Lasten,
beispielsweise in der Größenordnung von 290 000 kg über große Hubhöhen schnell angehoben und abgesenkt
werden müssen, sondern bei denen andererseits auch genau definierte Seilspannungen bei sein feinfühliger
Hubverstellung einstellbar sein müssen, ist die bekannte Konstruktion deshalb nicht geeignet. Ein solcher
Anwendungsfall liegt beispielsweise bei Hubwinden für (!(!bohrgestänge vor, die bei großen Bohrtiefen
hohe Gewichte aufweisen und die andererseits mit genau definierter Seilspannung gehalten werden müssen,
um zu verhindern, daß das gesamte Gestängegewicht auf den Bohrmeißel einwirkt, wodurch er belastet
und zerstört würde.
Andererseits sind Winden bekannt, die mit einer Rutschkupplung versehen sind, die durch geeignete
Auslegung und Wasserkühlung zur Einstellung einer konstanten veränderbaren Seilspannung geeignet sind
(US-PS 33 73 972). Diese Winden sind, da eine Rutschkupplung,
d. h. eine Kupplung verwendet wird, in der dauernd ein Schlupf auftritt, weniger für einen schnellen
Hubantrieb geeignet. Außerdem sind für das schnelle Absenken der Last ohne Antrieb auch bei solchen
Winden gesonderte Senkbremsen erforderlich.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hubwinde für den vorstehend geschilderten
Anwendungsfall zu schaffen, die beide Funktionen, nämlich den schnellen Hub und die definiert einstellbare
Seilspannung bei möglichst einfachem Aufbau erfüllt, ohne daß beim Umschalten von einer auf die andere
Windenbetätigungsart Schwierigkeiten auftreten können, und zwar derart, daß beispielsweise die angehängte
Last durchsackt.
Ausgehend von einer Hubwinde der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß eine an sich bekannte, kontinuierlich wirkende, zur Abfuhr von infolge von Reibwirkung erzeugter
Wärme mütels eines Kühlmittels beaufschlagbare Rutschkupplung mit einer unter der Einwirkung
von Reibkräften relativ zu einem äußeren Gehäuse
rehbaren inneren Nabe vorgesehen ist, wobei an der neren Nabe eine mit der Trommelwelle verbindbare
'" lungswelle angeschlossen ist, während das äußere
-ehäVe einen Antriebsring trägt, der von der Anriebsquelle
antreibbar ist, daß die Bremse zum Absenn der Last mit der Rutschkupplung dadurch vereinigt
ι daß eine den Antriebsring und das mit ihm gekop-1
äußere Gehäuse am starren Windenrahmen festigende mit dem Antriebsring in Eingriff b.ingbare
Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, und daß zwirnen die axial fluchtende Kupplungswelle und die
Trommelwelle eine Freilaufkupplung geschaltet ist, welche die Kupplungswelle von der Trommelwelle ab-Γ
nnelt wenn die Winde das Hubseil aufwickelt, die
tjppiu'ngswelle jedoch mit der Trommelwelle kuppelt,
wenn das Hubseil abgewickelt wird
Erfindungsgemäß ist also die bekannte Hubwinde -t ejner an sich bekannten Rutschkupplung ergänzt, wobei die Konstruktion jedoch so get.offen ist, daß es w ■ ·■ ··-■- -st. die Wirkung der Rutsch-
Erfindungsgemäß ist also die bekannte Hubwinde -t ejner an sich bekannten Rutschkupplung ergänzt, wobei die Konstruktion jedoch so get.offen ist, daß es w ■ ·■ ··-■- -st. die Wirkung der Rutsch-
Hubwinde,
F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der zusammengebauten Kupplungs-Bremsvoi richtung von
F i g. 1 entlang der Linie 2-2 in F 5 g. 1, F 'i g. 3 eine Seitenansicht auf den Eingang in die und
den Ausgang aus der zusammengebauten Kupplungs-Bremsvorrichtung von F i g. I in Richtung der
Pfeile 3-3 in F ig.1,
F i g. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht einer in
ίο Verbindung mit der Erfindung verwendeten Freilaufkupplung
entlang der Linie 4-4 in F i g. 1. und
Fig.5a, 5b und 5c jeweils eine schematische Teilschnittansicht
der Freilaufkupplung, wobei deren Wirkungsweise gezeigt ist.
In F i g. 1 ist die Winde als Ganzes mit 10 bezeichnet.
Die Hubwinde 10 wird von Motoren 11 und 12 angetrieben, die als Reihenschluß-Gleichstrommotoren ausgebildet
sind, die eine Ausgangsleistung von jeweils PS haben. Die Ausgangswelle des Motors 11 ist mit
der Eingangswelle 13 über eine übliche Wellenkupp-
een'muß. die eine sehr genaue Einstellung beide··
Kupplungen erforderlich machen würde. Zusätzlich wird erfindungsgemäß vorgesehen, die Funktion der
erforderlichen Lastsenkbremse der Rutschkupplung zuzuordnen die ohnehin so ausgelegt sein muß, daß sie
die volle Last über längere Zeitdauer abbremsen kann. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird also
durch Verwendung einer als verhältnismäßig einfach ,ufKebauter Klemmkörperfreilauf ausbildbaren Überholkupplun?
eine die beiden Kupplungen in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander steuernde, relativ empfindliche
Steuerung eingespart, und zusätzlich wird die Funktion der Lastbremse der ohnehin notwendigen
toren ■ ■ unu ■*· h<j>
"■«. ^..>&«··Β■■· — ,
stützt sich auf einem starren Windenrahmen 16. wobei
die Eingangswelle 13 in Lagern 17 und 18 im losten
Rahmen 16 drehbar gelagert ist.
Das auf die Eingangswelle 13 ausgeübte Drehmoment wird über in der Nähe der Lager 17 und 18 konzentrisch
auf der Eingangswelle 13 angeordnete Kettenräder 19 und 20 übertragen. An Stelle von Antriebskettenrädern 19 und 20 können auch andere Drehmomentübertragungseinrichtungen,
z. B. Riemenscheiben verwendet werden. Die Kettenräder 19 und 20 übertragen
den Antrieb gemeinsam auf eine Vorgelegcwclle 26 wobei über eine Klauen- oder Zahnkupplung enidas
Kettenrad 21 oder das Kettenrad 23 gewählt
ο daß ι
häuse durch eine sehr einfache Verriegelungsvorrichtung
am Windenrahmen festgebremst oder verriegelt
Wir ' vorteilhaften Weiterbildung der erfindungs-
ren 11 und 12 über aas gewänne ncuv.n.«u -. _.
übertragen wird. Dies wird im folgenden im cinzelnen erläutert. Obwohl eine gleiche Anzahl von Keltenrädern
19 und 20 gezeigt ist, ist üblicherweise eine größc-.1
— l'_..—sj„rn ->o a|s von Kettenrädern
gemäucn wmuc im uh rvm,,lu.,.,..o
seitlichen kreisförmigen Ringabschnitt und an dessen
Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Zähnen versehen, und die Verriegelungseinrichtung weist in
den Zähnen des Antriebsrings zum Eingriff bringbare Eingriffglieder auf.
Die Freilaufkupplung zum Auskuppeln der kontinuierlich
arbeitenden Rutschkupplung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Rutschkupplung und die Trommelwelle
verbindet, wenn die Rutschkupplung die mit der Trommel verbindbare Kuppli'ngswelle dreht und
das Seil unter eingestellter Spannung hall.
Die kontinuierlich arbeitende Rutschkupplung weist in einer vorteilhaften Weiterbildung eine an der inneren
Nabe befestigte Reibscheibe, mit dem äußeren Gehäuse umlaufende und gleitend in Eingriff bringbare <>°
Reibelemente und Druckluft betätigte, in der Nähe der Reibelcmente im Gehäuse befestigte Ausdehnungseleniente
auf, die nach ihrer Beaufschlagung die Rcibeleinente
mit Reibschluß an der Reibscheibe anlegen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 6S
Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine mit einer zusammengebauten Kupplungs-Bremsvorrichtung arbeitende
15 VUIgC5CMV.il, um «....~
Drehmomentübertragung zu schaffen.
Das. Antriebsketlenrad 19 ist über eine Antriebskette 22 mit dem angetriebenen Kettenrad 21 und das Antriebskettenrad
20 über eine Antriebskette 24 mit dem Kettenrad 23 verbunden. Die Kettenräder 21 und
sind drehbar auf der Welle 26 gelagert. Wahlweise können die Kettenräder 21 oder 23 über die auf der Welle
26 angeordnete Klauen- oder Zahnkupplung mit der Welle 26 gekuppelt werden. Als Klauenkupplung 27 ist
eine auf zwei Geschwindigkeiten schaltbarc Kupplung vorgesehen. Somit kaiin die llubwinde abhängig von
der gewählten Geschwindigkeit und dem Drehmomentausgang in vier verschiedenen Betriebsstufen verwendet
werden.
Ein Ende der Welle 26 ist in einem Lager 28 drehbar gelagert, wobei auf dem vorstehenden Ende der Welle
26 ein Kettenrad 29 angeordnet ist. Das Kettenrad ist über eine Kette 31 mit einem Kettenrad 30 verbunden.
Das Kettenrad 30 ist mit dem Gehäuse der Trommelkupplung 32 (für niedrige Trommelgeschwindigkeit)
verbunden. Als Trommelkupplung 32 ist eine druckluftbetätigte Kupplung vorgesehen, die einen zwangliiufi-
gen Eingriff zwischen antreibendem und treibendem Element herstellt. Die Ein- und Ausschaltung der Trommelkupplung
32 für niedrige Trommelgcschwindigkeit erfolgt über einen bekannten Drehanschluß 33. über
den die Kupplungsbetätigungs-Druckluftleitungen zur Ein- und Ausschaltung der Trommelkupplung 32 angeschlossen
sind. Wenn die Trommelkupplung 32 eingeschaltet ist, wirkt das von ihr abgegebene Drehmoment
auf eine Welle 34 ein und wird so auf die Trommel 35
übertragen. Die Trommel 35 ist auf der Welle 34 aufgekeilt. Die Welle 34 ist in Lagern 36 in einem festen
Rahmen 37 drehbar gelagert. Die Übertragung der Antriebsleistung auf die Trommelkupplung 38 für eine
hohe Trommelgeschwindigkeit erfolgt in ähnlicher Weise wie die Übertragung der Antriebsleistung auf
die Trommelkupplung 32 für eine niedrige Trommelgeschwindigkeit. Das zweite Ende der Welle 26 ist in
einem Lager 39 im Rahmen 16 drehbar gelagert. Auf diesem Ende der Welle 26 ist konzentrisch ein Kettenrad
40 angeordnet. Das Keltenrad 40 ist über einen Kettentrieb 42 mit einem Kettenrad 41 verbunden, das
am Kupplungsgehäuse oder dem treibenden Glied der Trommelkupplung 38 für hohe Trommelgeschwindigkcit
befestigt ist. Das über die Trommelkupplung 38 übertragene Drehmoment wirkt auf die Trommelwelle
34 und die auf dieser befestigte Windentrommel 35. Der bei der Trommelkupplung 38 gelegene Teil der
Trommelwelle 34 ist in einem Lager 43 im festen Rahmen 16 drehbar gelagert. Als Trommelkupplung 38
wird eine druckluftbelätigte, belüftete Scheibenkupplung vorgesehen. Die .Steuerleitungen für die Druckluftbetätigung
verlaufen axial durch die Trommelwelle 34 der Winde und die stirnseitig an die Trommelwelle anschließenden
Wellen, wobei der Drucklufteinlaß am Drehanschluß 44 erfolgt.
Die Welle 26 ist über eine Wellenkupplung 46 mit einer Welle 45 gekoppelt, die in geeigneten Lagern 47
und 48 in festen Rahmenteilen 49 und 50 drehbar gelagert ist. Die Welle 45 ist die Eingangswelle für eine
Kupplung 51. Als Kupplung 51 ist eine druckluftbetätigte Scheibenkupplung vorgesehen. Die Welle 45 ist
an der Nabe der Kupplung 51 angeschlossen, die ihrerseits eine innere (nicht gezeigte) Reibscheibe trägt. Auf
der Nabe der Kupplung 51 ist ein Gehäuse 53 drehbar gelagert, welches seinerseits die Reibelemente der
Kupplung trägt. Ein Kettenrad 52 ist am Gehäuse 53 der Kupplung 51 befestigt, und das von der Welle 45
ausgeübte Drehmoment wird bei Betätigung der Kupplung 51 über einen Drehanschluß 54 der Kupplung 51
auf das Kettenrad 52 übertragen.
Eine dauernd mit Schlupf betreibbare Kupplung 57 ermöglicht die Einstellung eines Geschwindigkeitsunterschieds zwischen BnIaB und Auslaß der Kupplung
57. An einem Antriebsring 58 ist ein Kettenrad 55 an geschlossen und übt eine Antriebskraft auf ihn aus. wo- SS
bei der Antriebsring 58 seinerseits am Gehäuse der Kupplung 57 befestigt ist Das Kettenrad 55 und der
Antriebsring 58 sind drehbar auf einer Welle 59 gelagert die ihrerseits drehbar in Lagern 60 und 61 in den
festen Rahmenteilen 49 und 50 gelagert ist Die Welle 59 ist mit dem angetriebenen Element der Kupplung 57,
welches in diesem Fall von der (nicht gezeigten) Nabe der Kupplung 57 gebildet wird, verbunden. Als Kupplung 57 ist eine druckluftbetätigte, wassergekühlte
Scheibenkupplung vorgesehen, die dauernd unter 6S
Schlupf arbeiten kann, so daß zwischen der Nabe und dem Gehäuse und deshalb zwischen der Reibscheibe
und den Reibelementen der Kupplung ein Geschwtndigkeitsunterschied
eingestellt werden kann. Die Kupplung 57 wird über den Drehanschluß 44 betätigt, und
für den Wasserein- und -auslaß zur Rutschkupplung ist der Drehanschluß 62 vorgesehen.
Um eine Kupplungs-Bremsvorrichtung mit kontinuierlicher
Rutschkupplung zu verwirklichen, ist der Antriebsring 58 gleich einem Zahnrad mit Zähnen 65 versehen,
in die entsprechende Gegenzähne der Eingriffsglieder 63 und 64 eingreifen können, wobei die Eingriffsglieder
63 und 64 zu beiden Seiten des Antriebsringes 58 angeordnet sind.
Die Welle 59 und die Trommelwelle 34 sind über eine in einer Richtung wirkende Freilaufkupplung 66.
die im folgenden noch ausführlieh erörtert wird, miteinander verbunden. Die Welle 59 ist am äußeren Ring 67
und die Trommelwelle 34 am inneren Ring 68 der Freilaufkupplung angeschlossen. Wie noch erläutert wird,
steht die Freilaufkupplung 66 außer Eingriff, wenn entweder die Trommelkupplung 38 für hohe Trommelge
schwindigkeit oder die Trommelkupplung 32 für niedrige Trommelgeschwindigkeit in Eingriff stehen und die
Trommel 35 in Aufwickelrichtung antreiben, wobei do innere Ring 68 relativ zum äußeren Ring 67 frei drehbar
ist. Wenn die Trommel 35 sich unter Überholbelastung dreht, kommt die Freilaufkupplung 66 zum Eingriff
und überträgt das Drehmoment der Trommelwelle 34 auf die Welle 59. Auf diese Weise arbeitet die
Schlupfkupplung 57 als Bremse, wenn die Eingriffsglicder 63 und 64 den Antriebsring 58 festlegen. Wenn die
kontinuierliche Schlupfkupplung 57 die Welle 59 in Aufwickelrichtung antreibt, kommt die Freilaufkupplung
66 in Eingriff und ermöglicht so die Aufrechtcrhaltung der gesteuerten Spannung in dem auf die Trommel
35 aufgewickelten Seil 69.
Beim Einsatz der Hubwinde für Ölbohrzwecke tritt das Problem des Ausziehens des Bohrgestänges aus
dem Bohrloch auf. um den Bohrkopf auszutauschen oder andere Wartungsarbeiten durchzuführen, wobei
große Lasten auf die Hubwinde 10 einwirken. Die Lasten können bis zu etwa 180 000 kg schwer sein. Wenn
das Bohrgestänge angehoben ist. liefern die Motoren 11 und 12 eine Antriebsleistung für die Übertragung
eines Drehmoments zur Trommelkupplung 32 für niedrige Trommeldrehzahlen. Durch die Verwendung der
Klauenkupplung 27 ist die Hubwinde 10. wie bereits erwähnt wurde, fähig, in vier Geschwindigkeits- und
Drehmomentstufen zu arbeiten, abhängig davon, welche Antriebsquelle und welche Geschwindigkeit verwendet
wird. Wenn ein Aufwickelbetrieb mit niedriger Geschwindigkeit erfolgt übt die Welle 26 eine Dreh
kraft auf das Kettenrad 29 aus, das seinerseits eine Drehkraft auf das Kettenrad 30 überträgt so daß da<
einwirkende Drehmoment vom Übersetzungsverhält nis der Kettenräder 29 und 30 abhängt Wenn di<
Trommelkupplung 32 eingekuppelt ist wird die An triebsleistung über die Reibelemente und die (nicht ge
zeigte) Reibscheibe der Trommelkupplung 32 und da durch auf die Trommelwelle 34 übertragen. Wie bereit
erwähnt wurde, koppelt die Drehung der Welle 34 ii Aufwickelrichtung die Freilaufkupplung 66 aus, so dal
eine Freilaufdrehung möglich ist Wenn die auf das Sei 69 einwirkende Belastung hinreichend vermindert is
um einen Aufwickeibetrieb mit hoher Geschwindigkei zu erlauben, kann die Trommelkupplung 38 für höh
Trommelgeschwindigkeit in Eingriff gebracht werdet um das Seil 69 in ähnlicher Weise wie dies im Zusam
menhang mit der Trommelkupplung 32 für niedrig Geschwindigkeit beschrieben wurde aufzuwickeln.
Unter den Anforderungen eines üblichen Aufwickel·
betriebcs können die Kupplung 51 und die kontinuierliche Rutschkupplung 57 außer Eingriff gestellt werden,
weil keine von ihnen für diese Betriebsweise benötigt wird. Wenn die Hubwinde 10 jedoch im Freilaufzustand
das Seil 69 abwickelt, wird die kontinuierliche Rutschkupplung
57 als Hillsbremsc für die Bandbremsen 70
und 71 betätigt. Die Kingriffsglieder 63 und 64 werden in Hingriff mit den Zähnen 65 des Aniriebsrings 58 gestellt,
um den Antricbsring 58 relativ /um festen Rahmenteil 49 festzustellen. Da die kontinuierliche Rutschkupplung
57 mit dauerndem Schlupf arbeitet, wird die auf die Welle 59 ausgeübte Bremswirkung durch die
über den Drehanschluß 54 zugeführte Druckluftbetätigung gesteuert. Wenn die Trommelwelle 34 unter Freilaufbedingungen
arbeitet, wird die Freilaufkupplung 66. wie im Nachstehenden noch erläutert wird, eingekuppelt
oder verriegelt, wodurch die Wellen 34 und 59 miteinander verbunden werden. Wenn es erforderlich ist.
eine gesteuerte Spannung im Seil 69 zu erhalten, wird die Kupplung 51 eingeschaltet, so daß sie d._ auf die
Welle 45 aufgebrachte Drehkraft zwangläufig über die Antriebskeltenräder 52 und 55 auf den Antriebsring 58
überträgt. Wie noch erläutert wird, ermöglicht der kontinuierliche Schlupf der Kupplung 57 die Aufbringung
einer gesteuerten Spannung auf das Seil 69.
Ein besseres Verständnis der Arbeitsweise der vereinigten Kupplungs-Bremsvorrichtung der Hubwinde
10 kann am besten aus F i g. 2 gewonnen werden, in welcher eine vergrößerte Schnittansicht gezeigt ist.
Wie erwähnt, ist es möglich, die kontinuierliche Rutschkupplung
57 durch Verwendung von drehmomentübertragenden Kupplungen herzustellen, die hinreichend
gute Wärmeübertragungseigenschaften haben, um einen wesentlichen Geschwindigkeitsunterschied zwischen
den Eingangs- und Ausgangsreibungselementcn der Kupplung zu ermöglichen. Hierfür wird eine druckluftbetätigte,
flüssigkeitsgekühlte Scheibenkupplung als Kupplung 57 vorgesehen. Die Kupplung 57 weist ein im
wesentlichen zylinderähnliches Gehäuse 100 auf. dessen Axialfläche 101 an der Längsfläche 102 des Antriebsrings
58 befestigt ist. wobei zur Befestigung des Gehäuses 100 am Antnebsring 58 Schraubenbolzen 103
Verwendung finden. Die Welle 59 ist drehbar am Rahmenteil 49 befestigt, wobei sie in dem Lager 60 drehbar
gelagert ist. Der Antriebsring 58 besteht aus einer Nabe 104. deren eines Ende zu einem radialen Ringabschnitt
105 erweitert ist, dessen Umfangsfläche gleichmäßig verteilte Zähne 65 trägt. Der Antriebsring 58 ist
durch eine drehbare Lagerung in Lagern 106 drehbar auf der Welle 59 angeordnet. Das Kettenrad 55 ist radial an einem Abschnitt der Nabe 104 des Antriebsrings
58 befestigt wobei dieser, wie in F i g. 2 gezeigt ist mit zwei Sätzen von Zahnradzähnen zur Aufnahme der
Kette 56 (F i g. 1) versehen ist. Das Kettenrad 55 ist über Schrauben und Muttern an der Nabe 104 befestigt.
In der Nähe der inneren Axialfläche des Gehäuses 100 sind Reibplattenträger 107 zur Aufnahme von
Reibelementen 108 gleitend verschiebbar angeordnet Reibelemente 115 sind auf einer inneren Aufnahmefläche des Gehäuses 100 in der Nähe der Oberfläche der
Reibscheibe 110 und gegenüber den Reibelementen 108 angeordnet Innerhalb der Reibplattenträger 107 im
Anschluß an die Reibelemente 108 ist ein Ringkanal 109 in Ringform angeordnet Innerhalb des Gehäuses
100 ist in der Nachbarschaft der Reibelemente 115 ein Ringkanal 116 ringförmig ausgebildet. Die Ringkanäle
109 und 116 sind von angemessener Größe zur Aufnahme einer hinreichenden Menge von Flüssigkeit zur Abfuhr
der durch die Reibwirkung zwischen den Reibelementen 108 und 115 und der Reibscheibe 110 erzeugten
Wärme. Die Reibscheibe 110 ist durch Kerbzähne 111
auf «er Kupplungsnabe 112 befestigt. Die Nabe 112 ist
mit der Welle 59 verkeilt oder anderweitig befestigt.
Um die Kupplung 57 in Eingriff zu bringen, wird mittels
geeigneter (nicht gezeigter) Anschlußarmaiuren Druckluft zu einem Ausdehnungselcmcni 113 geführt.
ίο Die in gleitend verschiebbarem Eingriff mit der Innenwand
des Gehäuses 100 stehenden Reibplattenlriigcr 107 werden durch die alternative Wirkung des Ausdchnungsclemcnts
11 ? und der Rückstellfeder 114 in Avialrichtung
entlang der Achse der Welle 59 verschoben.
Die Rcibplatteniräger 107 führen relativ /um Gehäuse
100 keine Drehbewegung aus, während eine axiale Verschiebung
möglich ist. Die Druckluft zum Aufblähen des Ausdchnungsclcments 113 wird am Drehanschluß
44 und flüssiges Kühlmittel am Drehanschiuß 62 /tigc-
ao führt, wodurch ein Ein- und Auslaß für das in den Ringkanälen
109 und 116 enthaltene Kühlmittel gebildet ist.
Die Verbindungen zum Drehanschluß 62 sind nicht gezeigt.
Damit die Kupplung 57 als ständige Rutschkupplung
»5 oder als Bremse wirken kann, muß sie die volle, durch
den Reibschluß zwischen den Reibelementen 108 und 115 und der Reibscheibe 110 erzeugte Wärmeleistung
vollständig abführen können. Wenn die Hubwinde 10 bei einem Betriebszustand arbeitet, bei dem das Seil 69
(F i g. 1) auf einer gesteuerten Spannung gehalten werden soll, wird die Kupplung 57 eingeschaltet. Die Antriebsleistung
wird auf das Kettenrad 55 übertragen, welches seinerseits die Beaufschlagung des Gehäuses
100 und der Reibplattenträger 107 mit einer gegebenen Drehgeschwindigkeit und einem Drehmoment verursacht.
Die Größe der Spannung ist vom Reibschluß zwischen den antreibenden Reibelementen 108 und 115
und der getriebenen Reibscheibe 110 abhängig.
Druckluft wird in das Ausdehnungseiement 113 eingeführt,
welches seinerseits eine gleitende Verschiebung der Reibplattenträger 107 verursacht. Da die
Reibelemente 115 im wesentlichen stationär sind, wird die angetriebene Reibscheibe 110 mit Reibschluß zwischen
den gegenüberliegenden Flächen der Reibelcmente 108 und 115 beaufschlagt. Durch Einstellung
eines gesteuerten Geschwindigkeitsuriterschiedes zwischen den treibenden Reibelementen 108 und 115 und
der Reibscheibe 110 kann das auf die Welle 59 übertragene
Drehmoment eingestellt werden, so daß im Seil 69 (Fig. 1) eine gesteuerte Spannung aufrechterhalten
werden kann.
Wenn die Hubwinde 10 bei einem Betriebszustand arbeitet bei welchem eine einstellbare Spannung im
Seil 69 aufrechterhalten werden soll, können zwei Ziele
erfüllt werden. Wenn die Winde 10 sich in einer Umgebung befindet in welcher ein Bewegungsausgleich erforderlich ist, kann konstante Spannung im Seil 6S
durch Verwendung der Schlupf- oder Rutschkupplung 57 erreicht werden. Wenn ein Bewegungsausgleich er
forderlich ist ist es üblicherweise notwendig, die relati
ve Stabilität des Seils 69 unabhängig von der Bewe gung der Hubwinde 10 aufrechtzuerhalten. In dieserr
FaIl werden die Reibelemente 108 und 115 mit einei Geschwindigkeit angetrieben, die größer als die zurr
Aufwickeln des Seils 69 erforderliche Einzugsgeschwin digkeit ist Wenn das Kabel abgewickelt wird, befindei
sich die Kupplung 57 in einem Freilaufzustand, wo durch die Welle 59 die Richtungen wechselt und da-
durch den relativen Gcschwindigkeitsiinterschied /wischen
den treibenden Reibelementen 108 und 115 und
der getriebenen Reibscheibe 110 erhöht. Wenn die
Kupplung 57 als kontinuierlich wirkende Reibungsbremse verwendet werden soll, werden die Eingriffsglieder
63 und 64 in Eingriff gestellt, so dull eine relative
Verschiebung /wischen dem Kupplungsgehäuse 100
und dem Rahmenteil 49 verhindert wird, und das Seil 69 wird abgewickeil, wobei der festgehaltene Aufbau
der Kupplung 57 als Hilfsbremssystem für die Bandbremsen 70 und 71 wirkt.
Im folgenden wird auf die F i g. J Bezug genommen,
aus der die Verhältnisse der zugeführten Antriebsleistung und der Umwandlung der Kupplung 57 in ein
Bremssystem am besten hervorgehen. Die Welle 59 weist ein Lager 106 auf. auf dem die Nabe 104 des Antriebsrings
58 drehbar gelagert ist. Wie in F i g. 3 gezeigt ist. ist das Kettenrad 55 konzentrisch /ur Welle 59
angeordnet und. wie in F i g. 2 gezeigt ist. mittels Schrauben und Muttern an der Nabe 104 befestigt. Die
Antriebskette 56 umschließt etwas mehr als die Hälfte der Zähne des Kettenrades 55 und kuppelt die Kettenräder
55 und 52. wie in F i g. I gezeigt ist. Die Umlangsfläche des Ringabschnitis 105 des Antiiebsrings 58 ist
zu einem Zahnrad 65 ausgebildet. Soll die Kupplung 57 als Bremse wirken, werden die Zähne der Eingriffsglieder
63 und 64 mit den entsprechenden Zähnen 65 des Antriebsringes 58 in Hingriff gebracht, wobei eine Relativbewegung
zwischen dem Antriebsring 58 und dem Rahmen der Hubwinde 10 verhindert wird. In F i g. 3 ist
lediglich zur Veranschaulichung das Eingriffsglied 63 im Eingriff mit den Zähnen 65 und das Eingriffsglied 64
außer Eingriff mit den Zähnen 65 gezeigt. Das Verstellen der Eingriffsglieder 63 und 64 erfolgt über hydraulische
Zylinder 75 und 76.
Wie bereits erwähnt, ist zwischen der Welle 59 und der Trommelwelle 34 eine in einer Richtung wirksame
Freilaufkupplung 66 zwischengeschaltet. Im folgenden wird aul die F i g. 4 und die F i g. 5a. 5b und 5c Bezug
genommen, aus denen die Arbeitsweise der Freilaufkupplung 66 entnommen werden kann. F" i g. 4 zeigt
scheniaiisch die Freilaufkupplung 66 in der Form einer Klemmkörperkupplung, und zwar in einem Teilschnitt.
An axial gegenüberliegenden Enden der Freilaufkupplung 66 sind zylindrische Bohrungen 120 und 121
zur Aufnahme der Wellen 59 und 34 vorgesehen. Keile 122 und 123 sind in den zylindrischen Bohrungen 120
und 121 in Axialrichtung ausgefluchtet und verhindern eil e unbeabsichtigte Drehung der Wellen relativ zur
Freilaufkupplung 66. Die Welle 59 wird am äußeren Ring 124 und die Trommelwelle 34 am inneren Ring
125 befestigt. Der innere Ring 125 ist drehbar im äußeren Ring 124 angeordnet, wobei der innere Ring 125
innerhalb des äußeren Rings 124 durch Lager 126 gelagert ist. Klemmkörper 127 liegen mit Reibschluß an der
inneren zylindrischen Fläche des Außenrings 124 und der äußeren zylindrischen Fläche des inneren Rings 125
an. Die Orientierung der Klemmkörper 127 wird von einem äußeren Käfig 128 und einem inneren Käfig 129
gesteuert.
Die Arbeitsweise der Freilaufkupplung 66 geht am besten aus den F i g. 5a, 5b und 5c hervor, in denen in
schematischer Weise die Arbeitsweise der Freilaufkupplung 66 gezeigt ist. Wie erwähnt, wird die Freilaufkupplung 66 dazu verwendet, eine freie Drehung der
Trommelwelle 34 relativ zur Welle 59 zu ermöglichen, wenn entweder die Kupplung 38 für hohe Trommelgeschwindigkeit oder die Kupplung 32 für niedrige Trom
melgeschwindigkeit die Trommel 35 in Aufwickclrichtung antreibt. Die Freilaufkupplung 66 verbindet die
Trommelwelle 34 und die Welle 59 wirksam miteinander, wenn die Trommel 35 im Freilaufbelrieb das Seil
69 abspult, und die Freilaufkupplung 66 verbindet die
Trommelwelle 34 und die Welle 59, wenn die kontinuierliche Rutschkupplung 57 das Seil unter gesteuerter
Spannung hält.
In F i g. 5a ist der Freilaufbetriebs/ustand der Frcilaufkupplung
66 dargestellt. Der Innenring 125 und der Außenring 124 sind frei gegeneinander drehbar, wenn
die zugehörigen Winkeldrehungen in der gezeigten Weise erfolgen. Der Innenring wird im Uhrzeigersinn
gedreht, wodurch das Seil 69 entweder über die eingeschaltete
Trommelkupplung 38 für hohe Trommclgcschwindigkeit oder die eingeschaltete Trommelkupplung
32 für niedrige Troinmelgcschwindigkeit auf die Trommel aufgewickelt wird. Der innere Käfig 129 und
der äußere Käfig 128 sind relativ zueinander konzentrisch angeordnet, und die gegenüberliegenden Ränder
jedes Abschnitts des inneren Käiigs 129 und des äußeren Käfigs 128 berühren einen Punkt am Klemmkörper
127. In diesem Betriebszustand dreht sich der innere Käfig 129 relativ zum äußeren Käfig 128 im Uhrzeiger-
sinn, wodurch die Klemmkörper 127 so orientiert werden,
daß sie den inneren Ring 125 relativ zum äußerer Ring 124 in Freilaufzustand stellen. Da die Ober- unc
Unterflächen der Klemmkörper 127 nicht gegen die zu gehörigen Radialflächen des inneren und äußeren Rin
ges 125 und 124 gezwängt werden, sind die mit deir inneren und dem äußeren Ring 125 und 124 gekoppelten
Wellen wirksam voneinander getrennt, wodurch eine Übertragung von Drehmoment von der einen aul
die andere Welle ausgeschlossen ist. Zur Sichcrstcllunü
der Anlage der Klemmkörper 127 an den Ringen 124
und 125 sind Federn 130 vorgesehen.
in F i g. 5b ist der Betriebszustand gezeigt, bei den
sich der äußere Ring 124 relativ zum inneren Ring 12-im
Uhrzeigersinn dreht, wodurch die Freilaufkupplung 66 wirksam sperrt und eine Drehmomentübertragung
von der Welle 59 auf die Trommelwelle 34 ermöglicht Diese Betriebsweise tritt auf, wenn die kontinuierliche
Rutschkupplung 57 zur Aufrechterhaltung einer ge steuerten Spannung im Seil 69 verwendet wird. Au;
einem Vergleich der F i g. 5b mit der F i g. 5a ist er
sichtlich, daß der äußere Käfig 128 und der innere Ka fig 129 sich relativ zueinander im Uhrzeigersinn ver
dreht haben, wodurch die Klemmkörper 127 ebenfalli
im Uhrzeigersinn verschwenkt worden sind, wodurch die Freilaufkupplung 66 belastet und die Welle 59 um
die Trommelwelle 34 miteinander verbunden sind. Dif Beaufschlagung der Freilaufkupplung 66 ermöglicht die
Übertragung des Drehmoments von der Welle 59 au die Trommelwelle 34 und ermöglicht dadurch die mi
gesteuerter Spannung arbeitende Betriebsweise dei
Hubwinde 10. Wenn die Freilaufkupplung 66 weger einer Bewegung der Hubwinde 10 überholt wird, bleib
sie in der in Fig. 5b gezeigten relativen Eingriffsstel
lung, wodurch ein mit gesteuerter Spannung arbeiten
der Betriebszustand der Winde 10 erreicht wird.
In Fig.5c ist die Freilaufkupplung 66 in dem Be
triebszustand gezeigt in dem der innere Ring 125 rela
tiv zum äußeren Ring 124 im Gegenuhrzeigersinn ver dreht wird. Dieser Betriebszustand tritt auf, wenn da:
Seil 69 in einem Überholanwendungsfall abgewickel
werden muß. Dabei wird die kontinuierliche Rutsch kupplung 57 als Hiirsbremse benutzt, indem die Ein
gnffsglieder 63 und 64 und das Antriebsrad 58 (F i g- 3
miteinander in Eingriff gebracht werden. In dieser Stellung
wird der äußere Käfig 128 relativ zum inneren Käfig 129 im Uhrzeigersinn verdreht, wodurch die
Klemmkörper 127 voll belastet werden und so eine Übertragung der im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden
Drehung vom inneren Ring 125 auf den äußeren Ring 124 erlauben. Wenn zwischen der Trommelwelle 34
und der Welle 59 eine Verbindung besteht, wirkt die kontinuierliche Rutschkupplung 57 als Ililfsbremse für
die Bandbremsen 70 und 71 und verbessert so die Ar-
beitsweise der Winde 10. Da die Schlupfkupplung 57 in diesem Betriebszustand als kontinuierliche Reibbremse
arbeitet, ermöglicht die Betätigung der Ausdehnclemente
113 (I- i g. 2) die Einstellung der Starke der Hilfsbremswirkung.
Da die Rutschkupplung 57 so ausgelegt ist. daß sie die gesamte zwischen den Reibelementen
108 und 115 und der Reibscheibe 110 (I" ig. 2) enisle
hende Wärmeleistung abführen kann, ist die (iesamtarbeiisweise
der Winde 10 erheblich verbessert.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Hubwinde, in deren starrem Rahmen eine auf einer Trommelwelle befestigte Trommel drehbar
gelagert ist, auf der das an seinem einen Ende an der Trommel befestigte Hubseil auf- und abwickelbar
ist, wobei auf der Tromme'welie wenigstens eine Kupplung zur Übertragung einer Aufwickel-
und Abwickelantriebskraft von einer Antriebsquelle auf die Trommelwelle und eine Bremse zum gesteuerten
Absenken einer ahi Hubseil hängenden Last vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine an sich bekannte, kontinuierlich wirkende, zur Abfuhr von infolge von Reibwirkung erzeugter
Wärme mittels eines Kühlmittels beaufschlagbare Rutschkupplung (57) mit einer unter der
Einwirkung von Reibkräften relativ /u einem äußeren
Gehäuse (100) drehbaren inneren Nabe (112) vorgesehen ist. wobei an deren innerer Nabe (112)
eine mit der Tronimelwelle (34) verbindbare Kupplungswelle
(59) angeschlossen ist. wahrend das äußere Gehäuse (100) einen Antriebsring (58) trägt,
der von der Antriebsquelle (11, 12) antreibbar ist. daß die Bremse /um Absenken der Last mit der
Rutschkupplung (57) dadurch vereinigt ist, daß eine den Antriebsring (58) und das mit ihm gekoppelte
äußere Gehäuse (100) am starren Windenrahmen festlegende, mit dem Antriebsring in Eingriff bringbarc
Verriegelungseinrichtung (63,64, 75. 76) vorgesehen ist; und daß /wischen die axial fluchtende
Kupplungswclle (59) und die Trommelwelle (34) eine Freilaufkupplung (66) geschaltet ist, welche die
Kupplungswelle (59) von der Trommelwelle (34) abkuppelt,
wenn die Winde das Hubseil (69) aufwikkell, die Kupplungswelle (59) jedoch mit der Trommelwelle
(34) kuppelt, wenn das Hubseil (69) abgewickelt wird.
2. Winde nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsring (58) mit einem im wesentliehen kreisförmigen Ringabschnitt (105) und an
dessen Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Zähnen (65) versehen ist, und daß die Verriegelungseinrichtung
in den Zähnen (65) des Antriebsrings (58) /um Eingriff bringbare Eingriffsglieder
(63.65) aufweist.
3. Winde nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Freilaufkupplung (66) /um Auskuppeln der kontinuierlich arbeitenden Rutschkupplung
(57) so ausgebildet ist, daß sie die Rutschkupplung (57) und die Tronimelwelle (34) verbindet,
wenn die Rutschkupplung die mit der Trommel (35) verbindbarc Kupplungswelle (59) dreht und das Seil
(69) unter eingestellter Spannung hält.
4. Winde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierlich arbeitende
Rutschkupplung (57) eine an der inneren Nabe (112) befestigte Reibscheibe (110), mit dem
äußeren Gehäuse (110) umlaufende und gleitend in Eingriff bringbare Reibelemente (108, 115), und
Druckluft betätigte, in der Nähe der Reibclemenie (108, 115) im Gehäuse befestigte Ausdehnungselemente
(113) aufweist, die nach ihrer Beaufschlagung
die Reibelemente (108. 115) mit Reibschluß an der
Reibscheibe (110) anlegen.
5. Winde nach eitlem tier Ansprüche I bis 4. dadurch
gekennzeichnet, daß als Antriebsquelle zwei Moloren (II. 12) vorgesehen sind, und daß ein mit
dem Antriebsring (58) gekoppeltes und parallel zu ihm angeordnetes Kettenrad (55) und ein die Antriebsquelle
und das Kettenrad (55) verbindender Kettenantrieb (56,52,21,22, 19) vorgesehen sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14314171A | 1971-05-13 | 1971-05-13 | |
US14314171 | 1971-05-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2152695A1 DE2152695A1 (de) | 1972-11-23 |
DE2152695B2 DE2152695B2 (de) | 1976-04-08 |
DE2152695C3 true DE2152695C3 (de) | 1976-11-25 |
Family
ID=
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