DE2704372A1

DE2704372A1 - Ueberlast-schutzvorrichtung fuer hebemaschinen

Info

Publication number: DE2704372A1
Application number: DE19772704372
Authority: DE
Inventors: Koki Hirasuka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1977-08-18
Also published as: CA1062231A; AU505527B2; DE2704372C2; CH602478A5; SE7700514L; JPS5615397B2; JPS5293063A; AU2183277A; US4103872A

Description

PATENTANWAL-E 2 / U 4 O IZ

SCHIFF ν. FÜNER STRc-HL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS

MÜNCHEN 9O, MARIAHILFPLATZ 2 4 3 POSTADRESSE: D-8 MÜNCHEN 95. POSTFACH 95 OI βθ

HITACHI, LTD. ^ 2. Februar 1977

DA-5408

Uberlast-Schutzvorrichtung für Hebemaschinen

Die Erfindung betrifft eine Uberlast-Schutzvorrichtung für

Hebemaschinen mit einem einen Elektromotor umfassenden Antriebsteil und einen mit dem Antriebsteil in Verbindung stehenden Untersetzungsteil, das eine Eingangswelle und eine parallel dazu angeordnete Kraftabgabewelle aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft also Hebemaschinen, beispielsweise Seiloder Kettenflaschenzug und insbesondere Hebemaschinen, die mit einer Uberlast-Schutzvorrichtung ausgerüstet sind.

Bei Hebemaschinen für schwere Lasten ist üblicherweise ein Höchstgewicht, das ohne Gefahr von der Hebemaschine angehoben oder abgesenkt werden kann, vorgegeben. Da die Bedienungsperson jedoch nicht immer das genaue Gewicht eines zu transportierenden oder anzuhebenden Gegenstandes kennt, so hängen an den Hebemaschinen oft Gewichte, die über den zulässigen Gewicht liegen, so dass die Hebemaschinen überlastet sind. Um

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Gefahren, die im Zusammenhang mit einer Überlast auftreten, su vermeiden, ist es erforderlich, die Hebemaschinen mit ei geeigneten Uberlast-Schutzvorrichtung zu versehen.

einer

Es wurden bereits zahlreiche Einrichtungen, die eine Oberlast verhindern sollen vorgeschlagen. Eine dieser Einrichtungen weist eine mechanische Waage oder eine das Gewicht feststellende Einrichtung auf, die ein Warnsignal bereitstellt oder das Hebewerk vom Antriebsmotor trennt. Bei einer anderen überlastschutz vorrichtung wird die Last durch den Antriebsmotor während des Betriebes fliessenden Strom festgestellt. Wenn ein zu grosser Strom festgestellt wird, wird dann ein Warnsignal erzeugt und der Motor ausgeschaltet. Eine andere Überlast-Schutzvorrichtung besitzt einen mechanischen Drehmoment-Begrenzer, beispielsweise Gleit- oder Schlupfräder, die bei einem Drehmoment, das ein vorgegebenes Drehmoment übersteigt, gleiten, so dass der Hebevorgang gestoppt wird. Die erstgenannte Vorrichtung ist deshalb nachteilig, weil mehrere Teile-und eine teuere Ausrüstung für das genaue Wiegen der Last erforderlich sind. Darüberhinaus muss bei dieser Uberlast-Schutzvorrichtung die Last zum Wiegen derselben angehoben werden.

Bei dem zweiten Typ einer Überlast-Schutzvorrichtung ist es nachteilig, dass komplizierte Uberwachungs- und Steuereinheiten sowie zusätzliche Arbeitsvorgänge im Hinblick auf die Einstellung und die Überwachung erforderlich sind, obgleich diese Überlast-Schutzeinrichtung eine recht genaue Überlast-Schutzbetriebsweise ermöglicht.

Die dritte Art von Überlast-Schutzvorrichtungen kann die erforderliche Aufgabe relativ leicht mit geringem Aufwand bzw. zimelich einfachem Aufbau durchführen. Jedoch tritt dabei der Nachteil und die Gefahr auf, dass die einmal angehobene Last unbeabsichtigt und unkontrolliert abgesenkt werden kann. Die dritte Art von Überlast-Schutzvorrichtungen wäre an sich die geeignetste, wenn bei ihr nicht die Gefahr auftreten würde, dass sich die Last unbeabsichtigt und unkontrolliert absenken könnte.

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Wenn ein Zahnrad oder ein Rad, das Teil des Vorgeleges oder des Untersetzungsgetriebes ist, so ausgebildet ist, dass man sich auf die Reibungskraft derart verlassen kann, dass das Rad ein Drehmoment, welches kleiner als ein vorgegebenes Drehmoment ist, übertragen kann, jedoch bei einem grösseren Drehmoment rutscht, so wirkt das Untersetzungsgetriebe oder die Untersetzungs-Zahnräder selbst als Uberlast-Schutzvorrichtung, die das Anheben einer zu grossen Last verhindern. Jedoch tritt die Schwierigkeit auf, wenn eine Last, die etwas kleiner als die Last ist, die ein Gleiten des Rades verursacht, angehoben wird. Bei den Hebemaschinen tritt nämlich ein grösseres Drehmoment auf, wenn sie die Höhe oder die Lage der einmal angehobenen Last verändern, wenn sie also im sogenannten " Anfahroder Tipjf-Betrieb ("inching operation") arbeiten, als wenn die Last zu Anfang vom Boden abgehoben wird. Wenn daher der sogenannte "Anfahr- oder Tipp"-Betrieb für eine Last durchgeführt wird, die gerade noch vom Gleit- oder Rutschrad getragen wird, kann das dadurch auftretende vergrösserte Drehmoment die Haftung des Gleitrades überschreiten, so dass das Gleitrad gleiten kann und die angehobene Last unbeabsichtigt und unkontrolliert abgesenkt wird.

Wenn einmal ein solches unkontrolliertes Absenken auftritt, ändert sich der am Gleitrad auftretende Reibungswiderstand, um die kinetische Reibungskraft, die natürlich kleiner als die statische Reibungskraft ist, mit der die Last angehoben worden ist, so dass der Absenkvorgang nicht mehr angehalten werden kann.

Das bedeutet, dass die Uberlast-Schutzvorrichtung, die als Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist, zu unerwünschten Gefahren führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hebemaschine mit einer Uberlast-Schutzvorrichtung zu schaffen, die das unbeabsichtigte und unkontrollierte Absenken der einmal angehobenen Last verhindert.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebene Oberlast-Schutzvorrichtung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den UnteranSprüchen angegeben.

Eine Überlast-Schutzvorrichtung für Hebezeuge weist erfindungsgemäss eine Gleitgetriebeeinheit und eine Ratschengetriebeeinheit bzw. eine Gleitradeinheit und eine Ratschenradeinheit auf, die auf einer Welle in einem Vorgetriebe bzw. einem Untersetzungsgetriebe einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das Antriebsdrehmoment wird der Ratschengetriebeeinheit nur dann übertragen, wenn sich die Hebemaschine in der Richtung dreht, in der die Last abgesenkt wird, so dass dem Gleitrad eine zusätzliche Reibungskraft angelegt werden kann, wenn ein Bremsvorgang auftritt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Gesamtaufbau eines Kettenflaschenzuges, bei dem die erfindungsgemässe Uberlast-Schutzvorrichtung angewandt wird, wobei in dieser Figur der Untersetzungsgetriebeteil teilweise im Querschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen wesentlichen Teil einer erfindungsgemässen Ausführungsform,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Gleitradeinheit, die ein wesentlicher Teil der erfindungsgemässen Uberlast-Schutzvorrichtung ist,

Fig. M- eine perspektivische Ansicht von Teilen, die die Gleitradeinheit gemäss Fig. 3 bilden, in Explosionsdarstellung, und

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie V-V, der den Aufbau einer Ratschen- bzw. Klauenradeinheit darstellt, die ebenfalls ein wichtiger Teil der erfindungsgemässen Uberlast-Schutzvorrichtung ist.

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In Fig. 1 ist ein Kettenzug bzw. ein Kettenflaschenzug dargestellt, der mit der erfindungsgemassen, eine Überlast verhindernde Einrichtung versehen ist. Dieser Kettenflaschenzug besitzt einen Antriebsteil 1, einen Untersetzungs- bzw. Vorgelegeteil 2, einen Bremsteil 3, ein Kettenzahnrad 12 und eine Kette 13, an der eine Last 14 hängt.

Im Antriebsteil 1 ist ein Elektromotor M untergebracht, der dem Untersetzungsteil 2 ein Antriebs-Drehmoment über eine Kupplung 5 überträgt. Das Untersetzungsteil 2 besteht aus drei Zahntrieben 6, 8 und 10 und drei Zahnkränzen oder Getriebekränzen 71 9 und 11. Der Motor M, die Kupplung 5» die Zahntriebe und Zahnräder oder Zahnkränze des Untersetzungsteils 2, sowie das Kettenzahnrad 12 werden in geeigneter Weise von den Rahmen 4a, 4b und 4c getragen.

Venn der Elektromotor M eingeschaltet wird, wird eine durch eine Bremse im Bremsteil 3 ausgeübte Bremskraft aufgehoben, so dass der Motor M das Untersetzungsteil 2 über die Kupplung antreiben kann. Die Drehzahl wird dadurch verringert bzw. untersetzt, dass die Antriebskraft dem Kettenzahnrad 12 über den ersten Zahntrieb 6, das erste Zahnrad 7, den zweiten Zahntrieb 8, das zweite Zahnrad 9» den dritten Zahntrieb 10 und das dritte Zahnrad 11 übertragen wird. Dadurch wird die mit dem Kettenzahnrad 12 in Eingriff stehende Kette 13 mit verringerter Drehzahl hochgezogen und abgesenkt, um die Last 14 anzuheben oder abzusenken.

Die zuvor gemachten Erläuterungen dienen der Beschreibung des Gesamtaufbaus eines Kettenzuges bzw. eines Kettenflaschenzuges, bei dem die erfindungsgemässe Einrichtung für den überlastschutz verwendet wird, die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden soll.

Die erfindungsgemässe Überlast-Schutzeinrichtung ist im Untersetzungsteil 2 und insbesondere kann sie theoretisch im Zusammenhang mit der zweiten oder den folgenden Getriebestufen vor-

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Λ.

gesehen sein. Nachfolgend soll ein spezifisches, dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben werden, bei dem die Uberlast-Schutzeinrichtung in der zweiten Getriebestufe des Untersetzungsteils 2 vorgesehen ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist eine erfindungsgemässe Überlast-Schutzeinrichtung einen eine Überlast verhindernden Mechanismus auf, der auf der Welle des zweiten Zahntriebes 8 angeordnet ist, eine gleitende Getriebeeinheit A und eine Ratschen- oder Sperrklinken-Getriebeeinheit B umfasst, wobei die letztgenannte Getriebeeinheit B dazu vorgesehen ist, während des Absenkvorgangs ein Bremsdrehmoment auszuüben.

Die gleitende Getriebeeinheit A und die Ratschengetriebeeinheit B sind so angeordnet, dass sie dem ersten, die Eingangswelle bildenden Ritzel oder Zahntrieb 8 und dem zweiten, die Kraftabgabewelle bildenden Ritzel oder Zahntrieb 9 gegenüberliegen, wobei die Eingangswelle und die Kraftabgabewelle zueinander parallel angeordnet sind.

Zunächst soll die Gleitgetriebeeinheit A beschrieben werden. Ein Zahnkranz 15, der mit dem ersten Zahntrieb 6 in Eingriff steht, wird vom zweiten Zahntrieb 8 getragen. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist der Zahnkranz 15 mit einer Mittelbohrung 15a versehen, in der zwei einander gegenüberliegende Vorsprünge 34 und 35 vorgesehen sind.

Der Zahnkranz 15 wird durch eine Zahnkranz-Halterungsplatte 19» die um eine ringförmige, am Umfang des zweiten Zahntriebes 8 befestigte Buchse 33 herum befestigt ist, und durch eine ringförmige Zahnkranz-Halterungsplatte 19 in seiner Lage gehalten. Die Zahnkranz-Halterungsplatte 19 besteht aus einer Scheibe 19a mit einem grösseren Durchmesser und einem axialen Vorsprung oder einer Scheibe 19b mit kleinerem Durchmesser. Beide Scheiben 19a und 19b sind einstückig und zueinander konzentrisch ausgebildet.

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Eine weitere Zahnkranz-Halterungsplatte 20 ist mit durchgehenden Löchern 17a und 18b versehen. Der Zahnkranz 15 wird zwischen die Halterungsplatten 19, 20 derart eingeklemmt, dass die beiden Seitenflächen der Vorsprünge 34-, 35 an der grösseren Scheibe 19a der Platte 19 bzw. an der Platte 20 anliegen, wobei in der Halterungsplatte 19 eingesetzte Stifte 17 und 18 in den durchgehenden Löchern 17a bzw. 18b liegen.

Der Zahnkranz 15 und die Halterungsplatten 19, 20 sind so dimensioniert, dass die axiale Endfläche der kleineren Scheibe 19b mit der inneren Fläche der Halterungsplatte 20 in Berührung steht, während die kleinere Scheibe 19b in die innere Fläche der Vorsprünge JA und 35 eingepasst ist.

Infolgedessen werden zwei Zwischenräume, in denen jeweils einer der Stifte 17 und 18 liegen, vom Zahnkranz 15 und von den Halterungsplatten 19 und 20 gebildet. In dem Zwischenraum, in dem sich der Stift 17 befindet, ist eine Feder 16 vorgesehen, die zwischen dem Stift 17 und einem Ende des Vorsprunges 34 in Umfangsrichtung liegt.

Zwei ringförmige Bremsplatten 22, 22 mit Belägen 21 sind jeweils für eine der Halterungsplatten 19 und 20 vorgesehen. Diese Bremsplatten 22, 22 sind auf den zweiten Zahntrieb 8 aufgekeilt. Federscheiben 23 sind an den axialen äusseren Seiten der Bremsplatten 22, 22 vorgesehen. Eine der Federplatten, nämlich die Federplatte 23, wird von einer Federhaiterung 36 gehaltert.

Nachfolgend soll die Ratschen- oder Sperrklinken-Getriebeeinheit B beschrieben werden. Der zweite Zahntrieb 8 trägt einen Zahnkranz 24-, der mit dem ersten Zahntrieb 6 in Eingriff steht. Der Zahnkranz 24 besitzt einen inneren Vorsprung oder eine innere Nase 25, der bzw. die auf den zweiten Zahntrieb 8 aufgekeilt ist. Eine ringförmige Platte 26 ist mit zwei Stiften 27 am Vorsprung 25 befestigt, so dass sich der Zahnkranz 24 in der Richtung einer angreifenden Schiebkraft oder Druck nicht verschieben kann.

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Zwischen dem Vorsprung 25 und der Platte 26 ist eine Klaue 28 angeordnet, die von einer Blattfeder 29 derart mit einem Druck beaufschlagt wird, dass sie sich bei einer bestimmten Drehzahl auf Grund der Zentrifugalkraft gegen die von der Blattfeder ausgeübte Vorspannung öffnet.

Die Blattfeder 29 muss nicht genau auf die Drehzahl eingestellt oder nicht genau im Hinblick auf die Drehzahl ausgewählt werden, bei der die Klaue 28 sich öffnet; sie sollte jedoch auf die Klaue 28 eine Kraft oder einen Druck ausüben, um zu verhindern, dass die Klaue 28 sich durch ihr eigenes Gewicht öffnet bzw. nach aussen dreht. Daher reicht eine relativ schwache oder kleine Blattfeder 29 aus. Die Stifte 30 und 32 sind dafür vorgesehen, den Vorsprung 25 und die Platte 26 aneinander zu befestigen. Um den Stift 30 kann sich die Klaue 28 drehen. Der Stift 31 dient der lagemässigen Festlegung der Blattfeder 29.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise der erfindungsgemassen Einrichtung beschrieben werden. Betrachtet man zunächst die Gleitgetriebeeinheit A, so wird vom ersten Zahntrieb 6 ein Drehmoment auf dem Zahnkranz 15 zum Anheben der Last übertragen. Dann dreht sich der Zahnkranz 15» so dass die Feder 16 zum Stift 17 hin vom inneren Vorsprung 34- des Zahnkranzes 15 zusammengedrückt wird. Wenn der innere Vorsprung 35 des Zahnkranzes 15 den anderen Stift 18 berührt, wird das Drehmoment auf die Zahnkranz-Halterungsplatten 19 und 20 übertragen. Das in dieser Weise üba±ragene Drehmoment wird dann über die Beläge 21 den Bremsplatten 22 und danach dem zweiten Zahntrieb 8 übertragen, an dem die Bremsplatten 22 aufgekeilt sind. Dadurch wird die Last angehoben.

In diesem Betriebszustand dreht die zusammengedrückte Feder den Stift 17, um die Last anzuheben.

Die Federscheiben 23 sind so eingestellt oder gewählt, dass eine Gleitbewegung zwischen den Belägen 21 und den Zahnkranz-

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Halterungsplatten 19, 20 möglich ist, wenn eine zugcosse Last anliegt, d. h., wenn ein ein bestimmtes Drehmoment übersteigendes Drehmoment in der Gleitgetriebeeinheit A auftritt, so dass das Anheben einer zu grossen Last verhindert wird.

Das unbeabsichtigte und unkontrollierte Absenken einer einmal angehobenen Last, was sich bei einem Anfahren, oder einem "Tipp"-Betrieb der Hebemaschine einstellen kann, wird, wie nachstehend erläutert wird, sicher verhindert.

Angenommen,ein anliegendes Drehmoment,das grosser als das Drehmoment ist,wenn die Last vom Boden freikommt, wird durch den "Anfahr"- oder "Tipp"-Betrieb der Hebemaschine erzeugt,nachdem die Last einmal angehoben worden ist. Dann tritt eine Gleitbewegung zwischen den Belägen 21 und den Zahnkranz-Halterungsplatten 19 und 20 der Gleitgetriebeeinheit A auf, so dass sich der zweite Zahntrieb 8 drehen kann, wogegen der erste Zahntrieb 6 nicht gedreht wird. Dadurch kann sich der Vorsprung 25 drehen, da er auf den zweiten Zahntrieb 8 aufgesplintet bzw. aufgekeilt ist, wobei der Zahnkranz 24, der mit dem ersten Zahntrieb 6 in Eingriff steht, sich nicht dreht.

Wenn ein Absenken der Last vorliegt, wird die Klaue 28 immer in der geöffneten, also nach aussen gedrehten Stellung gehalten. Wenn daher ein Gleitvorgang auftritt, öffnet sich die Klaue und kommt in Berührung mit dem an Zahnkranz 24 befestigten Stift 27, so dass der Stift 27 mit dem Zahnkranz 24 in Verbindung kommt, der mit dem sich nicht drehenden, ersten Zahntrieb 6 in Eingriff steht, so dass der Gleitvorgang gestoppt wird.

Wenn die Last auf dem Boden aufsetzt, nachdem sie allmählich abgesenkt worden ist, wobei die Klaue 28 in Berührung mit dem Stift 27 bleibt, dreht sich bei nicht mehr angreifender Last der zweite Zahntrieb 8 auf Grund der durch die zusammengedrückte Feder 16 der Gleitgetriebeeinheit A verursachten Kraft in der entgegengesetzten Drehrichtung und gibt die Klaue 28 vom Stift 27 frei. Aus der vorausgegangenen Beschreibung wird deutlich,

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dass die Klaue 28 richtig vom Stift 27 freikommen muss, wenn keine Last mehr angreift; anderenfalls würde eine zu grosse Last angehoben, wenn das Hebewerk wieder eingeschaltet wird. Wie zuvor beschrieben, wird das Freisetzen der Klaue 28 jedoch sicher durchgeführt, wenn die Last nicht mehr an der Vorrichtung hängt.

Wie zuvor beschrieben, ist eine Ratschengetriebeeinheit erfindungsgemäss auf der Welle vorgesehen, die eine Gleitgetriebeeinheit trägt. Die Ratschengetriebeeinheit besitzt eine Klaue, die sich nur dann öffnet, wenn die Ratschengetriebeeinheit mit einer Drehzahl gedreht wird, die ein solch grosses Drehmoment auf die Ratschengetriebeeinheit ausübt, dass während des Bremsvorganges»ein zusätzliches Reibungs-Drehmoment auf die Gleitgetriebeeinheit ausgeübt wird. Darüberhinaus hat die Gleitgetriebeeinheit die Funktion, dass sich die Welle, auf der die Klaue angebracht ist, um einen bestimmten Winkel in der entgegengesetzten Drehrichtung zu der Drehung dreht, in der eine Absenkung der Last vorgenommen wird, so dass die Klaue sicher in ihrer Ausgangslage zurückkehren kann, wenn die Last sicher auf dem Boden aufsetzt.

Die vorausgegangene Beschreibung macht deutlich, dass das Anheben einer Last, die ein bestimmtes Gewicht überschreitet, durch die Hebemaschine, die die erfindungsgemässe Uberlast-Schutzeinrichtung aufweist, sicher verhindert werden kann, und dass die Hebemaschinen sehr sicher sind, da ein ungewolltes und unkontrolliertes Absenken oder Herunterfallen einer einmal angehobenen Last nicht vorkommen kann, ohne dass eine Welle oder ein Zahnrad, das Teil des Antriebssystems ist, gebremst wird.

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Claims

Patentansprüche

Überlast-Schutzvorrichtung für Hebemaschinen mit einem einen Elektromotor umfassenden Antriebsteil und einem mit dem Antriebsteil in Verbindung stehenden Untersetzungsteil, das eine Eingangswelle und eine parallel dazu angeordnete Kraftabgabewelle aufweist, gekennzeichnet durch eine Gleitgetriebeeinheit (A) und eine Ratschengetriebeeinheit (B). die der Eingangswelle (6) und der Kraftabgabewelle (8) gegenüber liegen und jeweils ein Zahnrad mit an der Aussenseite angeordneten Zähnen oder einen Zahnkranz (15, 24) aufweisen, die mit der Eingangswelle (6) in Eingriff stehen, wobei die Gleitgetriebeeinheit (A) bei Drehmomenten, die ein vorgegebenes Drehmoment überschreiten, einen Gleitvorgang ausführen und die Ratschengetriebeeinheit (B) eine Ratsche (28) aufweist, die mit dem Zahnkranz (24) der Ratschengetriebeeinheit (B) in Eingriff kommt, wenn die Kraftabgabewelle (8) sich mit einer eine vorgegebene Drehzahl übersteigenden Drehzahl in einer Richtung dreht, in der die von der Hebemaschine getragene Last (14·) abgesenkt wird.
2. Überlast-Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitgetriebeeinheit (A) ein Zahnrad (15) mit darin vorgesehenen Vorsprüngen (34, 35) t Zahnrad-Halterungsplatten (19a, 19b, 20), die das Zahnrad (15) von beiden Seiten her einklemmen und eine Feder (16) aufweist, die zwischen den Vorsprüngen (34, 35) liegt.
3. Uberlast-Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ratschengetriebeeinheit (B) ein Zahnrad (24), einen innerhalb des Zahnrades (24) vorgesehenen Vorsprung (25)ι eine gegenüber dem Vorsprung (25) angeordnete Platte (26), eine zwischen dem Vorsprung (25) und der Platte (26) liegende Klaue (28) und eine Feder (29) aufweist, die der Klaue (28) eine Vorspannung verleiht.

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