DE2815470C2

DE2815470C2 - Winch zum schlupffreien Verholen eines Seiles

Info

Publication number: DE2815470C2
Application number: DE19782815470
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.-Ing. 8012 Ottobrunn Mehnert; Rudolf 8021 Taufkirchen Roth
Original assignee: Naviga Ets Vaduz; NAVIGA Ets Firma
Current assignee: NAVIGA Ets Firma
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1978-04-10
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE2815470A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Winch zum schlupffreien Verholen eines Seiles gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 26 03 202 ist bereits eine solche Winch bekanntgeworden. Aus der US-PS 38 76 184 ist es bekannt, eine Windentrommel über ein Gehäuse und eine Kupplungsfeder zu steuern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- so gründe, eine Winch zu schaffen, die die Vorteile derjenigen nach dem Stand der Technik nicht nur beibehält, sondern sie dahingehend verbessert, daß das Seil nicht nur schlechthin gefiert, sondern mit gewünschter Geschwindigkeit und Beschleunigung genau gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die aufgezeigten Maßnahmen werden gegenüber dem Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen erzielt. Neben der Möglichkeit in allen Stellungen zu ratschen, wird für die Winch eine lose und in jeder Hinsicht universelle Kupplung geschaffen, die für das übertragene Moment die Formel

^M ⁼

erfüllt

Ist die Federkupplung einseitig mit der oberen Kupplungshälfte ohne Vorspannung verbunden, gilt die Formel für die Kraft:

P =	AP- (e^iT -M-ff—ϊ)	= Elastizitätsmodul
Hierbei bedeuten:	= Trägheitsmoment
E	= Vorspannung der Feder
I	= mittlerer Durchmesser
ό	= Reibungskoeffizient
D_n,	= Anzahl der Windungen
	= Zugkraft der radialen Hilfsfeder
N
AP

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen werden die herkömmlichen und bisher erforderlichen Verbindungs-, Brems- und Kupplungselemente überflüssig gemacht Die Feder bildet einen mechanischen Verstärker, der in der Übertragungsrichtung den vorigen Formeln gehorcht und in der entgegengesetzten Richtung nahezu kraftlos entkuppelt werden kann, wobei die Kupp-Iungslösekraft mit der Anzahl der Windungen sinkt.

Die Feder selbst unterliegt kaum sinem Verschleiß, da die Anpreßkräfte klein sind, weil sie mit der Seilumschlingung arbeitet, was der zweite Term der Formel zeigt. Die aufgezeigten Maßnahmen zur Konzeption einer Zweigang-Winch führen zu dem wesentlichen Vorteil, daß sie in beiden Richtungen übergangslos »ratschbar« ist.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilquerschnitt durch das Ausführungsbeispiel einer Eingang-Winch,

F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch das Ausführungsbeispiel einer Zweigang-Winch,

Fig.3 einen Teilquerschnitt durch die Klemmrollc mit schräggelegten Klemmrollenteilen,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für die Fierrichtungsumkehr mittels einem Zahnrad,

F i g. 5 einen Querschnitt eines Ausschnittes der Achtkant-Kurbelaufnahme mit innenverriegeltem Einsatzstück,

F i g. 6 eine Draufsicht auf den Schnitt durch die Kurbelaufnahme und das Zwischenstück für die Ratsche mit Mitnehmer und Segment.

Die Fig. I zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine sogenannte Eingang-Winch. Bei der Betätigung der Handkurbel (nicht gezeichnet), die in dem Achtkant der Kurbelaufnahme 10 eingesetzt und verriegelt ist, bleibt in der einen Richtung der obere Hülsenfreilauf 12, der — wie alle Hüisenfreiläufe — die Funktion einer totganglosen Sperrklinke besitzt, unbewegt. Das heißt, die Kurbel ratscht kraftlos in dieser Richtung. Bei Betätigung in

der anderen Richtung nimmt die Kurbelaufnahme 10 die Hülsenfreiläufe 12, die in dem Kupplungsoberteil 13 eingepreßt sind, und damit dieses Kupplungsoberteil 13 mit. Die durch ihre Eigenvorspannung auf das Kupplungsoberteil 13 umschließende Feder 15 nimmt ihrerseits durch Festziehen das Kupplungsunterteil 14 und damit auch die Klemmrolle 18,19 mit, wobei mit 18 das Klemmrollenoberteil und mit 19 das Klemmrollenunterteil bezeichnet ist Hierdurch wird nun der Kraftweg zwischen Kurbelaufnahrne 10 und Klemmrolle 18, 19 geschlossen.

Gleichzeitig wird in dieser Richtung das Steuersystem

— bestehend aus Fiergehäuse 11, Fierhülse 16 und abgebogenem Federende 15a — mitbewegt Die Relativbewegung zwischen Feder 15 und dem Fiergehäuse 11 mit der Fierhülse 16 ist damit Null. Die Feder 15 sitzt fest auf den Kupplungsteilen 13 und 14.

Die Seiilast wird von den verbundenen Klemmrollenteilen 18, 19 mittels der profilierten Klemmrippen 18a, 19a aufgenommen und über das Kupplungsunterteil 14, die Kuppiungsfeder 15, das Kuppiungsoberteil 13 und den unteren Hülsenfreilauf 12 an den Grundkörper 22 weitergegeben, so daß ein unbeabsichtigtes Zurücklaufen der Klemmrolle 18,19 nicht möglich ist

Beim Fieren wird das Fiergehäuse 11 und die Fierhülse 16 entgegen der Lastrichtung bewegt und damit eine Relativbewegung zur Feder 15 erzeugt Die Feder 15 öffnet sich und löst sich damit ganz oder teilweise vom Kupplungsunterteii 14, so daß die Klemmrolle 18, 19 ungehindert oder gebremst in Lastrichtung zurücklaufen kann. |e nach Winkel zwischen der Feder 15 und der Fierhülse 16 wird erstere 15 völlig oder teilweise vom Kupplungsunterteil gelöst, so daß zwischen ungehindertem Auslauf und völliger Arretierung jeder gewünschte Zustand, der durch den Weg, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des auslaufenden Seiles gekennzeichnet ist, mittels einer gezielten Bremsung möglich ist.

Beim Loslassen des Fiergehäuses 11 greift die Feder 15 sofort das Kupplungsunterteil 14 und stellt den Kraftweg zum Grundkörper 22 her. Die Klemmrolle 18, 19 kommt deshalb sofort zum Stillstand. Mittels eines Stellringes 21 kann ein Seilausheber 60 radial in jede gewünschte Eingriffstellung zur Klemmrolle 18, 19 gebracht werden. Der Grundkörper 22 nimmt sowohl die Lagerkräfte über die Nadellager 20 als auch das Lastdrehmoment über den unteren Hülsenfreilauf 12 auf.

Die F i g. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel einer sogenannten Zweigang-Winch dar, die man benutzt, um die Vorteile einer Momentübersetzung durch ein Getriebe auszuschöofen und deren Bauelemente im wesentlichen der in Fig. 1 beschriebenen Eingang-Winch entsprechen. Auch hier ruht die Kurbel verriegelt in der Kurbelaufnahme 110. fn einer Drehrichtung wird über einen Teilkraftweg die Mitnehmernocke 110a, das Zwischenstück 132 und damit der Hülsenfreilauf 112 und das Kupplungsoberteil 113 mitgenommen. Gleichzeitig ratscht die Kurbelaufnahme 110 mittels der Hülsenfreiläufe 141 frei an der außenverzahnten Zentralwelle 137 vorbei, die sich ihrerseits infolge des mitgenommenen Kupplungsoberteils 113 über die innenverzahnte Verbindungstulpe 134 und das lose Zahnrad 136 in entgegengesetzter Drehrichtung frei an den Hülsenfreiläufen 141 vorbeibewegt.

Der Hülsenfreilauf 139 steht dabei in Leerlaufstellung. Das Kupplungsoberteil 113 nimmt — wie bekannt

— die vorgespannte Feder 115 und diese wiederum das Kupplungsunterteil 114 und damit die Klemmrolle 118, 119 mit. Die Relativbewegung der Feder 115 zur Fierhülse 116 und zum Fiergehäuse 111 ist dabei aber Nur!.

Das belastete Seil gibt nunmehr seine Kraft an die Klemmrolle 118,119 über die profilierten Klemmrippen 118a, 119a ab, die sie über das Kupplungsunterteil 114, die Kupplungsfeder 115, das Kupplungsoberteil 1113, die innenverzahnte Verbindungstulpe 134 und den Hülsenfreilauf 139 mittels Selbsthemmung über die au&enverzahnte Zentralwelle 137 und das lose durch den Bolzen ίο 135 gelagerte Zahnrad 136 wieder an die Verbindungstulpe 134 weitergibt. Der mit der Grundplatte 122 verschraubte Aufsatzkörper 133 nimmt die Lagerkräfte über das Lager 120 des Kupplungsunterteils 114 auf, der Hülsenfreilauf 139 das Lastdrehmoment über die außenverzahnte Zentralwelle 137, das lose Zahnrad 136 und die innenverzahnte Verbindungstulpe 134.

Bemerkenswert ist dabei, daß bei einer Obersetzung von 1 : π der Hülsenfreilauf 139 nur den (n + l)stenTeil des Ausgangsmomentes abfangen muß.

Beim Bewegen des Fiergehäuse:- 411 und damit der Fierhüise 116 entgegen Lastrichtung wird — wie vorher beschrieben — eine Relativbewegung zur Feder 115 erzeugt, die sich von dem Kupplungsunterteil 114 ganz oder teilweise löst und dadurch die gelagerten Klemmrollen J18, 119 in Lastrichtung ungehindert oder gebremst freigibt. Die durch die Fierhülse 116 entlastete Feder 115 hält sofort wieder die Klemmrollen 118, 119 fest Wird die Handkurbel in der Kurbelaufnahme 110 nun in Gegenrichtung bewegt, so läuft jetzt der Kraftweg übergangslos über die Hülsenfreiläufe 141, die außewverzahnte Zentralwelle 137, das lose Zahnrad 136, die innenverzahnte Verbindungstulpe 134 und das Kupplungsoberteil 113 zur Feder 115. Der Mitnehmer HOa gerät durch Gegendrehung des Kuppiungsoberteils 113, des Hülsenfreilaufs 112 und des Zwischen-Stucks 1.JX uer i\atscuc in ixatscnSiSiiung, wouci sowomt der Hülsenfreilauf 112 als auch das Zwischenstück 132 sich in Freilaufstellung befinden.

Beim Bewegen der Kurbelaufnahme 110 in der vorhergehenden Richtung innerhalb des Segments 132a im Zwischenstück 132 ist die Kurbel kraftlos und deshalb in Ratschstellung (F i g. 6). Bei wiederum umgedrehter Bewegung wird demzufolge — unabhängig von der Stellung des Mitnehmers HOa in dem Segment 132a — sofort ohne Totgang die Getriebeübersetzung eingeschaltet. Das ist auch der Fall, wenn von Direktgang durch Richtungsänderung in den Getriebegang geschaltet wird.

Das Fieren geschieht wie vorbeschrieben. Unabhängig vom benutzten Gang wird die Seillast durch den Hüisenfreilauf 139 über die Getriebeselbsthemmung abgefangen.

Seiht; dieser Freilauf 139 einmal versagen, so übernimmt seine Funktion mit dem Totgang in dem Segment 132a automatisch der HülsenfreilauF 112, wodurch eine aufwandslose Redundanz in der Sicherheit gegeben ist.

Fig.3 zeigt die Anordnung der Klemmrollenhälfte 218, 219 bei schräger Lage, wobei das Schwergewicht auf ein Einspannen der beiden Rollenhälften 258, 219 innerhalb des Kupplungsunterteils 214 unter Einbeziehung von zwei Drucklagern 252, 253 — die auf der gleichen Klemmrollenseite liegen — beruht. Durch diese Anordnung können zentral größte Spreizkräfte, die durch das Sei! ar den losen aneinanderliegenden Klemmrollenhälften entstehen, aufwandslos aufgenommen werden. Von schräggelegten Klemmrollen wird man allerdings nur Gebrauch machen, wenn das Seil größte Kräfte überträgt, also von dem Ausheber nicht

mehr aus den Klemmnuten geholt werden kann.

Durch die Verwendung von Hülsenfreiläufen entfallen alle Klinken, und durch die Anordnung dieser Freilaufe ist die einfachste Ratschfunktion ohne Totgang und völlig geräuschlos verwirklicht. Das drehbare Fiergehäuse ermöglicht die handliche Bedienung der Winch. Diese kann durch Abnahme der Kurbelaufnahme 10. 110, die am Lager 29, 129 mittels der Spezialmutter 30. 130 drehbar festgeschraubt ist, in einem Stück demontiert und durch Einsetzen des verschließbaren Einsatz- to Stückes 61, 161 gegen Diebstahl gesichert werden (Fig-5).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Winch zum schlupffreien Verholen eines Seiles mit einem Umschlingungswinkel kleiner als 360°, wobei das Seil über und mittels einer Klemmrolle in beiden Drehrichtungen geführt, bewegt und gesteuert (gefiert) wird und mindestens ein Kraftsystem für die Krafteinleitung zu der Klemmrolle sowie ein Steuersystem angeordnet sind, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß eine Kupplungsfeder (15, 115) zwei Kupplungshälften (13, 14, 113, 114) mit ihrer Eigenvorspannung kraftschlüssig so verbindet, daß die Belastungskraft an ihr vom Mittelteil der Kupplungshälften (13,14,113,114) nach beiden Sei- is ten abnimmt und die Kupplungsfeder (15, 115) über das als drehbares Gehäuse (11, 111) ausgebildete Steuersystem (11,16, 15a; 111, 116, 115a,J steuerbar ist

2. Winch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsfeder (15, 115) die obere Kupplungshälfte (13,113) über eine Fremdvorspannung mittels einer Radialfeder mit der unteren Kupplungshälfte (14, 114) kraftschlüssig verbindet, wobei die Belastungskräfte an der Feder (15, 115) von der oberen (13,113) zur unseren Kupplungshälfte (14,114) abnehmen.

3. Winch nach Anspruch 1 oder 2, mit zwei Kraftsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Kraftsystemen (110,110a, 132,112,113,114,115, 118,119), (HC, 141,137,136, 134, 113, 114,115,118, 119) gemeinsame Kraftübertrc^ungskette (113, 114, 115,118,119) durch das z's drehbares Gehäuse (111) ausgebildete Steuersystem (111 116, 115a,) mittels der Kupplungsfeder (115) gesteuert wird.

4. Winch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsoberteil (113) fest mit einer innen verzahnten Verbindungstulpe (134) gekoppelt ist und zwischen der oberen Kupplungshälfte (113) und der unteren Kupplungshälfte (114) ein Nadellager(140) angeordnet ist.

5. Winch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (11, 111) und der Fierhülse (16, 116) ein auf dem oberen Kupplungsteil (13,113) gelagertes Zahnrad (62,162) oder Hebel zur Änderung der Fierrichtung und zur Auflösung des Fierweges angeordnet ist.