DE3120165A1

DE3120165A1 - Ueberlast- und schlaffseilsicherung

Info

Publication number: DE3120165A1
Application number: DE19813120165
Authority: DE
Inventors: Werner DDR 1195 Berlin Lorenz; Gerhard Dr.-Ing. DDR 1502 Potsdam Zobel
Original assignee: Deutsche Post Rundfunk und Fernsehtechnisches Zentralamt
Current assignee: Deutsche Post Rundfunk und Fernsehtechnisches Zentralamt
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-03-25

Description

Eitel der Erfindung

Überlast- und Schlaffseilsicherung

Anwendungs gebiet

Die Erfindung "besieht sieh auf/, eine universelle Überlast- und Schlaffseilsicherung für Hebe- und Fördermittel, die ein- oder mehrsträngige Seilzüge enthalten sowie für stationär einzusetzende Trag- und Abspannseile»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind überlast- und Schlaffseilsicherungen nach verschiedenen Wirkprimsipien bekannt. Bei einer ersten bekannten Sicherung (DE-PS Λ 084 460) ist zusätzlich zu einer vorgespannten Feder für Überlast eine in gleicher Richtung wirkende leichte Feder eingesetzt, die vom leeren Lastgeschirr so weit zusammengedrückt wird, daß sie neben der vorgespannten Überlastfeder nur noch eine vernachlässigbare Kraft aufweist» Dem Hin- und Herschalten im Mindestlastbereich wird durch eine besondere Schaltergestaltung mit verlängerter Kontaktgabe begegnet. Diese Sicherung ist nur für svjei- und mehrsträngige Elektrowinden mit definiert zugehörigem Lastgeschirr und senkrechtem Lastengriff anwendbar und wegen des erforderlichen komplizierten Schalters mit verlängerter Kontaktgabe störanfällig.

Eine weitere bekannte Überlast- und Schlaffseilsicherung (DD-PS 30283) ist besonders für Schiffskräne und Mooringwinden vorgesehen. Sin im Kraftfluß liegender Teil einer Seil-

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trommel ist verdrehter mit ein oder zwei Druckfedern verbunden, die andererseits an einem festen Anschlag gelagert sind. Der Verdrehwinkel stellt ein Maß für die Seilzugkraft dar und dient bei bestimmter Größe zur Betätigung von ebenfalls fest angeordneten Schaltern. Die hierbei ebenfalls eintretenden Schwingungsersoheinungen werden durch einen Dämpfungskolben gedämpft, aber nicht beseitigt. Die Anordnung.ist zwar auoh bei einsträngigen Seilzügen möglich, jedoch nur bei konstruktiver Einbeziehung in die Winde.

Eine dritte bekannte Sicherungseinrichtung (DD-PS 31 251) nutzt die Seilbiegung durch federhebeibelastete Rollen als Meßwertgeber für Überlast- und Schlaffseil aus, um über ein Hebelgestänge einen zweiseitig wirkenden Kontaktschalter auf Heben und Senken umzuschalten. Gegen Schwingungen ist ebenfalls eine Dämpfungseinrichtung eingesetzt. Diese überlast- und Schlaffseilsicherung läßt sich durch zusätzliche Mittel, wie weitere Sollen, sowohl bei ein- als auch mehrsträngigen ftincien und Seilzügen konstruktiv einbeziehen und auch nachträglich einsetzen. Hauptnachteile dieser Einrichtung sind Witt erungsabhängigkeit, das Reagieren auf die iJeilbiegsamkeit und hoher Wartungsaufwand. Alle bekannten Überlast- und Schlaf fseilsicherungen sind nur für jeweils eine konstruktiv vorgegebene Mindest- und/oder Höchstlast vorgesehen. Sie benötigen außerdem besondere Mittel zur Vermeidung von Schwingungen in einem oder beiden Grenzlastbereichen, weil sie dort keine sichere stationäre Ruheläge aufweisen, sondern eine schwingunysfähige Federlagerung.

Ziel der Erfindung

Es soll eine universelle Überlast- und Schlaffaeilsicherung geschaffen werden, die wartungsarm ist und in einer Grundausführung für alle erwähnten Anwendungen und beliebig wählbare Lastbereiche einsetzbar ist und weder die spesiellen Nachteile der einzigen bekannten allgemeinen anwendbaren Überlast- und Sohlaffseilsicherung, wie Seilzustand- und

•Wetterabhängigkeit-, aufweist, noch komplizierter Schalter bedarf oder zu Schwingungen neigt bzw«. Dämpfungseinrichtungen gegen diese Schwingungen benötigt. Sie soll auch schalterlos ausführbar und für nichtelektrische Antriebe einsetzbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von dieser Zielstellung ergibt eine Analyse der technischen Mängelursachen, daß die konstruktiven Mittel für Sehlaffseilsioheiung nur Meßwertgeber aufweisen, die Druckkräfte aufnehmen .und derIn Änderung auswerten, während Zugkräfte im Seil zu messen sind, womic Winkelabhängigkeiten, Kipp- und Reibmomente entstehen. Weiterhin ist festzustellen, daß die Schwingneigung mit Schwingujigsdämpfern oder Schaltern mit verlängerter Kontaktgäbe nur übor ReaktionszeitVerlängerung kompensiert, aber nicht "beseitigt wird, wobei aus der verlängerten Reaktionszeit die Gefahr von Seil- oder Wihdenbeschädigungen bei starken plötzlichen Laständerungen entsteht. Wegen der notwendigen festen konstruktiven Zuordnung von Schaltern beschränkt sich die Anwendbarkeit auf elektrisch-steuerbare Antri&be„ Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die s|ilzugkräfte innerhalb der Sicherung selbst in weitgehend winkel- und leibungsunabhängige Druckkräfte umzusetzen und an beiden Lastgienzen einstellbare Übergänge von bewegungslosem zu bewegtem Zustand der B©tätigungsglieder. für die Richtungsumsteuerung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der ersten bekannten Lösung einer Überlast- und Schlaffseilsicherung, erfindungsgemäß dadurch gelöst j daß die gemeinsame Halterung der beiden Federn mit einem festen Anschlag versehen ist, gegen welchen sich Über ein bewegliches Zwischenglied die erste, gegen ein erstes einstellbares; Endstück vorgespannte Feder abstützt ₉ daß die zweite Feder zwischen dem beweglichen Zwischenglied und einem beweglichen üruekstück wenigstens einseitig in einer Tasche liegt, die die zusammengedrückte Feder aufzunehmen dimensioniert ist, daß am druckstückseitigen Ende der gemeinsamen Halterung ein zweites einstellbares Endstück angeordnet ist,

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das der zweiten Feder die der Mindestlast entsprechende Vorspannung überträgt und das Widerlager für das Druckstüok "bildet und daß mit der gemeinsamen Halterung einerseits und wenigstens mit dem Druckstück andererseits, direkt oder über bekannte Mittel der Betätigungsmechanik, eine Richtungsumsteuervorrichtung mit allseitig freier Richtung in Mittelstellung und unterschiedlicher einseitig freier Richtung in den beiderseits abweichenden Stellungen verbunden ist.

Als Richtungsumsteuervorrichtung können im häufigsten -Anwendungsbereich der elektrisch steuerbaren Antriebe elektrische Schalter in die gemeinsame Halterung und/oder in das zweite einstellbare Endstück eingesetzt sein, die mit dem Zwischenstück bzw. dem Druckstück betätigungsseitig gekoppelt sind. In gleicher Weise können selbstverständlich bei hydraulischen oder pneumatischen Antrieben auch Ventile eingesetzt werden, wenn . nicht den Kontakten und Magnetventilen der Yorzug gegeben wird.

Bei mechanischen Antrieben sind auch für die Richtungsumsteuervorri'chtung vorrangig mechanische Steuermittel, wie z.B. Hebel, Bowdenzüge u. dgl. anwendbar. Bevorzugt kann die üiohtungsumsteuervorrichtung Bestandteil eines ohnehin erforderlichen Getriebes bzw. Gesperres des Zugmittels sein, das dort für Lastheben, -senken und -halten vorgesehen ist und lediglich mit einem weiteren BetätigungsVermittler verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Erfindung beruht darauf, daß das Druckstück bis zum Erreichen der Mindestlast unbeweglich auf dem zweiten einstellbaren Endstück ruht, im Sollastbereioh die zweite Ruhelage direkt auf dem Zwischenstück erreicht und eine weitere Bewegung erst bei Überlast, mit Druckstück und Zwischenstück gemeinsam, erfolgt. Die ganze Anordnung in der. gemeinsamen Halterung kann auch einer Winkelabweisung leicht folgen. Da die Richtungsumsteuerungen nur an Endlagen angrenzend erfolgen und damit jede Schwingungserreguiig einseitig in einen nicht federnden Rühelagenbereich reicht, wird die den Federn anhaftende Schwingneigung vom System ohne Fremdbe- ; · dämpfung vermindert, wobei auoh keine zu Kontaktunsicherheit und Prellen neigenden schleifenden Kontakte mit verlängerter

Kontakt gate eingesetzt werden müssen« Sprungschalter, wie ζ₉χ>. Taster oäer Reedkontakte, in Verbindung mit dem Druckstück und eventuell dem Zwischenstück eingesetzt, tragen mit ihrer Schalthysterese e"benso wie mechanische Steuermittel rait etwas Spiel noch weiter zur Schwingungsunterdrückung bei·

Mit den "beiden Endstücken sind Überlast- und Mindestlast grenze getrennt voneinander einstellbar, so daß eine Anpassung an beliebige Einsatzzwecke, beispielsweise mit veränderlicher Seillast oder verminderte zulässige Zuglasten an Schrägseilzügen zu Bauwerkenj müglich sind, ohne daß die Wirkungsweise sich verändert oder Eingriffe in die Systemteile erforderlich sind.

Die Überlast- und Schlaffseilsicherung läßt sich mittels auswechselbarer Aufhängung bzw. Lagerung und Befestigungsmitteln für Zugstange bzw. Druckstift im Druckstock sowohl in Zagsysteme als auch in Druck- oder Drehbewegungen vermittelnde Systeme ohne Verlassen des Prinzips einsetzen. Es v/eist eine hohe Eigensiοherheit auf und kann auch in Hebelübersetzungen mit urasetzbaren Angriffspunkten eingesetzt werden, die ein Vielfaches oder nur eine Teillast auf die Federn vermittein.

Ausführungsbeispiel

Das Ausführuügsbeispiel beschreibt eine Ausführungsform der Erfindung, die spezielle Anforderungen an einzügige elektrisch steuerbare Seilzüge.an Wartungsgeräten für Bauwerksabspannungen berücksichtigt.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen die Fig. Ί den Längsschnitt durch eine Grundausführung, die für

Zugkräfte bestückt ist,
Fig. 2 ein Kraft-Wegdiagramm,

Fig. 3 eine für Druckkräfte ausgerüstete ßrundausführung, Fig. 4 eine Hebelanordnung für größere Zugkräfte.

Die Grundausführung der Überlast- und Schlaffseilsicherung nach der Erfindung besteht in Fig. 1 aus der gemeinsamen Halterung 1 mit dem festen Anschlag 2, den zwei Federn, Zwischen-, Druck- und Endstücken. Im weiteren Teil der Halterung 1 liegt das Zwischenstück 3 unter dem Druck der Feder 4 auf dem Anschlag 2 auf. Mit dem ersten Endsttiok 5, das verstell-

"bar in der Halterung 1 - gezeichnet als Innengewinde - angeordnet ist, läßt sioh die Vorspannung der Feder 4 und damit die Schaltschwelle der Überlast einstellen.

Im engeren Teil der Halterung 1 liegt die Feder 6, in der gezeichneten Ausführung zum Teil in einer Tasohe 7, im Zwischenstück 3 und zum Teil in einer Tasche 8 im Druclcstüok 9. Es kann, abweichend von dieser gezeichneten Ausführung, auch nur eine Tasche im Zwischen- oder im Druckstück angeordnet sein. Das zweite druckstückseitige Endstück 10 schließt den engen Teil der geraeinsamen Halterung 1 ab und gibt dem Druckstück 9 die einstellbare Torspannung - wieder als Innengewinde gezeichnet -,die der Mindestlast ohne Schlaffεeilbildung entspricht.

Die Anordnung der als Richtungsumsteuervorri chtung eingesetzten Schalter kann weitgehend den verwendeten Typen, den elektrischen Schalterfordernissnn und anderen bedingungen angepaßt werden oder ajich durch hydraulische oder pneumatische Ventile ersetzt werden, ohne die Wirkungsweise der Erfindung zu verändern. In der Fig. 1 sind einschraubbarο Taststiftschalter eingezeichnet, von denen der Überlastοehalter 11 vom Zwischenstück 3 und der Mindestlast- bzw. üchlaffseilschalter 12 vom Druckstüok bestätigt wird. Wie leicht erkennbar, kann der Überlastsc lalter 11 auch vom Druokstück 5 betätigt werden, sobald dieses, mit dem Zwischenstück 3 zusammen, den Ruhlagenbereich auf dem Anschlag 2 verläßt. Für den Mindestlast- bzw. Schlafeseilschalter ist nur die Auflage des Druckstückes 5 auf dem zweiten Endstück 10 auszuwerten, was z.B. auch direkt durch isolierte Kontakte im Endstück 10, die vom Druckstück überbrückt werden, realisierbar»ist. Ebenso läßt sich die Auflage des Zwischenstückes 3 auf dem Anschlag 2 als "keine Überlast'^r auswerten. Einfache Möglichkeiten ergeben sioh für. das elektrische Schalten auch, wenn das Druckstück 9 mit einem Magneten versehen und Reedkontakte im Endstück 10 und in der Mähe des Anschlages 2 eingesetzt werden«,

Die Bestückung für Zugkräfte der bis hierhin beschriebenen unverändert wiederverwendbaren Grundausführung besteht aus

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der Aufhängung 13 j die auf die gemeinsame Halterung 1 augeschraubt gezeichnet ist, aber auch £uif andere bekannte Art zu. befestigen wäre, sowie aus der Zugstange 14. Diese Zugstange 14 ist durch das Endstück 5₅ die Federn und das Zwischenstück 3 frei" beweglich hindurchgeführt, und mit. dem Druckstück 9 •fest verbunden. Ist bei Gewindebefei;tigung eine Verdrehsicherung zwischen Halterung 1 und Aufhängung 13 einerseits unä Zugstange 14 and Druckstück 9 andererseits vorgesehen, bleibt die Drehbarkeit' der ösen gegeneinander durch das in der Halterung 1 drehbare Druckstück 9 erhalt ^n₁,

Die Funktionsweise der Überlast- un<i Schlaffseilsicherung ist am Kraft-Weg-Diagramms Fig. 2, gut erkennbar_s das sioh auf eine solche Grundausführung bezieht, bei der die Darstellung in Fig_e 1 etwa als Originalgröße betrachtet ist. Als Feder 4 für Überlast ist eine Drahtdruokfed ix von 80 mm unbelasteter Länge unc einer Federkonstante von ο = 25H/iam eingesetst „ Die Draht druckfeder 6 für Schlaffseil hat 60 mra unaelastate;: Länge, unci eine Federkonstante c = 5tf/mnu Als Nullinie ist dia Ebene des Anschlages 2 gewählt ₉ wsiL diese unabhängig von der Einstellung von Mindest- und Höchst.Last erhalten bleibt.

Beide Einstellungen erfolgen als Längen- bzw, Federwegänderungen_o Mindestlastbereich verschiebt sich jedoch die Kennlinie direkt auf der Federwegachse f, während sie sich im Überlastbereich auch auf der Federkraft achse F verlagert₃ wie die gestrichelten Änderungsbereiche zeigen. Die Sehaltpunkte, durch Kreise angedeutet, verändern sich entsprechend .unterschieälioh., Ler Schaltpunkt für Mindestlast bzw«, Schlaffseil A gleitet auf der stationären Kennlinie der Federkonstai.tan ο der Feder für Schlaffseil 6 entlang, während der Schalt ι unkt für Überlast B am Federweg Null entlang der Federkraft λ eränderbar ist-. In beiden'Fällen entsteht der S ehalt vor gang» wenn mit steigender Kraft der vorangehende stationäre Zustanc verlassen wird«

Die Fig_o 3 zeigt eine für riehtungsveränderliche Druckkräfte ausgerüstete Grundausführung 15 der Überlast- und Schlaffseilsicherung. In einer Auflageplatte 15 kann die Grundausfülirung

mit bekannten beweglichen Elementen, kardanisch oder in einer Gelenkebene, gelagert sein, wofür als Beispiel ein Pendellager 17 sohematisch dargestellt ist. Liegt der richtungsveränderliche Druckstift 18 unterhalb der Lageebene auf dem Druclcstück 9 auf, stellt sich die überlast- und Schlaffseilsicher ung immer stabil auf die Druckrichtung ein und reibungsfördernde Kippmomente werden gering gehalten. Der Schlaffseilschalter 12 kann bei dieser Ausführung auch mit dem Druck- ' stift 18 verbunden sein. Die Zugstange 14 kann, soweit ihre Verlängerung■über die Grundausführung 15 hinaus nicht stört, eingesetzt bleiben.

Die in Fig. 4 dargestellte Hebelanordnung zeigt eine Möglichkeit, den Wirkungsbereich einer Grundausführung, der Überlast- und Schlaffseilsicherung bis zur zehnfachen Zugkraft zu erhöhen. An einer Stange 19 sind zwei einarmige Hebel 20 gelenkig gelagert. Die Grundausfülirung 15, im Beispiel ausgerüstet für Zugkräfte, ist· auf den Hebelarmen gelenkig umsetzbar angeordnet. Ist die Grundausführung für einstellbare Mindestlasten von ca. 50 bis 350 If und Maximallasten'von 500 bis 1250 N ausfebildet, kann in dieses Hebelsystem eingesetzt, ein Lastbereich bis 12500 N erfaßt werden. Sind i3eschätiigungen bzw. Störungen des Hebelsysteuis zu befürchten, kann zur zusätzlichen Sicherheit ein Ausschalter 21 eingesetzt sein.

Untersetzungen für geringere Kräfte lassen sich durch Umkehr des Hebelsystems ebenso leicht realisieren, wie Über- oder Untersetzungen von Druckkräften, wobei auch zweiarmige Hebel eingesetzt sein können, nit denen, mit einer Ausrüstungsart der Grundausführung, alle Belastungsarttn realisierbar werden.

Die gemeinsame Halterung 1 mit den Endstücken 5 und 10 ergeben ein unempfindliches weitgehend gescb.loss.enes und geschütztes System der Grundausführung. Wird der einzige bewegliche Durchlaß für die Zugstange 14 bzw. den Druckstift 18 mit üblichen Dichtungsmitteln und Sctmierung versehen, stellt die Überlast- und Schlaffseilsicherunf ein sehr robustes und sicheres System dar.

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Der vorteilhafteste Weg aur Anwendung des? Erfindung bei mechanischen Antrieben ist die zusätzliche Nutzung bereits vorgesehener Betätigungsmittel über zusätzliche Betätigungsvermittler» Ist beispielsweise eise Motorwinde mit einem Umkehr-= getriebe versehen-, kann dieser Betätiguagsrermittler 2_eB_o in der Sehaltschablone beim Verlassen fies Sollastbereiches die ■ Aufwärts- oder Abwärtsriehtung sperren uad den vorhandenen. Schalthebel aus dieser Stella ig verdrängen ₀

Auch bei einfachen Hebemitteln₈ die ohne eigene riohtungssteu er nde Mittel oder nur mit einem einfach wirkenden Gesperre zur Verhinderung des Absinkens der uast versehen siadg läßt sich die Erfindung ohne Schwierigkeiten aalenden. 1st a_oB_ö ein Flaschenzug au sichern,-kann dis Überlast- uad Schlaffseilsicherung zwischen dessen Haken und die Aufhängung eingeschaltet werten und über einen Bowdenzug als Betätigungsmccha nik eine Hakenwippe als wechselseitiger Gesperre fiü? das Haspelrad des Flaschenauges als diesem zugeordnetes Steuermittel

Bei stationären Seilsügen kann die- Anordnung bei Überlast eia gebremstes Lockern des betreffenden. Seiles und bei Schlaffseil eine Nachspannvorrichtung auslösen^

Aufstellung der verwendeten Bezugsζeichen

1 gemeinsame Halterung

2 anschlag in der gemeinsamen Halterung

3 Zwischenstück

4 Feder für Überlast

5 erstes Endstück

6 Feder für Schlaffseil

7 Tasche für Feder 6 im Zwischenstück

8 Tasche für Feder 6 im Druckstück

9 Druckstück

10 zweites druokstückseitiges Endstück

11 Überlastsehalter

12 Jchlaffseilschalter '13 Aufhängung

14 Zugstange

15 (xrundausf ührung

16 Auflageplatte

17 Pendellager

18 Druckstift

19 itange

20 Hebel

21 Ausschalter

A Schaltpunkt für Mindestlast bzw. Schlaffseil

B Schaltpunkt für überlast

£ .Federung

F Federkraft.

c Federkonstante

Leerseite

Claims

Erfindungsanspruch

1· Überlast- und Schlaffseilsicherung mit einer ersten vorgespannten Feder für die Überlastsicherung und einer zweiten Feder geringerer Stärke für die Sohlaffseilsicherung in einer gemeinsamen Halterung, daduroh gekennzeichnet, daß die gemeinsame Halterung mit einem festen Anschlag versehen ist, gegen welohen sich über ein bewegliches Zwischenglied die erste, gegen ein erstes einstellbares Bndstück vorgespannte Feder abstützt, daß die. zweite Feder zwischen dem beweglichen Zwischenglied und einem beweglichen Druckstück wenigstens einseitig in einer Tasche liegt, die die zusammengedrückte Feder aufzunehmen dimensioniert ist., daß am druckstückseitigen Ende der gemeinsamen Halterung ein zweites einstellbares Endstück angeordnet ist, das der zweiten Feder die der Mindestlast entsprechende Vorspannung überträgt, und das Widerlager für das Druckstück bildet und daß mit der gemeinsamen Halterung einerseits und wenigstens mit dem Druckstock andererseits, direkt oder über bekannte Mittel der Betätigungsmechanik, eine Sichtungsumsteuervorriohtung mit allseitig freier Richtung in Mittelstellung und unterschiedlicher einseitig freier Richtung in den beiderseits abwechselnden Stellungen verbunden ist,
2. Überlast- und Schlaffseilsicherung nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtungsumsteuervorrichtung elektrische Schalter in die gemeinsame Halterung und/oder in das zweite einstellbare Endstück eingesetzt sind, die mit dem Zwischenstück bzw. dem Druckstüok gekoppelt sind.

3, Überlast- und Schlaffseilsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß die Richtungsumsteuervorrichtung Bestandteil eines Getriebes bzw. G-esperres des Zugmittels ist, das für Lastheben, -senken und -halten vorgesehen ist und mit einem weiteren Betätigungsvermittler verbunden ist.

tiberlast- und Schlaffseilsicherung nach Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Falterung im Bereich des zweiten einstellbaren Endstückes mit einer auswechselbaren Aufhängung bzw. Lagerung versehen ist und im Druckstiick Befestigungsmittel für .eine wahlweise einzusetzende Zugstange bzw. einen Druckstift vorgesehen sind,

Überlast- und Schlaffseilsicherung nach Ansjruoh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame halterung (15) und die Zugstange bzw. der Druckstift, beiderseits gelenkig verbunden, in eine Hebelübersetzung (19j20) mit umsetzbaren Angriffspunkten für die Sicherung .und/oder die Seilzugkraft eingesetzt 1st.