DE3152983C2

DE3152983C2 -

Info

Publication number: DE3152983C2
Application number: DE3152983T
Authority: DE
Inventors: Randall Rey Bendtsen
Original assignee: Caterpillar Inc; Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1993-01-21
Also published as: WO1983001089A1; IT8223294A0; JPH02275B2; CA1178572A; IT1212531B; DE3152983T1; JPS58501463A

Abstract

A winch apparatus (8) with a shift control mechanism (10) for axially positioning a shaft (66) and effecting low and high speed raising of a load on a winch drum (24) and a centered neutral condition. The winch apparatus (8) advantageously includes first and second piston members (99, 100) disposed within a housing (42) and mounted on the shaft (66), first means (122) for fluidically urging the first piston member (99) and the shaft (66) to a first position, second means (124) for fluidically urging the second piston member (100) and the shaft (66) to an opposite position, and centering means (126) for mechanically positioning the shaft (66) therebetween. Easier assembly of the winch apparatus (8) is featured.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltsteuervorrichtung für eine Winde.The invention relates to a shift control device for a winch.

Die Windenkonstruktion gemäß US-PS 41 61 126, erteilt am 17. Juli 1979 an J. E. Winzeler, sieht eine mit zwei Geschwindigkeiten mögliche Lasthebefähigkeit sowie eine sichere Lastabsenkfähigkeit in einem besonders vorteilhaften Gesamtpaket vor. Das Antriebsgetriebe weist dabei drei miteinander verbundene Planetensätze auf, eine Eingangswelle, eine die Eingangswelle umgebende Hohlwelle und eine mit dem Windengehäuse über eine Einwegbremse verbundene axial verschiebbare Welle. In einer ersten Position der verschiebbaren Welle kann eine Last mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit angehoben werden; in einer zweiten Position kann die Last relativ schnell angehoben werden, und in einer dritten und mittigen Position kann die Last abgesenkt werden.The winch construction according to US-PS 41 61 126 issued on July 17, 1979 to J. E. Winzeler, sees one at two speeds possible lifting capacity as well as a safe load lowering capability in a particularly advantageous Complete package before. The drive gear points three interconnected planetary sets on one Input shaft, a hollow shaft surrounding the input shaft and one connected to the winch housing via a one-way brake axially displaceable shaft. In a first position the slidable shaft can be a load with a relative low speed can be raised; in a second position, the load can be raised relatively quickly and can be in a third and central position the load will be lowered.

Obwohl die Windenkonstruktion gemäß US-PS 41 61 126 im allgemeinen sehr zufriedenstellend arbeitet, ist der Zusammenbau derselben und der zugehörigen Unterangehörigen zu schwierig. Insbesondere ist die Montage der Schaltsteuervorrichtung an die Windenkonstruktion aufwendig, da die Montage von Bauelementen der Windenkonstruktion abwechselnd erfolgt und daher im Fall der Demontage, z. B. zu Wartungszwecken, die Schaltsteuervorrichtung in viele Einzelteile zerlegt werden muß. Unerwünschterweise sind auch unterschiedliche Strömungsmittelbetätigungsvolumina zum Verschieben der Welle erforderlich.Although the winch construction according to US-PS 41 61 126 in general works very satisfactorily the assembly of the same and the associated Subordinates too difficult. In particular, the assembly of the switching control device on the winch construction is complex, since the assembly of components of the winch construction takes place alternately and therefore in the case of disassembly, eg. B. for maintenance purposes, the switching control device must be disassembled into many individual parts. Undesirably are also different fluid actuation volumes necessary to move the shaft.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Zusammenbau einer Windenvorrichtung zu vereinfachen und leichte Zugänglichkeit bei der Wartung zu erreichen.The object of the invention is to assemble a Simplify winch device and easy accessibility maintenance.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den technischen Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention with the technical Features of the main claim. The subclaims relate to advantageous embodiments of the invention.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Windenvorrichtung vorgesehen, die einen Schaltsteuermechanismus aufweist, der eine innerhalb eines Gehäuses drehbar gelagerte Welle aufweist, und zwar einschließlich erster und zweiter innerhalb des Gehäuses und auf der Welle angeordneter Kolbenglieder. Erste Strömungszuleitungsmittel sind vorgegeben, um strömungsmittelmäßig das erste Kolbenglied und die Welle in eine erste Position zu drücken, und zweite Strömungszuleitungsmittel sind vorgesehen, um strömungsmittelmäßig das zweite Kolbenglied und die Welle in eine zweite Position entgegengesetzt zur ersten zu drücken, und Zentriermittel sind ferner vorgesehen, um mechanisch die Welle in einer Neutralstellung zwischen den ersten und zweiten Positionen zu zentrieren, wobei sich die Zentriermittel sowohl am Gehäuse als auch an den Kolbengliedern abstützen.According to one aspect of the invention, a winch device provided that has a shift control mechanism, the one rotatably mounted within a housing Wave, including first and second arranged inside the housing and on the shaft Piston links. First flow supply means are specified to be fluid the first piston member and the shaft in to press a first position and are second flow supply means provided to fluid the second piston member and the shaft opposed to a second position to press first, and centering means are also provided to mechanically place the shaft in a neutral position between the first and center second positions, the centering means both Support on the housing as well as on the piston members.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Welle der Schaltsteuervorrichtung stabiler und mit einer Schulter ausgestattet. Eines der Kolbenglieder stößt an der Schulter an und das andere Kolbenglied ist teleskopartig auf dem ersten Kolbenglied in der Weise angeordnet, daß die Zentriermittel einschließlich einer einzigen Schraubendruckfeder und eines Paars von ringförmigen Federsitzen zwischen den Kolbengliedern als eine Unteranordnung enthalten sein können. Mittel sind dabei vorgesehen, um die Kolbenglieder auf der verschiebbaren Welle in lösbarer Weise zu koppeln.The wave according to the invention is advantageously the Shift control device more stable and equipped with a shoulder. One of the piston members bumps against the shoulder and that other piston member is telescopic on the first piston member arranged in such a way that the centering means including a single helical compression spring and a pair of annular spring seats between the piston members as a sub-assembly can be included. Means are provided to the piston members on the slidable shaft in releasable Way to pair.

Die einzige Figur ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schaltsteuervorrichtung für eine Windenvorrichtung, wobei ein Teil derselben im Schnitt dargestellt ist, um Einzelheiten der Konstruktion besser zu offenbaren.The sole figure is a schematic view of a shift control device according to the invention for a winch device, some of which are shown in section is to better reveal details of the construction.

Eine Windenvorrichtung 8 weist einen Schaltsteuermechanismus 10 auf. Die Windenvorrichtung besitzt eine Eingangswelle 14, die durch einen bidirektionalen, eine variable Drehzahl besitzenden Hydraulikmotor 16 angetrieben ist. Die angetriebene Eingangswelle ist mit ersten, zweiten und dritten Planetenzahnradsätzen 18, 20 und 22 verbunden, und die Schaltsteuervorrichtung 10 bestimmt, ob eine Last angehoben, beispielsweise durch Drehen einer Windentrommel 24 und eines daraufgewickelten Kabels 26 im Uhrzeigersinn um eine Mittelachse 28, oder aber eine Last abgesenkt wird, durch Drehen oder Windentrommel entgegen dem Uhrzeigersinn, wenn man die Winde von der rechten Seite der Zeichnung aus längs einer Achse blickend ansieht.A winch device 8 has a shift control mechanism 10 . The winch device has an input shaft 14 which is driven by a bidirectional, variable speed hydraulic motor 16 . The driven input shaft is connected to first, second and third planetary gear sets 18, 20 and 22 , and the shift control device 10 determines whether a load is raised, for example, by rotating a winch drum 24 and a cable 26 wound thereon clockwise about a central axis 28 , or one Load is lowered by turning or winch drum counterclockwise when looking at the winch from the right side of the drawing looking along an axis.

Der erste oder mittig angeordnete Planetenzahnradsatz 18 weist ein erstes Ringzahnradelement 30 auf, ein erstes Sonnenzahnradelement 32 und ein erstes Planetenträgerelement 34 üblicher Bauart, wobei eine Vielzahl von ähnlichen Planetenzahnradelementen 36 drehbar am Trägerelement gelagert sind und in kämmendem Zahneingriff mit den Ring- und Sonnen-Zahnrädern stehen. Das Ring-Zahnrad 30 ist integral mit einem glockenförmigen Gehäuse 38 und auch mit einer Rohrwelle 40 für gemeinsame Drehung verbunden. Die Rohrwelle 40 ist mit einem Windengehäuse 42 über eine üblich angeordnete Einwegkupplung oder Überlaufkupplung 44 und mit einer üblichen Scheibenbremse 46 verbunden. Die Einwegkupplung ist von üblicher Rollenbauart und besitzt einen äußeren Laufring 48, der mit der normalerweise durch Federkraft in Eingriff stehenden und hydraulisch außer Eingriff bringbaren Bremse verbunden ist. Mit dieser Anordnung wird die Rohrwelle 40 die Kupplung dann überlaufen, wenn sie entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird, und zwar bei Betrachtung längs der Achse von der rechten Seite der Zeichnung aus, während die Bremsung durch Eingriff der Bremse bei Drehung im Uhrzeigersinn erfolgt.The first or centrally arranged planetary gear set 18 has a first ring gear element 30 , a first sun gear element 32 and a first planet carrier element 34 of conventional design, a large number of similar planet gear elements 36 being rotatably mounted on the carrier element and in meshing tooth engagement with the ring and sun gears stand. The ring gear 30 is integrally connected to a bell-shaped housing 38 and also to a tubular shaft 40 for common rotation. The tubular shaft 40 is connected to a winch housing 42 via a conventionally arranged one-way clutch or overflow clutch 44 and to a conventional disc brake 46 . The one-way clutch is of a conventional roller type and has an outer race 48 which is connected to the brake which is normally engaged by spring force and can be hydraulically disengaged. With this arrangement, the tubular shaft 40 will overrun the clutch when driven counterclockwise, as viewed along the axis from the right side of the drawing, while braking is performed by the brake engaging in a clockwise rotation.

Der zweite Planetenzahnradsatz 20 weist in ähnlicher Weise ein zweites Ring-Zahnrad 50 auf, ferner ein Sonnen-Zahnrad, und Planetenträgerelemente 52 und 54, wobei eine Vielzahl der Planeten-Zahnradelemente 56 drehbar auf dem Trägerelement gelagert sind. Das zweite Ring-Zahnrad ist zur gemeinsamen Drehung mit dem glockenförmigen Gehäuse 38 und dem ersten Ring-Zahnrad 30 verbunden. Auch der zweite Planetenträger 54 ist für gemeinsame Drehung mit der Windentrommel 24 verbunden.The second planetary gear set 20 similarly has a second ring gear 50 , further a sun gear, and planet carrier elements 52 and 54 , wherein a plurality of the planet gear elements 56 are rotatably mounted on the carrier element. The second ring gear is connected to the bell-shaped housing 38 and the first ring gear 30 for common rotation. The second planet carrier 54 is also connected to the winch drum 24 for common rotation.

Der dritte Planeten-Zahnradsatz 22 wiest auch ein drittes Ring-Zahnrad 58 auf, sowie ein Sonnen-Zahnrad und Planetenträgerelemente 60 und 62 und schließlich eine Vielzahl von Planeten-Zahnradelementen 64, die drehbar am Trägerelement gelagert sind und in kämmendem Eingriff mit den Rig- und Sonnen-Zahnrad-Elementen stehen. Das dritte Ring-Zahnrad 58 ist mit der Windentrollem 24 zur gemeinsamen Drehung verbunden, und der dritte Planetenträger 62 ist mit dem Windengehäuse 42 verbunden und wird somit kontinuierlich stationär gehalten. Das dritte Sonnen-Zahnrad 60 ist mit der Rohrwelle 40 verbunden, so daß die Ring-Zahnräder 30 und 50 und Sonnen-Zahnrad 60 als eine Einheit sich drehen.The third planetary gear set 22 also has a third ring gear 58 , as well as a sun gear and planet carrier elements 60 and 62 and finally a plurality of planet gear elements 64 , which are rotatably mounted on the carrier element and in meshing engagement with the rig and sun gear elements. The third ring gear 58 is connected to the winch roller 24 for common rotation, and the third planet carrier 62 is connected to the winch housing 42 and is thus held continuously stationary. The third sun gear 60 is connected to the tubular shaft 40 so that the ring gears 30 and 50 and sun gear 60 rotate as a unit.

Eine axial verschiebbare Welle 66 ist drehbar in einer Büchse 68 am Windengehäuse 42 am linken Ende der Winde 8 gelagert, und am rechten Ende ist eine Keilnutenverbindung 70 mit dem drehbaren ersten Planetenträger 34 vorgesehen. Das linke Ende der Windentrommel 24 ist drehbar in einer Kugellageranordnung 72 am Windengehäuse 42 gelagert, und das rechte Ende ist am Windengehäuse in einer Kugellageranordnung 73 gelagert, und da der zweite Planetenträger 54 mit der Windentrommel verbunden ist, dient der zweite Planetenträger zur drehbaren Lagerung des ersten Planetenträgers 34 in einer weiteren Kugellageranordnung 74. Eine weitere Kugellageranordnung 76 lagert das zweite Sonnen-Zahnrad 52 drehbar auf dem ersten Planetenträger 34.An axially displaceable shaft 66 is rotatably mounted in a bushing 68 on the winch housing 42 at the left end of the winch 8 , and at the right end a spline connection 70 with the rotatable first planet carrier 34 is provided. The left end of the winch drum 24 is rotatably supported in a ball bearing arrangement 72 on the winch housing 42 , and the right end is supported on the winch housing in a ball bearing arrangement 73 , and since the second planet carrier 54 is connected to the winch drum, the second planet carrier serves for the rotatable mounting of the first planet carrier 34 in a further ball bearing arrangement 74 . Another ball bearing arrangement 76 rotatably supports the second sun gear 52 on the first planet carrier 34 .

Die axial verschiebbare Welle 66 ist insbesondere indirekt mit dem Windengehäuse 42 über eine konventionelle Einwegbremse 78 der Knüppelbauart verbunden, und zwar über ein dazwischen angeordnetes verbindendes Rohrhülsenglied 80, welches am linken Ende der Zeichnung angeordnet ist. Durch diese Anordnung überläuft die Welle 66 die Bremse 78 dann, wenn diese im Uhrzeigersinn gedreht wird, und zwar bei Betrachtung längs der Achse 28 vom rechten Ende aus. Wenn sie entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt wird, so verhindert die Bremse die Verdrehung. Das Hülsenglied 80 besitzt eine externe Keilnutverbindung 82 mit dem radial inneren Laufring der Bremse der Knüppelbauart, und ferner eine interne Keilnutverbindung 84 mit dem linken Ende der Welle 66. The axially displaceable shaft 66 is in particular indirectly connected to the winch housing 42 via a conventional one-way brake 78 of the stick type, namely via a connecting tubular sleeve member 80 arranged between them, which is arranged at the left end of the drawing. With this arrangement, the shaft 66 overruns the brake 78 when it is rotated clockwise, as viewed along the axis 28 from the right end. If it is pressed counterclockwise, the brake prevents the rotation. The sleeve member 80 has an external keyway connection 82 with the radially inner race of the stick-type brake, and also an internal keyway connection 84 with the left end of the shaft 66 .

Die verschiebbare Welle 66 besitzt auch eine nach links weisende Ringschulter 86, die zwischen einer mittig angeordneten zylindrischen Oberfläche 87 und einer zylindrischen Befestigungsoberfläche 88 ausgebildet ist, und ein sich radial nach außen erstreckendes Kupplungselement 90 besitzt gezahnte Stirn-Zahnräder 92 und 94 auf entgegengesetzten Seiten. Vorzugsweise ist das Kupplungselement 90 ein gesondertes Bauteil, welches durch Elektronenstrahlschweißen mit dem Hauptkörper der Welle 66 verbunden ist, und zwar längs einer zylindrischen Verbindungsoberfläche 96, die durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Für das Anheben mit geringer Geschwindigkeit einer Last auf der Windentrommel 24 wird das rechte Stirnzahnrad 94 mit einem Kronen- oder Stirn-Zahnrad 97 in der Seite des zweiten Sonnen-Zahnrads 52 gekoppelt, und für das Anheben mit hoher Geschwindigkeit wird das linke Kronen- oder Stirn-Zahnrad 92 mit einem Stirn-Zahnrad 98 gekoppelt, welches lösbar mit der Windentrommel 24 verbunden ist.The slidable shaft 66 also has a leftward ring shoulder 86 formed between a centrally located cylindrical surface 87 and a cylindrical mounting surface 88 , and a radially outwardly extending coupling member 90 has toothed spur gears 92 and 94 on opposite sides. Preferably, the coupling element 90 is a separate component which is connected to the main body of the shaft 66 by electron beam welding, along a cylindrical connecting surface 96 which is shown by dashed lines. For low speed lifting of a load on winch drum 24 , right spur gear 94 is coupled to a crown or spur gear 97 in the side of second sun gear 52 , and for high speed lifting, the left crown or The spur gear 92 is coupled to a spur gear 98 which is detachably connected to the winch drum 24 .

Vorteilhafterweise weist die Schaltsteuervorrichtung 10 erste und zweite Kolbenglieder 99 und 100 auf. Jedes der Kolbenglieder besitzt einen rohrförmigen Teil 102 und einen Ringflanschteil 104. Der Rohrteil des zweiten oder rechten Kolbenglieds 100 ist länger als der des ersten oder linken Kolbenglieds 99 und besitzt ferner abgestufte erste und zweite zylindrische Oberflächen 105 und 106, die eine nach links weisende Ringschulter 108 dazwischen definieren. Das rechte Kolbenglied ist auf der zylindrischen Oberfläche 88 der verschiebbaren Welle 66 und das linke Kolbenglied teleskopartig auf der ersten zylindrischen Oberfläche 105 des rechten Kolbenglieds in Anschlag mit der Schulter 108 im vollständig eingebauten Zustand angeordnet. Das linke Ende des Windengehäuses 42 weist eine abgestufte Bohrung 110, konzentrisch zur Mittelachse 28 auf. Diese abgestufte Bohrung wird zum Teil durch eine mittig angeordnete vergrößerte zylindrische Bohrung 112, im Duchmesser etwas kleinere zylindrische Abdichtoberfläche 114 und 116 an den entgegengesetzten Enden der vergrößerten Bohrung, und ein Paar von dazwischenliegenden nach innen weisenden Ringschultern 118 bzw. 120 definiert. Auf diese Weise ist das linke Kolbenglied 99 gleitend und abdichtend innerhalb der Abdichtoberfläche 114 des Gehäuses angeordnet, und das rechte Kolbenglied 100 ist in ähnlicher Weise innerhalb der Abdichtoberfläche 116 angeordnet.The shift control device 10 advantageously has first and second piston members 99 and 100 . Each of the piston members has a tubular part 102 and an annular flange part 104 . The tubular portion of the second or right piston member 100 is longer than that of the first or left piston member 99 and also has stepped first and second cylindrical surfaces 105 and 106 that define a left shoulder 108 between them. The right piston member is disposed on the cylindrical surface 88 of the slidable shaft 66 and the left piston member telescopically on the first cylindrical surface 105 of the right piston member in abutment with the shoulder 108 in the fully installed state. The left end of the winch housing 42 has a stepped bore 110 , concentric with the central axis 28 . This stepped bore is defined in part by a centrally located enlarged cylindrical bore 112 , somewhat smaller cylindrical sealing surface 114 and 116 at the opposite ends of the enlarged bore, and a pair of intermediate annular shoulders 118 and 120 , respectively. In this manner, the left piston member 99 is slidably and sealingly disposed within the sealing surface 114 of the housing, and the right piston member 100 is similarly disposed within the sealing surface 116 .

Gemäß einem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung sind erste Mittel 122 vorgesehen, um strömungsmittelmäßig das linke Kolbenglied 99 und die Welle 66 in eine erste oder rechts gelegene Position zum Anheben einer Last mit niedriger Geschwindigkeit zu drücken, und zweite Mittel 124 sind vorgesehen, um strömungsmittelmäßig das rechte Kolbenglied 100 und die Welle 66 in eine zweite oder links gelegene Position zu drücken, um eine Last mit hoher Geschwindigkeit anzuheben, und schließlich sind Zentriermittel 126 vorgesehen, um mechanisch die Welle zu zentrieren, und zwar infolge des Anschlags mit den Kolbengliedern und dem Gehäuse 42.According to a main aspect of the present invention, first means 122 are provided to fluidly push the left piston member 99 and the shaft 66 into a first or right position for lifting a load at low speed, and second means 124 are provided to fluidly push the right one Push piston member 100 and shaft 66 to a second or left position to raise a load at high speed, and finally centering means 126 are provided to mechanically center the shaft due to the abutment with the piston members and housing 42 .

Die ersten Strömungszuleitungsmittel 122 weisen einen manuell betätigbaren Steuerhebel 128 und ein zugehöriges Steuersystem 130 der Kolbenventilbauart auf, wie es beispielsweise in US-PS 40 48 799, ausgegeben am 20. September 1977 an K. F. Golan et al. beschrieben ist. Ein solches Steuersystem ist zur selektiven Verbindung einer Strömungsmittelquelle unter Druck mit einer Leitung und einem zugehörigen Durchlaß 132 geeignet, und zwar mit Flüssigkeit bis zu einem Niveau von beispielsweise 2067 kPa (300 psi). Die zweiten Strömungszuleitungsmittel 124 können das gleiche Steuersystem aufweisen, so daß die Anordnung des Steuerhebels 128 in einer zweiten Position die alternative Unterdrucksetzung einer Leitung und eines zugehörigen Durchlasses 134 bewirkt. In einer weiteren dritten Position des Steuerhebels kann die Druckströmungsmittelquelle durch das Steuersystem von diesen beiden Leitungen blockiert werden, und die Leitungen werden druckentlastet durch deren Rückverbindung mit einem Ablaßdurchlaß innerhalb des Steuersystems, welcher nicht gezeigt ist. Leitung und Durchlaß führen zu einer ersten Ringkammer 138, angeordnet links vom ersten Kolbenglied 99. In ähnlicher Weise stehen Leitung und Durchlaß 134 in Strömungsmittelverbindung mit einer zweiten Ringkammer 142. Somit können die ersten und zweiten Strömungszuleitungsmittel 122, 124 entweder die Kammer 138 oder die Kammer 142 unter Druck setzen, wobei diese Kammern mindenstens teilweise durch das Gehäuse und die Kolbenglieder definiert sind.The first flow supply means 122 have a manually operable control lever 128 and an associated control system 130 of the piston valve type, as described, for example, in US Pat. No. 4,048,799, issued September 20, 1977 to KF Golan et al. is described. Such a control system is suitable for selectively connecting a source of fluid under pressure to a conduit and an associated passage 132 , with liquid up to a level of, for example, 2067 kPa (300 psi). The second flow supply means 124 may have the same control system so that placing the control lever 128 in a second position provides alternative pressurization of a line and an associated passage 134 . In another third position of the control lever, the pressure fluid source can be blocked by the control system from these two lines, and the lines are depressurized by connecting them back to a drain passage within the control system, which is not shown. Line and passage lead to a first annular chamber 138 , arranged to the left of the first piston member 99 . Similarly, conduit and passage 134 are in fluid communication with a second annulus 142 . Thus, the first and second flow supply means 122, 124 can pressurize either the chamber 138 or the chamber 142 , these chambers being at least partially defined by the housing and the piston members.

Zentriermittel 126 weisen vorzugsweise eine einzige Schraubendruckfeder 144 zwischen einem Paar von ringförmigen Federsitzen 146 auf. Die Federsitze sind in Anschlag mit den Schultern 118 und 120 des Windengehäuses 42 und sind an den Flanschteilen 104 der Kolbenglieder 99 und 100 durch dazwischen vorgesehene Nadelschublager 147 in der zentrierten Position der verschiebbaren Welle 66 gehalten.Centering means 126 preferably have a single helical compression spring 144 between a pair of annular spring seats 146 . The spring seats abut shoulders 118 and 120 of winch housing 42 and are held in the centered position of slidable shaft 66 on flange portions 104 of piston members 99 and 100 by needle pin bearings 147 therebetween.

Während des anfänglichen Zusammenbaus der Kolbenglieder 99 und 100 und der Zentriermittel 126 auf der Welle 66 sind erste Umschließungsmittel 148 vorgesehen, um die Kolbenglieder in einem vorgewählten Abstand gegenüber der dazwischen vorgespannten Feder 144 zu halten. Die Umschließungs- oder Haltemittel 148 weisen vorzugsweise einen unterbrochenen kreisringförmigen Schnappring 150 auf, der in einer Ringausnehmung angeordnet ist, die in der zylindrischen Oberfläche 105 des zweiten Kolbenglieds 100 definiert ist. Der Schnappring 150 ist positiv an seinem Platz innerhalb einer Ringgegenbohrung 154 im ersten Kolbenglied 99 gehalten. Nach Zusammenbau jedoch ist der Schnappring nicht radial innerhalb der Gegenbohrung 154 angeordnet, sondern innerhalb einer weiteren gegenüberliegenden Gegenbohrung 156 innerhalb des rechten Endes des Rohrhülsenglieds 80. Im Zusammenbau wird das Hülsenglied 80 voll nach rechts derart gedrückt, daß die Kolbenglieder 99, 100 eng miteinander durch eine Endplatte 158 verklammert sind. Die Endplatte wird unter Lastausübung durch eine lösbare Befestigungsvorrichtung 160 erfaßt, die mit der Welle 66 verschraubt ist.During the initial assembly of piston members 99 and 100 and centering means 126 on shaft 66 , first containment means 148 are provided to maintain the piston members a preselected distance from spring 144 biased therebetween. The enclosing or holding means 148 preferably have an interrupted annular snap ring 150 which is arranged in an annular recess which is defined in the cylindrical surface 105 of the second piston member 100 . The snap ring 150 is held positively in place within a ring counter bore 154 in the first piston member 99 . After assembly, however, the snap ring is not arranged radially within the counterbore 154 , but within a further opposite counterbore 156 within the right end of the tubular sleeve member 80 . In assembly, the sleeve member 80 is pushed fully to the right such that the piston members 99, 100 are closely clamped together by an end plate 158 . The end plate is gripped under load by a releasable fastening device 160 which is screwed to the shaft 66 .

Wenn eine Last mit niedriger Geschwindigkeit angehoben werden soll, durch Aufwickeln des Kabels 26 auf der Windentrommel 24, so wird das Kopplungselement 90 nach rechts geschaltet. Dies wird dadurch erreicht, daß man hydraulisches Strömungsmittel unter Druck zur ersten Kammer 138 über das Steuersystem 130 und die Leitung und Durchlaß 132 leitet. Wenn infolge des Druckes das erste Kolbenglied 99 nach rechts gedrückt wird, so werden die Zentriermittel 126 gegen die rechte Schulter 120 gedrückt. Das erste Kolbenglied stößt kontinuierlich am zweiten Kolbenglied 100 an und drückt es und die verschiebbare Welle 66 nach rechts derart, daß die Stirn-Zahnräder 94 und 97 miteinander kämmend in Eingriff kommen. Somit ist das Sonnen-Zahnrad 52 des zweiten Planeten-Zahnradsatzes 20 mit der verschiebbaren Welle und mit dem ersten Planetenträger 34 gekoppelt, und zwar für gemeinsame Verdrehung bevor die Eingangswelle 14 durch den Motor 16 verdreht wird. Wenn die Eingangswelle im Uhrzeigersinn verdreht wird, so wird die Trommel in gleicher Weise im Uhrzeigersinn mit einer verminderten Geschwindigkeit gedreht. wobei das Geschwindigkeitsverhältnis bestimmt ist durch die Zahnradverhältnisse der ersten, zweiten und dritten Planeten-Zahnräder 18, 20 und 22. Die Rohrwelle 40 wird bei dieser Betriebsweise entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben und überläuft die Einwegkupplung 44. Sollte während des Anhebens einer Last die Leistungsversorgung ausfallen, so würde die auf die Last einwirkende Schwerkraft versuchen, das Seil oder Kabel 26 von der Trommel abzuwickeln und die Trommel entgegen dem Uhrzeigersinn zu verdrehen. Die normalerweise in Eingriff stehende Bremse 46 und die Einwegkupplung 44 jedoch würden die entsprechende Uhrzeigerdrehung der Rohrwelle verhindern und die Drehung der Trommel in der unerwünschten Richtung stoppen.When a load is to be lifted at a low speed, by winding the cable 26 on the winch drum 24 , the coupling element 90 is switched to the right. This is accomplished by passing hydraulic fluid under pressure to first chamber 138 via control system 130 and line and passage 132 . If the first piston member 99 is pressed to the right as a result of the pressure, the centering means 126 are pressed against the right shoulder 120 . The first piston member continuously abuts the second piston member 100 and pushes it and the slidable shaft 66 to the right such that the spur gears 94 and 97 mesh with each other. Thus, the sun gear 52 of the second planetary gear set 20 is coupled to the displaceable shaft and to the first planet carrier 34 , namely for common rotation before the input shaft 14 is rotated by the motor 16 . Similarly, when the input shaft is rotated clockwise, the drum is rotated clockwise at a reduced speed. the speed ratio being determined by the gear ratios of the first, second and third planet gears 18, 20 and 22 . In this mode of operation, the tubular shaft 40 is driven counterclockwise and overruns the one-way clutch 44 . Should the power supply fail during the lifting of a load, the force of gravity acting on the load would attempt to uncoil the cable 26 from the drum and twist the drum counterclockwise. However, the normally engaged brake 46 and the one-way clutch 44 would prevent the tubular shaft from rotating clockwise and would stop the drum from rotating in the undesirable direction.

Das Anheben der Last mit hoher Geschwindigkeit wird dadurch erreicht, daß man das Kupplungselement 90 nach links verschiebt, indem Strömungsmittel zur zweiten Kammer 142 durch die zweiten Mittel 124 geleitet wird. Dies bewirkt die Verbindung der Windentrommel 24 zur gemeinsamen Verdrehung mit dem zweiten Planetenträger 54 und dem ersten Planetenträger 34. Wenn die Eingangswelle 14 wiederum im Uhrzeigersinn angetrieben wird, so wird die Trommel ebenfalls im Uhrzeigersinn angetrieben, und zwar mit einem Geschwindigkeitsverhältnis, das durch die Zahnradverhältnisse der ersten und dritten Planetenradsätze 18, 22 bestimmt ist. Die umgekehrte Drehung der Trommel wird im Falle eines Leistungsausfalls in der gleichen Weise verhindert, wie bei dem Anheben der Last mit niedriger Geschwindigkeit.Lifting the load at high speed is accomplished by sliding the coupling member 90 to the left by directing fluid to the second chamber 142 through the second means 124 . This effects the connection of the winch drum 24 for common rotation with the second planet carrier 54 and the first planet carrier 34 . When the input shaft 14 is again driven clockwise, the drum is also driven clockwise at a speed ratio determined by the gear ratios of the first and third planetary gear sets 18, 22 . Reverse rotation of the drum is prevented in the event of a power failure in the same way as when the load is raised at a low speed.

Um eine Last in steuerbarer Weise abzusenken, wird das Kupplungselement 90 in seine neutrale oder zentrierte Position gebracht durch Öffnen beider Ringkammern 138 und 142 zum Abfluß, so daß die Zentriermittel 126 die Welle 66 in der mittigen Position anordnen. Hydraulikdruck wird an die Bremse 46 in bekannter Weise angelegt, um die Bremse im gewünschten Ausmaß freizugeben, so daß die Last die Windentrommel 24 entgegen dem Uhrzeigersinn und die Rohrwelle 40 in steuerbarer Weise im Uhrzeigersinn sich dreht.In order to controllably lower a load, the coupling element 90 is brought into its neutral or centered position by opening both annular chambers 138 and 142 for drainage so that the centering means 126 arrange the shaft 66 in the central position. Hydraulic pressure is applied to the brake 46 in a known manner to release the brake to the desired extent so that the load rotates the winch drum 24 counterclockwise and the tubular shaft 40 in a controllable manner clockwise.

Wenn es gewünscht ist, das Seil 26 von der Wickeltrommel 24 mit Leistung abzuwickeln, so wird das Kupplungselement 90 in seiner neutralen Position plaziert und die Bremse 46 hydraulisch außer Eingriff gebracht. Die Eingangswelle 14 wird in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, und zwar durch Umkehrbetrieb des Motors 16. Die Bremse 78 der Knüppelbauart verhindert, daß die verschiebbare Welle 66 und der erste Planetenträger 34 sich entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehen. Wenn unter diesen Bedingungen die Bremse 78 den ersten Planetenträger 34 stationär hält, so wird das erste Ring-Zahnrad 30 zur Drehung im Uhrzeigersinn längs des dritten Sonnen-Zahnrads 60 gezwungen, und dies treibt die Windentrommel entgegen dem Uhrzeigersinn an. Sollte das Gewicht der Last am Seil 26 die Drehgeschwindigkeit der Trommel schneller als durch die Relativgeschwindigkeit der Eingangswelle 14 vorgesehen beschleunigen, so wird die Drehgeschwindigkeit des ersten Ring-Zahnrads 30 bis zu dem Punkt sich erhöhen, indem der erste Planetenträger 34 die Bremse 78 der Knüppelbauart überläuft. Vorteilhafterweise hat dies die effektive Trennung des ersten Sonnenzahnrads 32 und des Motors 16 von der Wickeltrommel 24 zur Folge, so daß der Motor nunmehr als Pumpe betrieben wird. If it is desired to unwind the rope 26 from the winding drum 24 with power, the coupling element 90 is placed in its neutral position and the brake 46 is hydraulically disengaged. The input shaft 14 is rotated counterclockwise by reversing the motor 16 . The stick type brake 78 prevents the slidable shaft 66 and the first planet carrier 34 from rotating counterclockwise. Under these conditions, when the brake 78 holds the first planet carrier 34 stationary, the first ring gear 30 is forced to rotate clockwise along the third sun gear 60 , and this drives the winch drum counterclockwise. Should the weight of the load on the cable 26 accelerate the speed of rotation of the drum faster than provided by the relative speed of the input shaft 14 , the speed of rotation of the first ring gear 30 will increase to the point that the first planet carrier 34 uses the stick-type brake 78 overflows. This advantageously results in the effective separation of the first sun gear 32 and the motor 16 from the winding drum 24 , so that the motor is now operated as a pump.

Der Zusammenbau des Betätigungsteils oder der linken Seite der Winde 12 ist vereinfacht und wird erreicht, nachdem mehrere Grund-Unteranordnungen zusammengebaut sind. Die erste Unteranordnung enthält den ersten Planetenträger 34 und seine zugehörigen Planeten-Zahnräder 36. Die zweite Unteranordnung weist den zweiten Planetenträger 54 und seine zugehörigen Planeten-Zahnräder 56 auf. Die ersten und zweiten Unteranordnungen werden sodann miteinander gekoppelt, um eine dritte von der Windentrommel 24 abgewandte Unteranordnung zu bilden. Lageranordnung 74 und zugehörige Halteringe, Lageranordnung 76 und zugehörige Halteringe und das zweite Sonnen-Zahnrad 52 bilden zusammen mit einem Befestigungsflansch 162 einen Teil dieser dritten Unteranordnung. Der Befestigungsflansch 162 ist lösbar am zweiten Planetenträger 54 durch eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen 164 befestigt, die vorteilhafterweise von links oder von außerhalb der Winde in den Träger geschraubt sind, um so leichter wartbar zu sein. Ein rechts angeordneter interner Haltering 166 ist in den Befestigungsflansch 162 eingebaut, und die dritte Unteranordnung wird sodann in die Trommel 24 eingesetzt und in dieser durch eine Vielzahl von Befestigungsbolzen 168 befestigt.The assembly of the actuator or left side of the winch 12 is simplified and is achieved after several basic subassemblies have been assembled. The first sub-assembly includes the first planet carrier 34 and its associated planet gears 36 . The second sub-assembly has the second planet carrier 54 and its associated planet gears 56 . The first and second subassemblies are then coupled together to form a third subassembly facing away from the winch drum 24 . Bearing arrangement 74 and associated retaining rings, bearing arrangement 76 and associated retaining rings and the second sun gear 52 together with a fastening flange 162 form part of this third subassembly. The fastening flange 162 is detachably fastened to the second planet carrier 54 by a plurality of fastening devices 164 , which are advantageously screwed into the carrier from the left or from outside the winch in order to be easier to maintain. An internal retaining ring 166 located on the right is installed in the mounting flange 162 , and the third subassembly is then inserted into the drum 24 and secured therein by a plurality of mounting bolts 168 .

Ein Läuferkäfig 170 einschließlich der Lageranordnung 72 und Dichtung 172 bilden eine vierte Unteranordnung, und diese werden dadurch eingebaut, daß man beispielsweise den Käfug an einer äußeren Gehäusewand 174 des Windengehäuses 42 mit einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 176 montiert. Ein Haltering 178 hält den Innenlaufring der Lageranordnung an seinem Platz am Halteflansch 162 und ermöglicht, daß die Windentrommel 24 vollständig drehbar innerhalb des Windengehäuses gelagert ist.A rotor cage 170 including the bearing assembly 72 and seal 172 form a fourth sub-assembly, and these are installed by, for example, mounting the cage to an outer housing wall 174 of the winch housing 42 with a plurality of mounting bolts 176 . A retaining ring 178 holds the inner race of the bearing assembly in place on the retaining flange 162 and allows the winch drum 24 to be fully rotatably supported within the winch housing.

Die verschiebbare Welle 66 wird sodann in die Keilnutverbindung 70 innerhalb des ersten Planetenträgers 34 eingesetzt. Vorteilhafterweise kann das Stirn-Zahnrad 98 keilnutartig in die Position innerhalb des Befestigungsflansches 162 gebracht werden, und zwar axial gegenüber dem Haltering 166, und sodann wird ein weiterer Haltering 180 zur Sicherung gegen Verschiebung eingebaut. Ein ringförmiges Gehäuseglied 182 wird an seinem Platz beispielsweise durch eine Vielzahl von Befestigungsbolzen 183 am Lagerkäfig 170 befestigt.The displaceable shaft 66 is then inserted into the keyway connection 70 within the first planet carrier 34 . Advantageously, the spur gear 98 can be splined to the position within the mounting flange 162 axially opposite the retaining ring 166 , and then another retaining ring 180 is installed to secure against displacement. An annular housing member 182 is secured in place on the bearing cage 170 by a plurality of mounting bolts 183, for example.

Eine fünfte Unteranordnung wird durch die ersten und zweiten Kolbenglieder 99, 100, Feder 144, Federsitze 146, Lager 147 und dem Schnappring 150 gebildet. Der Schnappring ist gegenüber dem ersten Kolbenglied angeordnet und hält die Belastung aus der zusammengedrückten Feder. Diese Unteranordnung wird über der verschiebbaren Welle 66 eingebaut und wird an ihrem Platz durch den Befestigungsbolzen 160 verankert. Der Bolzen 160 ist in die Welle eingeschraubt, so daß die Endplatte 158 und das intern und extern mit Keilnuten versehene Hülsenglied 80 gegen das erste Kolbenglied 99 und die zusammendrückbare Feder gedrückt wird.A fifth sub-assembly is formed by the first and second piston members 99, 100 , spring 144 , spring seats 146 , bearings 147 and the snap ring 150 . The snap ring is arranged opposite the first piston member and holds the load from the compressed spring. This subassembly is installed over the sliding shaft 66 and is anchored in place by the mounting bolt 160 . The bolt 160 is screwed into the shaft so that the end plate 158 and the internally and externally splined sleeve member 80 are pressed against the first piston member 99 and the compressible spring.

Schließlich werden die äußeren Endglieder zusammen mit der Bremse 78 der Knüppelbauart und eine Traganordnung 184, die innere und äußere Laufringe 186, 188 aufweist, eine Verzögerungsfeder 190 und eine Abdeckung 192 eingebaut. Der Einbau erfolgt durch eine Vielzahl von Befestigungsbolzen 194, die im Gehäuseteil 182 eingeschraubt sind.Finally, the outer end members are assembled together with the billet type brake 78 and a support assembly 184 having inner and outer races 186, 188 , a deceleration spring 190 and a cover 192 . The installation is carried out by a plurality of fastening bolts 194 which are screwed into the housing part 182 .

Man erkennt somit, daß die Winde 8 in relativ einfacher Weise zusammengebaut und auch auseinandergenommen werden kann. Vorteilhafterweise kann die verschiebbare Welle 66 zur Wartung eingebaut oder freigegeben werden, wobei der Befestigungsflansch 162 in seiner eingebauten Position derart gehalten wird, daß die Drehlagerung der Windentrommel 24 erhalten bleibt. Beispielsweise kann nach Entfernung des Gehäuseglieds 182 und anderer externer Teile links davon in der Zeichnung und auch des Stirn-Zahnrads 98 die verschiebbare Welle und das Kupplungselement 90 axial entfernt werden aus dem Bereich innerhalb der erweiterten Bohrung des Befestigungsflanschs 162. Dies war bei der Konstruktion gemäß US-PS 41 61 126 nicht möglich.It can thus be seen that the winch 8 can be assembled and disassembled in a relatively simple manner. Advantageously, the displaceable shaft 66 can be installed or released for maintenance, the mounting flange 162 being held in its installed position in such a way that the rotary bearing of the winch drum 24 is retained. For example, after removing the housing member 182 and other external parts to the left of it in the drawing and also the spur gear 98, the displaceable shaft and the coupling element 90 can be axially removed from the area within the enlarged bore of the fastening flange 162 . This was not possible in the construction according to US-PS 41 61 126.

Darüber hinaus können die ersten und zweiten Kolbenglieder 99, 100 und die Zentriermittel 126 als eine selbst abgeschlossene Unteranordnung auf der verschiebbaren Welle eingebaut und von dort entfernt werden. Die Kolbenglieder und das Windengehäuse 42 bilden vorzugsweise Betriebskammern 138 und 142 mit gleichen Betriebsvolumina. Das letzte Merkmal ist vorteilhaft, da das zugehörige Steuersystem 130 im Betrieb geeignet ist eine ähnliche Druckmittelmenge für Betrieb mit sowohl hoher als auch niedriger Geschwindigkeit zu liefern. Im Gegensatz dazu hat die Winde des Standes der Technik gemäß US-PS 41 61 126 keine zusammenwirkenden ersten und zweiten Kolbenglieder oder gleiches Volumen besitzende Arbeitskammern 138, 142.In addition, the first and second piston members 99, 100 and the centering means 126 can be installed as a self-contained subassembly on the displaceable shaft and removed from there. The piston members and the winch housing 42 preferably form operating chambers 138 and 142 with the same operating volumes. The last feature is advantageous because the associated control system 130 is operable to provide a similar amount of pressure medium for both high and low speed operation. In contrast, the prior art winch according to US Pat. No. 4,161,126 has no cooperating first and second piston members or working chambers 138, 142 having the same volume.

Durch die Schaltsteuervorrichtung für eine Winde erreicht man eine kompakte und effektive Positionierung einer Welle eines Antriebsgetriebes in einer von drei Positionen.By the switching control device for a winch you achieve a compact and effective positioning a shaft of a drive gear in one of three positions.

Claims

1. A shift control device for a winch, the shift control device comprising:
a shaft ( 66 ) which is rotatably mounted within a housing ( 42 ) on a central axis ( 28 ),
first and second piston members ( 99, 100 ) fixedly arranged on the shaft ( 66 ) and arranged axially displaceably within the housing ( 42 ),
wherein the first and second piston members ( 99, 100 ) form first and second annular chambers ( 138, 142 ) at least in part with the housing ( 42 ),
first and second fluid supply lines to the two annular chambers ( 138, 142 ), the shaft ( 66 ) being moved in a first direction to a first position here by pressurizing the first annular chamber ( 138 ) and the shaft by pressurizing the second annular chamber ( 142 ) ( 62 ) is moved in a direction opposite to the first direction to a second position and
Centering means ( 126 ) for mechanically centering the shaft ( 66 ) between the first and second positions in a neutral position, the centering means ( 126 ) being supported both on the housing ( 42 ) and on the piston members ( 99, 100 ) in the neutral position.

2. A device (8) according to claim 1, characterized in that the centering means (126) comprise a compression spring (144) and first and second annular spring seats (146), and that the compression spring (144) abuts the ring spring seats (146).

3. Device ( 8 ) according to claim 2, characterized in that the centering means ( 126 ) have first and second bearings ( 147 ), arranged axially outside of the annular spring seats ( 146 ).

4. The device ( 8 ) according to claim 1, characterized in that the housing ( 42 ) has a bore ( 112 ) with shoulders ( 118, 120 ) at opposite ends, and that the annular spring seats ( 146 ) in the neutral position of the shaft in each case rest against these shoulders ( 118, 120 ).

5. The device ( 8 ) according to claim 4, characterized in that each of the piston members ( 99, 100 ) has an annular flange ( 104 ) and that the bearings ( 147 ) bear individually against the corresponding flange ( 104 ).

6. The device ( 8 ) according to claim 1, characterized in that each of the piston members ( 99, 100 ) has a tube part ( 102 ) and an annular flange part ( 104 ), and that the tube parts ( 102 ) overlap telescopically.

7. The device ( 8 ) according to claim 6, characterized in that the centering means ( 126 ) act against the ring flange parts ( 104 ) in the neutral position of the shaft ( 66 ).

8. The device ( 8 ) according to claim 7, characterized by a snap ring ( 150 ) for holding the centering means ( 126 ) between the flange parts ( 104 ) during assembly.

9. The device ( 8 ) according to claim 1, characterized in that the shaft ( 66 ) has a shoulder ( 86 ) on which the second piston member ( 100 ) rests, and that the first piston member ( 99 ) in end face stop with the second piston member ( 100 ) stands.

10. The device ( 8 ) according to claim 9, characterized in that the centering means ( 126 ) have a single compression spring ( 144 ).

11. The device ( 8 ) according to claim 10, characterized by means ( 80, 158, 160 ) for preventing the separation of the first and second piston members ( 99, 100 ) due to the load on the compression spring ( 144 ).

12. The device ( 8 ) according to claim 10, characterized in that the shaft ( 66 ) defines a radially outwardly extending coupling element ( 90 ), with toothed end face gears ( 92, 94 ) on opposite sides.

13. The device ( 8 ) according to claim 1, characterized in that the centering means ( 126 ) have a pair of ring springs ( 146 ), a single compression spring ( 144 ) arranged between the spring seats ( 146 ) and a pair of bearings ( 147 ) .

14. The device ( 8 ) according to claim 1, characterized in that the first and second annular chambers ( 138, 142 ) have approximately the same operating volumes.