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Es ist nach alledem die Aufgabe der Erfindung, eine Kranunterflasche
mit einem Drehantrieb bezüglich ei
ner Vertikalachse zu konzipieren,
mit welcher unter Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile eine
problemlose Umrüstung von bestehenden Krananlagen ohne einen solchen Drehantrieb
möglich ist, die sich insbesondere durch eine robuste Konstruktion sowie durch eine
geringe Baulänge sowie Breite auszeichnet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs
1 angegebenen Merkmale.
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Verformungswellengetriebe sind im Handel erhältliche Funktionselemente
und beispielsweise aus dem.Prospekt »HD-System« der Firma Harmonic Drive System
GmbH, Langen bekannt. Sie zeichnen sich bereits bei einstufiger Ausführung durch
ein großes Untersetzungsverhältnis aus, wobei gleichzeitig der Raumbedarf gegenüber
einem vergleichbaren Zahnradgetriebe erheblich geringer ausfällt. Dieses hohe Untersetzungsverhältnis
ermöglicht beispielsweise den Einbau eines schnell laufenden Kurzschlußläufermotors
derart, daß der gesamte Drehantrieb, bestehend aus dem Getriebe und dem Motor einschließlich
sämtlicher Kupplungselemente innerhalb des durch den seitlichen Abstand und die
Bauhöhe der Gehäuseteile definierten Zwischenraumes untergebracht werden kann. Es
besteht auf diese Weise die Möglichkeit, eine Kranunterflasche mit einem Drehantrieb
zu konzipieren, deren Anschlußmaße, insbesondere Baulänge und Abstand der Seilrollen,
gegenüber einer solchen ohne Drehantrieb unverändert bleiben. Eine solche Kranunterflasche
ist demzufolge problemlos, d. h. insbesondere ohne Einschränkungen in der Hubhöhe
und unter Vermeidung eines Schrägzuges in bestehende Krananlagen integrierbar, wobei
aufgrund der Einbeziehung aller zu dem Drehantrieb gehörigen Funktionselemente in
den Zwischenraum der Gehäuseteile eine robuste Bauweise gegeben ist.
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Die Merkmale des Anspruchs 2 bringen den Vorteil einer großen Übersichtlichkeit
des konstruktiven Aufbaus der Kranunterflasche mit sich, wobei der Antrieb aufgrund
der zueinander fluchtenden Wellen des Getriebes und des Motors im mittigen Bereich
der Gehäuseteile angeordnet werden kann. Aus der DE-AS 17 81 361 ist zwar eine Kranunterflasche
bekannt, bei der die Abtriebswelle des Motors, die Ein- und Ausgangswelle des Getriebes
sowie der Schaft des Lasthakens zueinander fluchtend angeordnet sind. Jedoch sind
bei dieser bekannten Kranunterflasche ebenfalls die Seitenwangen der Gehäuseteile
zur Befestigung des Getriebes und des Lasthakens weit nach unten über die sonstigen
unteren Begrenzungskanten der Gehäuseteile hinausgeführt, so daß sich eine erhebliche
Baulänge ergibt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung hingegen wird eine sehr raumsparende
Bauweise ermöglicht.
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Die Merkmale des Anspruchs 3 bedeuten eine optimale Ausnutzung des
durch das Getriebe umschlossenen Raumes, wodurch eine sehr kompakte Bauweise gegeben
ist. Auch dieses Merkmal trägt somit dazu bei, den Bauvolumenbedarf des erfindungsgemäßen
Drehantriebes zu beschränken.
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Die Anordnung eines drehzahlregelbaren Motors gemäß dem Anspruch
4, welcher beispielsweise als thyristorgesteuerter Drehstrommotor ausgestaltet sein
kann, bringt den Vorteil mit sich, daß Kupplungselemente mit Dämpfungseigenschaften
entfallen können, da aufgrund der Drehzahlregelbarkeit des Motors in Verbindung
mit dem hohen Untersetzungsverhältnis des Getriebes ein weitestgehend stoßfreies
Anfahren des Lasthakens gegeben ist.
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Die Merkmale des Anspruchs 5 haben ebenfalls zur Folge, daß Kupplungselemente
mit dämpfenden Eigenschaften entfallen können. Das dem über die Abtriebswelle des
Motors abgegebenen Drehmoment entsprechende Reaktionsmoment wird in diesem Fall
über das Gehäuse des Motors, welches mit dem Gehäuse des Getriebes in starrer Verbindung
steht, über ein elastisches Zwischenelement auf die Gehäuseteile der Kranunterflasche
übertragen. Durch eine derartige Dämpfung des Drehantriebes wird weder die Baulänge
noch die Baubreite der erfindungsgemäßen Kranunterflasche verändert. Auch kann eine
derartige Maßnahme insbesondere in Kombination mit der Anordnung eines drehzahlregelbaren
Motors vorgenommen werden.
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Die Merkmale des Anspruches 6 können beispielsweise derart realisiert
werden, daß an den einander zugekehrten Innenseiten der Gehäuseteile Leisten angebracht,
beispielsweise angeschweißt sind, die mit entsprechenden Ausnehmungen des Gehäuses
des Getriebes im Eingriff stehen und auf diese Weise eine starre Drehmomentenabstützung
bilden. Auch durch eine derartige Maßnahme wird das benötigte Bauvolumen der erfindungsgemäßen
Kranunterflasche nicht verändert.
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Die Maßnahmen des Anspruchs 8 sind insbesondere dann von Vorteil,
wenn die an dem Lasthaken befestigte Last zumindest zeitweilig unter einem Winkel
zur Vertikalen gezogen werden muß, wobei dieser Schrägzug unter sonst unveränderten
Umständen ein Verkanten des Schaftes des Lasthakens im Bereich der Lasthakentraverse
auslösen könnte. Durch die zweifache radiale Lagerung des Schaftes in der Lasthakentraverse
bzw. in deren Bereich wird die erfindungsgemäße Kranunterflasche unempfindlich gegen
einen derartigen Schrägzug. Das erfindungsgemäß eingesetzte, durch einen geringen
Bauvolumenbedarf gekennzeichnete Verformungswellengetriebe ermöglicht auch diese
Maßnahmen, ohne daß die äußeren Maße der Kranunterflasche, insbesondere deren Baulänge,
verändert werden. Zwar ist es aus der DE-AS 12 74294 bekannt, den Lasthakenschaft
derartiger Kranunterflaschen zweifach radial abzustützen. Bei dieser bekannten Kranunterflasche
wird jedoch sowohl das Getriebe als auch der Motor mit Abstand weit unterhalb der
Achse der Seilrollen angeordnet, so daß sich auch hier eine verhältnismäßig große
Baulänge ergibt. Bei der erfindungsgemäßen Kranunterflasche hingegen werden die
sich aus der zweifachen radialen Lagerung ergebenden Vorteile auch bei einer äußerst
gedrängten Bauweise ermöglicht.
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Die Merkmale des Anspruchs 9 sind insbesondere dann von Vorteil,
wenn besonders schwere stangen-bzw. rohrförmige Güter, die an dem Lasthaken der
erfindungsgemäßen Kranunterflasche anhängen, in einer definierten Drehwinkelstellung
abgesetzt bzw. angehoben werden sollen. Eine derartige Maßnahme kann beispielsweise
dadurch realisiert werden, daß an dem Schaft des Lasthakens bzw. an solchen sich
mit diesem drehenden Teilen einerseits und an einer der beiden, einander zugekehrten
Innenseiten der Gehäuseteile andererseits die entsprechenden Funktionselemente eines
Annäherungsschalters angebracht werden, der grundsätzlich von beliebiger Bauart
sein kann und beispielsweise auf induktivem oder kapazitivem Wege bei Annäherung
der beiden Funktionselemente aneinander ein elektrisches Schaltsignal auslöst. Besonders
vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn das bzw. die auf dem Schaft bzw.
dem mit diesem beweglichen Teil angebrachten Funktionselemente entlang des jeweiligen
Umfanges einstellbar ausgebildet sind, so daß auch das Ausmaß die hierdurch gegebenen
Drehwinkelbegren-
zung einstellbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kranunterflasche,
teilweise im Schnitt; F i g. 2 einen Ausschnitt II der F i g. 1 im Schnitt und vergrößerter
Darstellung; F i g. 3 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Lagerung des Schaftes
eines Lasthakens im Bereich der Lasthakentraverse im Schnitt; F i g. 4 eine vereinfachte
Darstellung einer Drehwinkelbegrenzung in einem Horizontalschnitt.
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Mit 1 und 2 sind in F i g. 1 nebeneinander angeordnete Seilrollen
einer Kranunterflasche bezeichnet, die jeweils mittels eines Wälzlagers 3 auf Rollenachsen
4, 5 innerhalb voneinander getrennter Gehäuseteile 6, 7 gelagert sind. Die mit Abstand
voneinander angeordneten und in einer Seitenansicht gemäß Pfeil 8 etwa kreisförmig
ausgestalteten Gehäuseteile 6, 7 stehen in ihrem unteren Bereich über eine Abschlußwand
9, welche sich ausgehend von der zeichnerischen Darstellung der F i g. 1 von der
Vorderseite über den unteren Bereich bis auf die Rückseite erstreckt, in Verbindung.
Die hier beschriebene Ausführungsform ist jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen,
so daß grundsätzlich beliebige Gehäuseformen in Betracht kommen, deren gemeinsames
Prinzip in dem Vorhandensein zweier, voneinander getrennter Gehäuseteile besteht,
die jeweils zur Aufnahme voneinander getrennter Rollenachsen eingerichtetsind.
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Die Abschlußwand 9 ist in ihrem mittleren Bereich mit einer Öffnung
10 versehen, durch welche der Schaft 11 eines Lasthakens 12 geführt ist. Der Lasthaken
12, insbesondere dessen Schaft 11, ist über eine Mutter 13 unter Mitwirkung eines
axialen Wälzlagers 14 auf einer Lasthakentraverse 15 bezüglich der Vertikalachse
16 drehbar gelagert. Die das Wälzlager 14 aufnehmende Mutter 13 ist auf einen Gewindeabschnitt
17 des Schaftes 11 aufgeschraubt, welch letzterer durch eine Bohrung 18 der Lasthakentraverse
15 hindurchgeführt ist.
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Die Lasthakentraverse 15 ist beiderseits in einander zugekehrten,
verstärkten Wandabschnitten der Gehäuseteile 6, 7 befestigt. Der Schaft 11 steht
mit einem Getriebe 19 in Wirkverbindung, das eingangsseitig von einem Motor 21 angetrieben
wird. Die genauere Ausgestaltung der Verbindungselemente zwischen dem Getriebe 19
und dem Motor 21 einerseits und dem Getriebe 19 und dem Schaft 11 des Lasthakens
12 andererseits werden im folgenden noch genauer beschrieben.
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Das im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Gehäuse 20 des Getriebes
19 ist in seinem unteren Bereich mit geradlinig und parallel zu den einander zugekehrten
Seitenwandungen 22, 23 der Gehäuseteile 6, 7 verlaufenden Aussparungen 24 versehen,
welche mit Leisten 25 formschlüssig im Eingriff stehen, die auf diesen Seitenwandungen
22, 23 angeschweißt sind. Zwei weitere, an den Seitenwandungen 22, 23 angeschraubte
Leisten 26, die die äußere Begrenzungskante des Gehäuses 20 des Getriebes 19 teilweise
überdecken, dienen der axialen Fixierung des aus Getriebe 19 und Motor 21 beste
henden Systems.
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Mit 27 sind die, die Seilrollen 1, 2 umschlingenden Seile bezeichnet,
die mit einer zeichnerisch nicht mehr dargestellten Seiltrommel einer Krananlage
in Verbindung stehen.
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Mit 28, 29 sind Lagerplatten bezeichnet, mittels welchen unter Mitwirkung
jeweils einer Schraube 30 die Rollenachsen 4, 5 axial fixiert werden. Die die gesamte
Länge der Rollenachsen 4,5 in entsprechenden Bohrungen 31 durchdringenden Schrauben
30 sind durch Muttern 32 gehalten, welche an den Seitenwandungen 22,23 angeschweißt
sind. Die Bohrungen 31 sind auf einem Teil ihrer Längenerstreckung mit einem mit
den Schrauben 30 nicht im Eingriff stehenden Innengewinde ausgerüstet, welches nach
Herausdrehen der Schrauben 30 und Einfahren von Abdrückschrauben mit letzteren,
deren Durchmesser geringfügig größer ist als derjenige der Schraube 30, in Eingriff
gebracht werden kann, so daß die Demontage einer Rollenachse 4, 5 und damit einer
Seilrolle 1,2 erleichtert wird.
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In den F i g. 2 bis 4 sind Funktionselemente, die mit denjenigen
der Fig. 1 übereinstimmen, auch übereinstjmmend bezeichnet, so daß sich eine diesbezügliche
wiederholte Beschreibung erübrigt. Der Aufbau des Getriebes 19, welches erfindungsgemäß
ein Verformungswellengetriebe, welches auch unter dem Namen Spannungswellengetriebe
bekannt ist, ist aus F i g. 2 in stark vereinfachter und schematischer Darstellung
ersichtlich. Das Gehäuse 20 des Getriebes 19 steht über Schrauben 33 mit einer Ringplatte
34 in Verbindung, die ihrerseits mittels Schrauben 35 an dem Gehäuse 36 des Motors
21 befestigt ist. Die Ringplatte 34 weist eine zentrale Öffnung 37 auf, durch welche
die Abtriebswelle 38 des Motors 21 hindurchgeführt ist.
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Die Abtriebswelle 38 des Motors 21 ist in die als Hohlwelle ausgestaltete
Eingangswelle 39 des Getriebes 19 eingesteckt und durch Verschraubung mit einer
Druckplatte 40 axial gesichert. Die ebenfalls als Hohlwelle ausgestaltete Ausgangswelle
41 des Getriebes 19 steht über einen Kupplungsring 42 mit dem Schaft 11 des Lasthakens
12 (Fig. 1) in Verbindung. Hierbei ist der Kupplungsring 42 mit der Ausgangswelle
41 verschraubt. Der Kupplungsring 42 kann grundsätzlich ein beliebiges, eine Verbindung
zwischen der Ausgangswelle 41 des Getriebes 19 einerseits und dem Schaft 11 andererseits
ermöglichendes Funktionselement sein.
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An die Ausgangswelle 41 schließen sich - in Richtung auf den Lasthaken
gesehen - Lagerringe 43,44 an, welche auf dem Schaft 11 anliegen und letzteren über
radial wirkende Wälzlager 45, 46 an dem Gehäuse 20 des Getriebes 19 abstützen.
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Das Gehäuse 20 des Getriebes ist in der zeichnerischen Darstellung
gemäß Fig.2 im wesentlichen aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich einem unteren
zylindrischen Abschnitt 47, welcher mit den bereits erwähnten Aussparungen 24 ausgerüstet
ist, jedoch für die Drehzahlübersetzung des Getriebes keinerlei Funktion hat und
einen oberen zylindrischen Abschnitt 48, der mit einer Innenverzahnung 49 versehen
ist. Diese Innenverzahnung 49 steht mit der Außenverzahnung 50 eines Zylinders 51
im Eingriff, dessen dem Lasthaken bzw.
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dem Schaft 11 zugewandter einer Endbereich die Ausgangswelle 41 bildet.
Auf die Eingangswelle 39 des Getriebes 19 ist einen der Draufsicht gemäß Pfeil 52
gesehen - elliptische Scheibe 53 gesetzt, deren äußere Umrandungsfläche 54 über
Kugeln 55, die als Druckübertragungskörper entlang deren Umfanges gleichmäßig verteilt
angeordnet sind, mit den bereits erwähnten Zylinder 51 zusammenwirken. Diese Zusammenwirkung
erfolgt derart, daß der elastisch gestaltete Zylinder 51 entsprechend der Stellung
bzw. dem Drehwinkel der Scheibe 53 zu einer Ellipse verformt wird, so daß die Außenverzahnung
50 die aufgrund eines geringfügig kleineren Teilkreisdurchmessers als die Innenverzahnung
49 einige Zähne weniger hat, mit dieser Innenverzahnung 49 stets im Bereich der
großen Achsen der
Ellipse im Eingriff steht. Die mit der Drehzahl
der Eingangswelle 39 umlaufende elliptische Verformung des Zylinders 51 hat hierbei
eine gegenläufige, von der Zähnezahldifferenz zwischen Innenverzahnung 49 und Außenverzahnung
50 abhängige, hoch untersetzte Drehbewegung des Zylinders 51 und damit der Ausgangswelle
41 zur Folge.
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Da der Kupplungsring 42 ebenso wie die Eingangswelle 39 im wesentlichen
innerhalb des durch das Getriebe 19 umschlossenen Raumes angeordnet sind, ergibt
sich für den erfindungsgemäßen Drehantrieb eine äußerst raumsparende Bauweise.
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Die Eingangswelle 39 ist mit der Ausgangswelle 41 des Getriebes 19
fluchtend angeordnet, so daß auch dieses Merkmal dazu beiträgt, aufgrund der mit
derartigen Getrieben einstufig erreichbaren hohen Untersetzungsverhältnisse die
gesamte Baueinheit, bestehend aus Getriebe 19 und Motor 21 in einem relativ beschränkten
Raum, nämlich dem durch die Gehäuseteile 6,7 umgrenzten Zwischenraum 56 unterzubringen.
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Mit 60 ist eine, der Sicherung der Mutter 13 dienende Schraube bezeichnet
F i g. 3 zeigt als Beispiel eine Möglichkeit einer zusätzlichen radialen Abstützung
des Schaftes 11 im Bereich der Lasthakentraverse 15. Hiernach ist an der Lasthakentraverse
15 eine Lagerplatte 57 angeschraubt wobei die Lagerplatte 57 ebenso wie die Lasthakentraverse
15 mit Aussparungen 58, 59 ausgerüstet sind, in welche jeweils radial wirkende Wälzlager
eingesetzl sind. Eine auf diese Weise konzipierte Kranunterflasche ist besonders
unempfindlich gegenüber einem Schrägzug, bzw. einer Beanspruchung des Lasthakens
durch ein Biegemoment.
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Fig.4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Drehwinkelbegrenzung.
Hierbei befinden sich auf der Mutter 13 Schaltelemente 60,61, die entlang deren
Umfangsbereiches einstellbar angeordnet sind. Die bei.
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spielsweise als Magnetkörper ausgestalteten Schaltelemente 60, 61
wirken berührungslos mit einem Schalter 62 zusammen, so daß eine Drehbewegung des
Schaftes 11 durch den Drehwinkelabstand der Schaltelemente 60,61 gegeben ist.
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Als mögliche Abwandlungen des in den F i g. 1 bis 4 dargestellten
Prinzips können beispielsweise die Verbindungen zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen
39,41 des Getriebes 19 und dem Motor 21 bzw. dem Schaft 11 zusätzlich mit Dämpfungselementen
ausgerüstet sein, um auf diese Weise zu einem stoßfreien Anfahren beizutragen.
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