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Elektrische Kettenwindenanordnung
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kettenwindenanordnung (chain
block) mit einem Drehmomentbegrenzer und einer mechanischen Bremse in einer Untersetzungsgetriebeanordnung.
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Eine elektrische Kettenwindenanordnung mit einem Drehmomentbegrenzer
und einer mechanischen Bremse ist aus der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung
38378/79 bekannt. Bei der elektrischen Kettenwindenanordnung ist eine mit einer
umlaufenden Welle eines Elektromotors verbundene Antriebswelle einstückig mit einem
Antriebszahnrad ausgebildet, und eine hohle angetriebene Welle mit einer aufgebrachten
Laststrangscheibe ist drehbar auf der Antriebswelle aufgebracht. Ferner
liegen
ein Drehmomentbegrenzer, der ein ringförmiges angetriebenes Zahnrad aufweist, und
eine mechanische Bremse in Reihe nebeneinander auf der hohlen angetriebenen Welle.
Eine angetriebene Zwischenwelle ist parallel zur Antriebswelle angeordnet und ist
mit einem angetriebenen Zwischenzahnrad und einem Zwischenantriebszahnrad ausgestattet,
die jeweils in Eingriff mit dem Antriebszahnrad und dem ringförmigen angetriebenen
Zahnrad stehen.
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Bei dieser elektrischen Kettenwindenanordnungkann jedoch der Drehmomentbegrenzer
von ausserhalb der Kettenwindenanordnung nach deren Montage nicht eingestellt werden,
um das übertragene Drehmoment zu verstellen.
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Darüber hinaus hat diese Kettenwindenanordnung den Nachteil einer
unvermeidlich sehr lang ausgeführten Antriebswelle, wodurch die Kettenwindenanordnung
sperrig wird.
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Darüber hinaus ist eine elektrische Kettenwindenanordnung mit einer
Untersetzungsgetriebevorrichtung, einschliesslich eines Drehmomentbegrenzers und
einer mechanischen Bremse aus der japanischen Patentanmeldung 42937/78 bekannt.
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Bei dieser Kettenwindenanordnung müssen eine Zwischenwelle und ein
Bremsfeststellelement zur Herstellung von Gewindegängen grosser Genauigkeit bearbeitet
werden, wodurch die Fertigungskosten sich erhöhen. Darüber hinaus kann ähnlich wie
bei dem vorausgehend aufgeführten Stand der Technik das übertragungsdrehmoment des
Drehmomentbegrenzers nicht von ausserhalb des Getriebegehäuses nach erfolgter Montage
eingestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kettenwindenanordnung
zu schaffen, welche die vorstehenden Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine elektrische Kettenwindenanordnung
vorgesehen, mit einer Antriebswelle, die mit der umlaufenden Welle eines Elektromotors
verbunden ist und einem auf der Antriebswelle sitzenden Antriebszahnrad sowie einem
mit dem Antriebszahnrad in Eingriff stehenden angetriebenen Zwischenzahnrad, einem
Drehmomentbegrenzer und einer mechanischen Bremsvorrichtung, die zwischen der Antriebswelle
und einer Laststrangscheibe liegt. Die elektrische Kettenwindenanordnung ist erfindungsgemäss
gekennzeichnet durch eine Zwischenwelle, die parallel zur Antriebswelle angeordnet
ist, ein an der Zwischenwelle befestigtes Halteelement, ein auf der Zwischenwelle
aufgebrachtes Andruckelement, einen Nockenhalter, der innerhalb des angetriebenen
Zwischenzahnrades angeordnet und auf der Zwischenwelle zwischen dem Halteelement
und dem Andruckelement aufgebracht ist, eine Haltescheibe und eine Bremsaufnahmescheibe,
die axial verschiebbar aber nicht drehbar auf der Zwischenwelle jeweils auf der
einen und der anderen Seite des Nockenhalters angeordnet sind, wobei von Andruckelement
und Halteelement mindestens eines aus einer Feder besteht, ein Klinkenrad zur Bremsung,
das zwischen dem angetriebenen Zwischenzahnrad und der Bremsaufnahmescheibe liegt
und in Eingriff mit einer zur Bremsung dienenden Klinke steht, zur Lösung der Bremse
dienende Nockenelemente, die in Nockenaufnahmenuten in einer Seite des Nockenhalters
liegen, wobei die Tiefe der Nockenaufnahmenuten sich längs des Umfangs der Zwischenwelle
ändert, und eine Einstellmutter, die zur Einstellung der Andruckkraft des Andruckelementes
auf einem Ende der Zwischenwelle aufgeschraubt ist.
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Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist der Nockenhalter einstückig
mit dem angetriebenen Zwischenzahnrad ausgebildet. Die Laststrangscheibe kann einstückig
mit der Zwischenwelle ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer elektrischen Kettenwindenanordnung gemäss
einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine vergrösserte Schnittansicht
der Kettenwindenanordnung gemäss Fig. 1, die eine Zwischenzahnradübertragungsvorrichtung
mit Drehmomentbegrenzer darstellt, Fig. 3 eine Vorderansicht, welche die Kugelkörper
und den Nockenhalter darstellt, die in einem angetriebenen Zwischenzahnrad der Kettenwindenanordr
gemäss Fig. 1 vorgesehen sind,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie
(IV-IV) der Fig. 3, Fig. 5 eine Schnittansicht eines Drehmomentbegrenzers bei einem
Abwickelvorgang, Fig. 6 eine Schnittansicht einer Zwischenzahnrad-übertragungsvorrichtung,
die einen Drehmomentbegrenzer aufweist, der in einer elektrischen Kettenwindenanordnung
gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und Fig. 7 eine
Schnittansicht einer Zahnradübertragungsvorrichtung mit einem Drehmomentbegrenzer,
der in einer elektrischen Kettenwindenanordnung gemäss einer dritten Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
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Die Fig. 1 bis 5 stellen eine erste Ausführungsform der Erfindung
dar. Ein Ende einer Antriebswelle (3) ist über eine Kupplung mit einer umlaufenden
Welle (2) eines Elektromotors (1) verbunden. Das andere Ende der Antriebswelle (3)
ist mittels eines Lagers in einem Getriebegehäuse (21) gelagert und ist mit einem
angetriebenen Zahnrad (4) mit=kleinem Durchmesser ausgestattet. Eine hohle angetriebene
Welle (6) ist
drehbar auf der angetriebenen Welle (3) zwischen
dem Antriebszahnrad (4) und der Kupplung aufgebracht und ist einstückig mit einer
Laststrangscheibe (5) zur Aufnahme einer (nicht dargesellten) Lastkette ausgebildet.
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Ferner ist ein angetriebenes Zahnrad (7) mit grossem Durchmesser an
einem Ende der hohlen angetriebenen Welle an der Seite des angetriebenen Zahnrades
(4) befestigt.
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Eine Zwischenwelle (10) aus Stahl wird durch Lager (22, 23) im Getriebegehäuse
(21) parallel zum Antriebszahnrad (4) der Antriebswelle (3) gelagert. Die Zwischenwelle
(10) ist an ihrem einen Ende mit einem Zwischenritzel (9) ausgestattet, das zum
Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad (7) bestimmt ist. Ein Haltering (Fig. 2)
aus Stahl ist auf der Zwischenwelle (10) aufgebracht und erfasst ein Ende des angetriebenen
Zwi schenzahn rades (9); der Haltering (24) ist ferner in eine Mittelöffnung eines
Halteelementes (11) eingepasst, das als tellerförmige, aus Federstahl hergestellte
Feder ausgebildet ist. Ferner ist ein aus Stahl bestehender Andruckring (25) auf
das andere Ende der Zwischenwelle (10) aufgebracht, damit er das Lager t23) erfasst,
und er ist ferner in eine Mittelöffnung eines Andruckelementes (12) eingesetzt,
das als tellerförmige Feder aus Federstahl gefertigt ist.
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Ein Nockenhalter (13) aus Stahl ist drehbar und axial verschiebbar
auf einem Mittelabschnitt der Zwischenwelle (10) zwischen dem Halteelement (11)
und dem Andruckelement (12) aufgebracht. Eine Haltescheibe (14) aus Stahl zwischen
dem
Nockenhalter (13) und dem Andruckelement (12) ist auf die Zwischenwelle (10) axial
verschiebbar aber nicht drehbar aufgebracht. Eine Bremsaufnahmescheibe (15) zwischen
dem Nockenhalter (13) und dem Halteelement (11) ist ebenfalls axial verschiebbar
aber nicht drehbar auf der Zwischenwelle (10) aufgebracht. Ein zur Bremsung dienendes
Klinkenrad (17) ist mittels einer Lagerhülse (26) drehbar auf einem Vorsprung der
Bremsaufnahmescheibe (15) aufgebracht. Eine zum Bremsen dienende Klinke (16) (Fig.
1) ist schwenkbar am Getriebegehäuse befestigt und wird mittels einer (nicht dargestellten)
Feder in Eingriff mit dem Klinkenrad (17) gebracht.
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Ein angetriebenes Zwischenzahnrad (8) ist am Aussenumfang des Nockenhalters
(13) axial verschiebbar aber nicht relativ dazu drehbar aufgebracht. Reibungsplatten
(27, 28) sind an den Seitenflächen des angetriebenen Zwischenzahnrades (8) jeweils
durch Schweissen, Kleben oder dergleichen befestigt. Eine Reibungsplatte (29) (Fig.
2) zwischen dem Klinken rad (17) und einem Flansch der Bremsaufnahmescheibe (15)
ist an einer Seitenfläche des Klinkenrades (17) mittels eines Klebstoffs befestigt.
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Der Nockenhalter (13) ist an einer Seite der Bremsaufnahmescheibe
(15) mit einer Anzahl von Nockenaufnahmenuten (18) ausgestattet, die als umfangsseitige,im
Abstand voneinander liegende Bogenabschnitte ausgebildet sind, die gemäss Fig. 3
konzentrisch zur Zwischenwelle (10) liegen. Jede Nockenaufnahmenut (18) hat einen
geneigten Boden, womit die Tiefe der Nut verändert wird, und nimmt ein zur Lösung
der Bremse di-enendes Nockenelement (19) auf, das
bei dieser Ausführungsform
als Stahlkugel ausgebildet ist. Ferner ist der Nockenhalter (13) an einer Seite
der Haltescheibe (14) mit einer Anzahl von Ausnehmungen (30) ausgestattet, die umfangsseitig
im Abstand voneinander auf einem Kreisbogen liegen, der konzentrisch zur Zwischenwelle
(10) angeordnet ist, und die zur Aufnahme von Stahlkugeln (31) dienen.
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Ein Andruckkragen (32) aus Stahl ist am anderen Ende der Zwischenwelle
(10) aufgebracht und liegt mit einem Ende am Lager (23) an. Ein bldichtungsring
liegt zwischen dem Andruckkragen (32) und einer Wand des Getriebegehäuses (21),
das das Lager (23) aufnimmt.
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Ein 0-Ring (34) ist in eine Ringnut in der Zwischenwelle (10) innerhalb
des Andruckkragens (32) eingesetzt. Ein Aussengewindeabschnitt (35) am anderen Ende
der Zwischenwelle (10) erstreckt sich vom Getriebegehäuse (21) nach aussen. Eine
Einstellmutter (20) ist auf dem Aussengewindeabschnitt (35) der Zwischenwelle (10)
ausserhalb des Getriebegehäuses (21) aufgeschraubt und erfasst gleichzeitig das
andere Ende des Andruckkragens (32). Die Anzugskraft der Einstellmutter (20) wirkt
über den Andruckkragen (32) auf den Mittelabschnitt des Andruckelementes (12), das
Lager (23) und den Andruckring (25),um die Haltescheibe (14), das angetriebene Zwischenzahnrad
(8), das Klinkenrad (17), den Flansch der Bremsaufnahmescheibe (15) und die dazwischen
liegenden Reibungsplatten (27, 28, 29) mit Hilfe des Halteelementes (11) und des
Andruckelementes (12) festzuklemmen.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein Drehmomentbegrenzer durch das
Andruckelement (12) und das Halteelement (11) und das angetriebene Zwischenzahnrad
(8), die Haltescheibe (14), die Bremsaufnahmescheibe (15), das Klinkenrad (17) und
die zwischen den Elementen (12, 11) liegenden Reibungsplatten (27, 28, 29) gebildet.
Ferner wird eine mechanische Bremsvorrichtung, die ein Abfallen der Last verhindert,
durch das Klinkenrad (17) gebildet, das durch die Haltescheibe (14), die Bremsaufnahmescheibe
(15), das angetriebene Zwischenzahnrad (8) und die Reibungsplatten mittels der Federkräfte
des Haltelementes (11) und des Andruckelementes (12) gebildet wird, sowie die Klinke
(16), die zum Eingriff mit dem Klinken rad (17) dient, den Nockenhalter (13) mit
Nockenaufnahmenuten (18) und die zur Lösung der Bremse dienenden Nockenelemente
(19).
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Zur Einstellung des übertragungsdrehmomentes des Drehmomentbegrenzers
nach Montage der elektrischen Kettenwindenanordnung wird lediglich die Einstellmutter
(20) ausserhalb des Getriebegehäuses verdreht, nachdem eine (nicht dargestellte)
Haube für die elektrische Anlage entfernt wurde, ohne dass eine Demontage der elektrischen
Kettenwindenanordnung erforderlich ist.
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Die Betriebsweise der elektrischen Kettenwindenanordnung gemäss der
vorausgehend erläuterten Ausführungsform wird nunmehr beschrieben.
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Wird die Antriebswelle (3) mittels eines Elektromotors (1) in Richtung
eines Aufwickelvorganges gedreht, so
wird der Nockenhalter (13)
durch das Antriebszahnrad (4) und das angetriebene Zwischenzahnrad (8) in der durch
den Pfeil (A) in Fig. 4 angetriebenen Richtung gedreht. Die zur Freigabe der Bremse
dienenden Nockenelemente (19) liegen deshalb in tieferen Positionen in den Nockenaufnahmenuten
(18), so dass das angetriebene Zwischenzahnrad (8), die Ha ltescheibe (14), das
Klinkenrad (17), die Bremsaufnahmescheibe (15) und die Reibungsplatten (27, 28,
29) mit der voreingestellten Klemmkraft festgeklemmt werden. Entsprechend wird die
Drehung der angetriebenen Zwischenwelle (8) über die Haltescheibe (14) und die Bremsaufnahmescheibe
(15) an die Zwischenwelle (10) und anschliessend über das angetriebene Zwischenzahnrad
(9), das angetriebene Zahnrad (7) und die angetriebene Zwischenwelle (6) auf die
Last strang scheibe (5) übertragen, wodurch ein Aufwickelvorgang innerhalb des durch
den Drehmomentbegrenzer eingestellten Drehmomentes erfolgt.
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Wird die Antriebswelle (3) durch den Elektromotor (1) in Richtung
eines Abwickelvorganges angetrieben, so wird der Nockenhalter (13) in umgekehrter
Richtung gedreht, d.h. in der in Fig. 4 durch den Pfeil (B) dargestellten Richtung.
Entsprechend werden die zur Freigabe der Bremse dienenden Nockenelemente (19) in
die höher liegenden Positionen in den Nockenaufnahmenuten (18) bewegt, so dass sie
sich höher von den Seitenflächen des Nockenhalters (13) weg erstrecken, womit der
Nockenhalter (13) und die Bremsaufnahmescheibe (15) sich durch die Ausdehnungswirkung
der zur Freigabe der Bremse dienenden Nockenelemente (19) gemäss Fig. 5 voneinander
weg
bewegen. Infolgedessen wird die mechanische Bremsanordnung
freigegeben, so dass das Zwischenantriebszahnrad (9) über die Laststrangscheibe
(5) und das angetriebene Zahnrad (7) infolge des Gewichtes der Last schneller als
die vom Motor (1) erzielte Drehzahl gedreht wird.
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Jedoch führt eine Drehung des Zwischenantriebszahnrades (9) zu einem
Klemmen der mechanischen Bremsanordnung, so dass der Abwickelvorgang mit einer Geschwindigkeit
durchgeführt wird, die im wesentlichen gleich gross wie oder in der Nähe der vom
Motor als Folge der Wiederholung der Freigabe und des Anziehens der Bremsanordnung
erzielten Geschwindigkeit liegt.
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Wird der Elektromotor (1) abgeschaltet, nachdem die Last auf eine
gewünschte Höhe angehoben oder abgesenkt wurde, so neigt die übertragungsvorrichtung
der Kettenwindenanordnung dazu, sich unter dem Gewicht der Last in entgegengesetzter
Richtung zu drehen, jedoch wird durch eine derartige Drehung die mechanische Bremsanordnung
in einen einheitlichen Körper verklemmt und nach dem Festklemmen der Bremse wird
eine weitere Drehung durch die Klinke (16) und das Klinkenrad (17) verhindert.
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Fig. 6 stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar. Diese
Kettenwindenanordnung ist im wesentlichen identisch mit jener der ersten Ausführungsform,
mit Ausnahme des Umstandes, dass der Nockenhalter (13) einstückig mit einem angetriebenen
Zwischenzahnrad ausgebildet ist und keine Ausnehmungen (30) und Stahlkugeln (31)
aufweist.
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Fig. 7 stellt eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar, deren
Kettenwindenanordnung im wesentlichen ähnlich jener der ersten Ausführungsform ausgebildet
ist, mit Ausnahme des Umstandes, dass die Zwischenwelle (10) einstückig mit einer
Laststrangscheibe (5) ausgebildet ist, um die hohle angetriebene Welle (6), das
angetriebene Zahnrad (7) und das Zwischenantriebszahnrad (9) zu eliminieren.
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Bei der Ausführung der Erfindung braucht nur das Halteelement (11)
oder das Andruckelement (12) aus einer tellerförmigen Feder aus Federstahl zu bestehen.
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Die Haltescheibe (14) kann zwischen dem Halteelement (11) und dem
angetriebenen Zwischenzahnrad (8) mit dem darin angeordneten Nockenhalter (13) angeordnet
sein, und die Bremsaufnahmescheibe (15) und das Klinkenrad (17) können zwischen
dem angetriebenen Zwischenzahnrad (8) und dem Andruckelement (12) liegen.
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Anstelle der zur Lösung der Bremse dienenden Nockenelemente (19) können
keilförmige Schuhe mit Schrägflächen, die den geneigten Bodenflächen der Nockenaufnahmenuten
(18) entsprechen, verwendet werden.
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Ferner können statt der Tellerfedern andere Federn als Halteelement
(11) und Andruckelement (12) verwendet werden.
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Wie sich aus der vorausgehenden Erläuterung ergibt, umfasst die elektrische
Kettenwindenanordnung gemäss der Erfindung eine Zwischenwelle (10), die parallel
zu einer Antriebswelle (3) liegt, einen Nockenhalter
(13), der
im Inneren eines angetriebenen Zwischenzahnrades (8) liegt, eine Haltescheibe (14)
und eine Bremsaufnahmescheibe (15), die mit einem Klinkenrad (17) ausgestattet ist,
das auf der Zwischenwelle (10) zwischen dem auf der Zwischenwelle (10) verankerten
Halteelement (11) und dem auf der Zwischenwelle (10) aufgebrachten Andruckelement
(12) sitzt, wobei mindestens eines der Elemente (11, 12) durch eine Feder gebildet
wird, und zur Freigabe der Bremse dienende Nockenelemente (19) sich in Nockenaufnahmenuten
(1() befinden, die im Nockenhalter (13) vorgesehen sind. Dieser Aufbau der Kettenwinde
vereinfacht die Untersetzungsgetriebeanordnung, die einen Drehmomentbegrenzer und
eine mechanische Bremsanordnung für die elektrische Kettenwindenanordnung aufweist,
und macht die Herstellung der Kettenwindenanordnung einfach. Darüber hinaus ist
eine Einstellmutter (20) auf das herausragende Ende der Zwischenwelle (10) aufgeschraubt
und dient zur Einstellung der Andruckkraft des Andruckelementes (12), so dass das
übertragungsdrehmoment des Drehmomentbegrenzers leicht verstellt werden kann, indem
lediglich die Einstellmutter (20) ausserhalb des Getriebegehäuses verdreht wird,
nachdem die Untersetzungsgetriebeanordnung einschliesslich des Drehmomentbegrenzers
und der mechanischen Bremsvorrichtung zusammengebaut wurde.
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Während die Erfindung vorausgehend unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass
weitere änderungen möglich sind, und diese werden im Rahmen der anliegenden Ansprüche
von der Erfindung mit umfasst.
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