DE4413717C2 - Hubwerk - Google Patents

Description

Wenn an das Lastaufnahmemittel eines Hubwerks Kräfte angreifen, die größer sind als diejenigen Kräfte, für die das Hubwerk dimensioniert ist, können gefährliche Be­ triebszustände eintreten, die bis zu Unfällen führen können. Solche gefährlichen Zustände werden ausgelöst, wenn sich das Lastaufnahmemittel beispielsweise an orts­ festen Teilen verhakt oder versehentlich Lasten gehoben werden sollen, die größer sind als die zulässige Maximal­ last.

Eine Möglichkeit, solchen gefährlichen Zuständen zu begegnen, besteht darin, zwischen dem Antriebsmotor und dem Lastaufnahmemittel im Getriebe eine Rutschkupplung anzuordnen, mit deren Hilfe das vom Motor auf das Last­ aufnahmemittel übertragene Drehmoment auf ungefährliche Werte begrenzt wird. Derartige Rutschkupplungen haben den Vorteil, daß sie unterhalb der Grenzlast verlustfrei arbeiten und verhältnismäßig steilflankig beim Erreichen der Grenzlast das maximal zu übertragende Drehmoment beschneiden. Eine andere Möglichkeit, gefährliche Be­ triebszustände wegen Überlastung zu verhindern, besteht in der Verwendung von Kraftmeßeinrichtungen, die in die Motorsteuerung eingreifen und den Motorstrom unterbrechen, wenn die Hakenlast die zulässige maximale Grenzlast über­ schreitet.

Aus der EP-A-0 042801 ist eine Lastmeßeinrichtung bekannt, die hierzu die Axialkraft auswertet, die an den Achsen von schrägverzahnten Zahnrädern auftreten. Die bekannte Anordnung umfaßt eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Seiltrommel, die drehfest mit einer Ausgangs­ welle eines Zahnradgetriebes gekuppelt ist, das über einen Elektromotor angetrieben wird. Sämtliche Zahnräder des Getriebes einschließlich einer Vorgelegewelle sind schräg­ verzahnt. Mit Ausnahme der Vorgelegewelle sind alle übri­ gen Wellen axial unverschieblich. Die axial verschiebliche Vorgelegewelle wird mittels eines Tellerfederpaketes in eine Endstellung vorgespannt. Aufgrund der beim Übertragen eines Drehmomentes im Sinne des Anhebens der Last auf­ tretenden Axialkraft wird die Vorgelegewelle gegen die Wirkung der Federn verschoben. Die auftretende Verschie­ bung wird mit Hilfe einer Meßeinrichtung erfaßt, um daraus ein Signal zum Abschalten des Motors zu erhalten.

Bei dieser Anordnung sind außerhalb des Getriebege­ häuses keine getrennten Kraftmeßmittel erforderlich, was die Verdrahtung des Seilzugs wesentlich vereinfacht. Der Seilzug kann an jeder beliebigen Stelle installiert werden und die Überlastsicherung bleibt unabhängig vom Aufstell- oder Befestigungsort funktionsfähig.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hubwerk für Hebezeug zu schaffen, das nur einen sehr kleinen axialen Hub der betreffend axial verschieblichen Welle oder Achse erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Hubwerk mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Da bei der neuen Lösung ein Permanentmagnet in Ver­ bindung mit einer magnetfeldempfindlichen Einrichtung verwendet wird, ist die magnetische Feldstärke am Ort des Permanentmagneten verhältnismäßig groß verglichen mit Störmagnetfeldern, die schön allein wegen des angeschlos­ senen Elektromotors entstehen. Das große Nutzfeld gewähr­ leistet eine vergleichsweise große Empfindlichkeit, selbst dann, wenn nur eine geringe Relativbewegung zwischen den Magneten und der magnetempfindlichen Einrichtung auftritt. Dadurch wird es andererseits möglich, mit einer geringen Verschiebbarkeit der betreffenden Welle auszukommen, so daß zu deren Lagerung handelsübliche, axial verschiebliche Zylinderrollenlager eingesetzt werden können. Es besteht nicht die Gefahr, daß bei der Verschiebung der betreffen­ den Achse oder Welle die Zylinderrollen von der entspre­ chenden Lauffläche teilweise freikommen.

Die rotationssymmetrische Magnetisierung des Magneten trägt ebenfalls zur Erhöhung der Empfindlichkeit bzw. der Vereinfachung der Montage bei, weil auf keine spezielle Einbaulage geachtet werden muß. Es genügt, den Magneten mit einer entsprechenden Fläche auf dem Zapfen zu befesti­ gen. Andererseits ermöglicht die rotationssymmetrische Magnetisierung die Verwendung eines Zapfens, der mit der Welle selbst rotiert, wodurch zusätzliche mechanische Übertragungsglieder zum übertragen der Achse, eine Ver­ schiebung der Achse oder Welle auf den Zapfen eingespart werden können.

Besonders einfach wird das Getriebe, wenn das betref­ fende Zahnrad mit der betreffenden Achse oder Welle ein­ stückig ist.

Um die über das Getriebe übertragene Kraft zu erfas­ sen, kann auch eine Achse oder Welle verwendet werden, die zusätzlich ein weiteres Zahnrad trägt. Auch ein einzelnes Losrad, das keine Übersetzungsstufe darstellt, kann zur Kraftmessung herangezogen werden.

Wenn der Zapfen mit der Welle umläuft, ist zweckmäßi­ gerweise das toroidförmige rotationssymmetrische Magnet­ feld im Raum koaxial zu der Rotationsachse der betreffen­ den Welle oder Achse. Um Meßfehler zu eliminieren, die durch einen Seitenschlag des betreffenden Magnetfeldes hervorgerufen werden, kann die magnetfeldempfindliche Ein­ richtung zweiteilig ausgeführt sein, wobei die beiden Teile bezüglich der Rotationsachse der betreffenden Welle oder Achse diametral angeordnet sind.

Falls eine einseitig angeordnete magnetfeldemp­ findliche Einrichtung bevorzugt wird, ist der Zapfen zweckmäßigerweise nur längsverschieblich geführt und im übrigen drehfest. Dies kann erreicht werden, wenn der Zapfen an einem Plunger- oder Tauchkolben ausgebildet ist, der längsverschieblich, jedoch drehfest, in dem Gehäuse geführt ist.

Um auf einfache Weise den Arbeitspunkt einzustellen, befindet sich zweckmäßigerweise die magnetfeldempfindliche Einrichtung in einem Zwischengehäuse, das im Bereich des betreffenden Zapfens in das Gehäuse des Hubwerks einge­ schraubt ist. Mittels einer an dem Zwischengehäuse vor­ gesehenen Schneckenradverzahnung läßt sich das Zwischenge­ häuse über eine in die Schneckenradverzahnung eingreifende Schnecke, die an dem Gehäuse ortsfest gelagert ist, belie­ big verstellen. Außerdem kann das Zwischengehäuse zur Lagerung des Plungers dienen, womit ein vergleichsweise kleines Bauteil bereitsteht, das ohne weiteres mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden kann, damit der Plunger weitgehend spielfrei geführt werden kann.

Abdichtungsprobleme werden vermieden, wenn die ma­ gnetfeldempfindliche Einrichtung und der Magnet durch eine Trennwand voneinander getrennt sind. Das Getriebegehäuse bleibt auf diese Weise hermetisch geschlossen und es werden keine zusätzlichen Dichtungen benötigt, die zu einer zusätzlichen Hysterese der Bewegung des Zapfens in Axialrichtung führen könnten.

Eine Übertragung der axialen Vorspannkräfte über das Zylinderrollen- oder Nadellager wird vermieden, wenn die Vorspanneinrichtung ein Hochschulterlager aufweist, dessen Innenlagerring auf der Achse oder Welle längsverschieblich geführt und zwischen einer Anlagefläche in der Achse oder Welle und Federgliedern eingespannt ist, während der Außenlagerring an einem in dem Gehäuse ortsfesten Anschlag abgestützt ist, derart, daß das die Achse oder Welle lagernde Lager frei von durch die Vorspanneinrichtung hervorgerufenen Axialkräfte ist.

Die Auswertung der elektrischen Signale wird beson­ ders einfach, wenn, bezogen auf den Leistungsfluß, die Achse oder Welle, deren Axialverschiebung ausgewertet wird, möglichst dicht bei dem Antriebsmotor angeordnet ist, weil in diesem Falle die von einem Radialschlag hervorgerufene Frequenz vergleichsweise hoch ist und sich leichter ausfiltern läßt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Seilzug in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2 das Getriebegehäuse des Seilzugs nach Fig. 1 in einem Querschnitt,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt nach Fig. 2 im Bereich der verschiebbaren Welle,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 3 in einem größeren Maßstab,

Fig. 5 ein elektrisches Prinzipschaltbild für die magnetfeldempfindliche Einrichtung,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Erfas­ sen der axialen Verschiebung der verschiebbaren Getriebe­ welle in einer Darstellung entsprechend Fig. 3 und

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum Erzeu­ gen der axialen Vorspannung für die verschiebbare Getrie­ bewelle in einer Darstellung ähnlich Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Seilzug 1 als Beispiel für ein Hubwerk. Der Seilzug 1 weist ein an seiner Unterseite 2 offenes längliches Seilzuggehäuse 3 auf, in dem eine mit Seilrillen 4 versehene Trommel 5 drehbar gelagert ist. Auf der Seiltrommel 5 ist ein Stahlseil 6 aufgewickelt.

Zum Antrieb der Seiltrommel 5 ist an einer Stirnseite 7 des Seilzuggehäuses 3 ein Getriebegehäuse 8 ange­ flanscht, das auf seiner von der Stirnseite 7 abliegenden Stirnseite 9 einen als Antriebsmotor dienenden Drehstrom­ motor 11 trägt.

An einer der Stirnseite 7 gegenüberliegenden Stirn­ seite 12 befindet sich ein Schaltkasten 13, in dem An­ schlußklemmen und Steuerschütze für den Antriebsmotor 11 untergebracht sind.

Das in dem Getriebegehäuse 8 befindliche Getriebe ist ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe und es enthält, wie der Schnitt gemäß Fig. 2 zeigt, wenigstens zwei Vorgelege­ wellen 14 und 15, wobei die Vorgelegewelle 15 jene Vor­ gelegewelle ist, die ein Zahnrad 16 trägt, das unmittelbar mit einem nicht veranschaulichten Motorritzel kämmt. Ein mit der Vorgelegewelle 15 einstückiges und somit drehfest mit dem Zahnrad 16 verbundenes Ritzel 17 kämmt mit einem Zahnrad 18, das drehfest auf der Vorgelegewelle 14 an­ geordnet ist. Die Vorgelegewelle 14 ist mit einem ein­ stückigen Ritzel 19 versehen, über das ein mit der Seil­ trommel 5 drehfest und nicht dargestelltes Zahnrad ange­ trieben wird.

Schrägverzahnte Zahnräder erzeugen bekanntermaßen eine Axialkraft, die von dem Schrägungswinkel der Ver­ zahnung abhängig und der Kraft proportional ist, die am Teilkreisdurchmesser des betreffenden Zahnrades angreift. Deswegen läßt sich diese Axialkraft zur Messung der Seil­ kraft, die an dem Seil 6 angreift, heranziehen. Es tritt zwar an den Zahnflanken der miteinander in Eingriff ste­ henden Zahnräder eine Reibung auf, die jedoch das Meß­ ergebnis dann nicht verfälscht, wenn sich die miteinander in Eingriff befindlichen Teile drehen. Im rotierenden Zustand kann das Meßergebnis im Rahmen der zulässigen Toleranzen als hysteresefrei angenommen werden, d. h. es wird durch die auftretende Reibung nicht über das zulässi­ ge Maß verfälscht.

Vorzugsweise liegt deswegen die zur Messung herange­ zogene Achse oder Welle des Getriebes aus der Sicht des Leistungsflusses so dicht wie möglich an dem Antriebsmotor 11. Hier treten die größten Drehzahlen auf und die betref­ fende Welle vermag sich am schnellsten in eine der an­ greifenden Kraft proportionale Position bewegen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist deswegen die Vorgelege­ welle 15 axial verschieblich gelagert, wie dies im einzel­ nen anhand von Fig. 3 erläutert ist.

Das Getriebegehäuse 8 enthält zwei miteinander fluch­ tende Lagerbohrungen 19 und 21, in denen Zylinderrollen­ lager 22 und 23 sitzen, deren Innenlagerring 24 bzw. 25 auf entsprechenden Zapfen und- Wellenabschnitten 26 bzw. 27 stecken. Die Zylinderrollenlager 22 und 23 gestatten der Vorgelegewelle 15 einen geringfügigen Axialhub von ca. 1 bis 2 mm. Sie sind so eingebaut, daß ihr an dem Innen­ lagerring 24 oder 25 befindlicher Anlaufbund dem Ritzel 17 zugekehrt ist.

Mit Hilfe einer Vorspanneinrichtung 28 ist die Vor­ gelegewelle, bezogen auf Fig. 3, nach rechts zu vorge­ spannt, so daß der Innenlagerring 25 mit seinem Bund an den Kranz aus Zylinderrollen 29 anliegt, während an der betreffenden Stelle des Zylinderrollenlagers 22 ein ent­ sprechend großer Spalt 31 vorhanden ist.

Die Axialbewegung der Vorgelegewelle 15 wird mit Hilfe einer ortsfesten magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 erfaßt.

Um die gewünschte Vorspannung zu erzeugen, ist fol­ gender Aufbau vorgesehen:

Die Lagerbohrung 21 ist eine Stufenbohrung mit einem vergrößerten Abschnitt 33, der an einer Schulter 34 in einen zylindrischen Abschnitt 35 übergeht, der durch eine entsprechende Gehäusewand 36 nach außen führt. In die so ausgebildete Stufenbohrung 21 ragt die Vorgelegewelle 15 mit ihrem Abschnitt 27, einem an den Abschnitt 27 nach außen zu sich anschließenden Abschnitt 37, dem ein mit einem Außengewinde 38 versehener Abschnitt 39 mit kleine­ rem Durchmesser folgt. Den letzten Abschnitt auf dieser Seite der Vorgelegewelle 15 bildet schließlich ein zylin­ drischer Abschnitt 41, der jedoch noch innerhalb des Bohrungsabschnittes 35 liegt.

Wie bereits erwähnt, sitzt auf dem Wellenabschnitt 27 der Innenlagerring 25, und zwar so, daß er sich mit seinem Bund an einer Schulter 42 der Vorgelegewelle 15 abstützen kann. Der Außenlagerring des Zylinderrollenlagers 23 liegt an einer Stützscheibe 43 an, die sich zwischen dem betref­ fenden Außenlagerring und der Schulter 34 befindet. Mit­ tels eines in eine entsprechende Nut in dem Bohrungsab­ schnitt 33 eingesetzten Sprengrings 44 ist der Außenlager­ ring des Zylinderrollenlagers 23 axial nahezu spielfrei gesichert.

An der von dem Zylinderrollenlager 23 abliegenden Seite der Stützscheibe 43 stößt eine ringförmige Tellerfe­ der 45 mit ihrem äußeren Rand an. Durch die Tellerfeder 45 führt der Wellenabschnitt 37 hindurch, auf dem ein Druck­ kugellager 46 angeordnet ist. Das Widerlager für das Druckkugellager 46 bildet eine Mutter 47, die auf den mit dem Gewinde 38 versehenen Wellenabschnitt 39 aufgeschraubt ist. Die Mutter 47 ist mit einer zylindrisch glatten Außenfläche 48 versehen, auf der eine Lippendichtung 49 dichtend aufliegt.

Infolge der Tellerfeder 45 wird die Vorgelegewelle 15 nach rechts verschoben, soweit, bis, wie bereits erwähnt, die Schulter des Innenlagerringes 25 gegen die betreffende Stirnseite der Zylinderrollen 29 anstößt. Die Vorspann­ kraft wird mit Hilfe der Tellerfeder 45 und der Mutter 47 eingestellt. Wenn sich die Vorgelegewelle 15 in Umdrehun­ gen befindet, bleibt die Tellerfeder 45 stehen und die Relativbewegung zwischen der Tellerfeder 45 und der Mutter 48 wird von dem Druckkugellager 46 aufgenommen.

In dem Bohrungsabschnitt 45 ist eine Büchse 51 eingesteckt soweit, bis ihr nach außen radial wegstehender Flansch 52 flach auf einer entsprechenden Fläche an der Außenseite der Wand 36 aufliegt. Mittels Schrauben 53, die durch den Flansch 52 hindurchführen und in Gewindeboh­ rungen 54 eingedreht sind, wird die Büchse 51 in dem Bohrungsabschnitt 35 festgehalten. Mit Hilfe von Dichtun­ gen ist die Büchse 51 gegen den Bohrungsabschnitt 35 abgedichtet.

Durch die Büchse 51 führt eine mehrere Abschnitte aufweisende Stufenbohrung 55 hindurch. In einem Abschnitt der Stufenbohrung 55 ist die bereits erwähnte Lippendich­ tung 49 angeordnet, während ein anderer Abschnitt, der weiter außen liegt, mit einem Innengewinde 56 versehen ist. In dieses Innengewinde 56 ist ein im wesentlichen rohrförmiges Zwischengehäuse 57 eingeschraubt, das, wie die vergrößerte Darstellung in Fig. 4 zeigt, zu diesem Zweck mit einem Außengewinde 58 versehen ist. Der über das Gewinde 58 nach rechts und somit aus der Büchse 51 vor­ stehende Abschnitt ist an seinem zylindrischen Außenumfang mit einer Schneckenradverzahnung 59 versehen, in die eine Schnecke 61 eingreift. Die Schnecke 61 ist mittels Steh­ lagern 62, die auf dem Flansch 52 aufgeschraubt sind, ortsfest auf der Büchse 51 gelagert.

Wie die Fig. 4 weiter erkennen läßt, enthält das Zwischengehäuse 57 eine Trennwand 60, wodurch das Zwi­ schengehäuse 57 in eine innenliegende zylindrische Kammer 63 und eine außenliegende Kammer 64 aufgeteilt ist. In der innenliegenden zylindrischen Kammer 63 ist ein im Quer­ schnitt etwa hutförmiger Kolben oder Plunger 65 axial verschieblich, der mittels zweier in die Trennwand 60 eingesetzter zylindrischer Stifte 66, die durch entspre­ chende, in der Figur nicht weiter erkennbare Nuten in einem radial nach außen wegstehenden Flansch 67 drehfest gesichert ist. An diesem Flansch stützt sich außerdem eine Druckfeder 68 ab, die zwischen dem Flansch 67 und der Trennwand 60 wirkt, um den Kolben 65 nach links zu ver­ schieben. Vor der Montage begrenzt den Hub des Kolbens 65 ein in einer Nut sitzender Sprengring 69. Der Kolben 65 ist zwischen dem Sprengring 69 und der Trennwand 60 frei verschiebbar. Die parallel zu der Achsrichtung sich er­ streckenden und in Bohrungen in der Trennwand 60 einge­ steckten Zylinderstifte 66 verhindern eine Drehbewegung des Kolbens 65.

Der Kolben 65 trägt koaxial einen Zapfen 71, an dessen freiem Ende ein Magnet 72 aufgeklebt ist. Der Magnet 72 hat die Gestalt einer Scheibe, deren Außendurch­ messer etwa dem Außendurchmesser des Zapfens 72 ent­ spricht. Er ist so magnetisiert, daß die eine Polfläche jene Fläche ist, die dem freien Ende des Zapfens 71 be­ nachbart ist, während die andere Polfläche die gegenüber­ liegende Stirnfläche ist. Hierdurch entsteht ein toroid­ förmiges Magnetfeld, das zu der Achse des Zapfens 71 koaxial ist.

Der Zapfen 71 ist wiederum weitgehend koaxial zu der Achse der Vorgelegewelle 15, damit vorhandener Taumel­ schlag zu möglichst wenig Kippbewegungen des Zapfens 71 führt.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, bewegt sich der Zapfen 71 in einer becherförmigen Ausstülpung 73 der Trennwand 72. Die Ausstülpung 73 ragt in die Kammer 64 hinein, damit das.

Magnetfeld des Magneten 72 die neben der Ausstülpung 73 angeordnete magnetfeldempfindliche Einrichtung 32 errei­ chen kann. Hierzu besteht im übrigen das Zwischengehäuse 57, das mit der Trennwand 60 und der becherförmigen Aus­ stülpung 73 einstückig ist, aus einem Material, das den Durchtritt des Magnetfeldes möglichst wenig behindert, beispielsweise Aluminium.

Damit ausschließlich Axialbewegungen der Vorgelege­ welle 15 und keine Radialbewegungen infolge von Lagerluft u. dgl. auf den Kolben 65 und damit den Kolben 71 über­ tragen werden, steckt in einer zu dem Zapfen 71 koaxialen und sich in Richtung auf die Vorgelegewelle 15 öffnenden Bohrung ein kleiner Zylinderzapfen 74 mit einer zu der Achse des Stiftes 74 exakt rechtwinklig geschliffenen Stirnfläche. Diese Stirnfläche liegt an einer Stahlkugel 75 an, die in eine Kegelsenkung in der freien Stirnseite des Wellenabschnittes 41 eingeklebt ist.

Die magnetfeldabhängige Einrichtung 32 ist ein inte­ grierter Baustein, in dem, wie Fig. 5 erkennen läßt, ins­ gesamt vier Feldplatten 76 zu einer Brücke zusammenge­ schaltet sind. Ein Anschluß 77 der Brücke ist mit der positiven Versorgungsspannung verbunden, während ein anderer Anschluß 78 an einer Schaltungsmasse liegt. Der Brückenzweig ist mit seinen Anschlüssen 79 und 81 mit Eingängen 82, 83 eines Vorverstärkers 84 verbunden, von dem zwei erdfreie Leitungen 85 abgehen.

Die Brücke aus den Feldplatten 76 sowie der Vorver­ stärker 84 sind auf einer Leiterplatte 86 angeordnet, die in entsprechenden Aufnahmenuten der Kammer 64 steckt. Über die Leitungen 85 ist der Vorverstärker 84 mit einer Mikro­ prozessoreinrichtung verbunden, die dazu dient, die von der magnetfeldempfindlichen Einrichtung 32 kommenden Signale auszuwerten.

Die insoweit beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Wenn der Antriebsmotor 11 im Sinne eines Anhebens der Last in Gang gesetzt wird, entsteht bei der Vorgelegewelle 15 ein Drehmoment. Dieses Drehmoment führt an dem Ritzel 17 zu einer Umfangskraft, die infolge der schrägen Ver­ zahnung des Ritzels 17 eine Kraft in Achsrichtung der Vorgelegewelle 15 hervorruft. Die Schrägung ist so ge­ wählt, daß die Axialkraft, bezogen auf Fig. 3, nach links gerichtet ist, wenn die Last angehoben wird.

Da die Tellerfeder bereits in dem Ruhezustand gemäß den Fig. 3 und 4 vorgespannt ist, behält die Vorgelegewel­ le 15 beim Anheben von Lasten, die deutlich kleiner sind als eine vorgegebene Grenzlast, ihre axiale Ruhelage bei. Sie rotiert in dieser Betriebsstellung, in der die Vor­ gelegewelle 15 am weitesten in Richtung auf das Zwischen­ gehäuse 57 verschoben ist. Beim Anheben von Lasten knapp unterhalb der Grenzlast sind die Vorspannkraft der vor­ gespannten Tellerfeder 45 und die in der entgegengesetzten Richtung wirkende Axialkraft gleich. Die Kraft zwischen den Zylinderrollen 29 und dem radial nach außen wegstehen­ den Bund des Innenlagerringes 25 verschwindet.

Wird eine noch größere Last an das Seil 6 gehängt, wird die Kraft der Feder 45 überwunden und die an der Vorgelegewelle 15 entstehende Axialkraft verschiebt die Vorgelegewelle 15 nach links. In der Folge bewegt sich auch der Zapfen 71 nach links, weil mit Hilfe der Druckfe­ der 68 der Zylinderstift 74 ständig in Anlage an der Stahlkugel 75 gehalten wird. Wegen der Bewegung nach links entsteht eine Relativbewegung zwischen der magnetfeld­ empfindlichen Einrichtung 32 und dem von dem Magneten 72 erzeugten toroidförmigen Magnetfeld. Diese Magnetfeld­ änderung wird von den Feldplatten 76 erfaßt, in einen der Änderung entsprechendes Spannungs- oder Stromsignal umge­ wandelt, das von dem Verstärker 84 verstärkt wird. Über die Leitung 85 gelangt es zu einem nicht weiter gezeigten Mikroprozessor, der die Änderung der Amplitude dieses Analogsignales auswertet und einen Steuerbefehl zum Ab­ schalten des Antriebsmotors 11 abgibt. Der Antriebsmotor 11 kann dann bei Überlast nur noch in der entgegengesetz­ ten Richtung im Sinne eines Absenkens der Last eingeschal­ tet werden.

Wegen des toroidförmigen Magnetfeldes brauchen keine besonderen Vorkehrungen beim Einbau des Magneten 72 be­ achtet werden. Es genügt, wenn der scheibenförmige Magnet 72 einigermaßen zentrisch auf das freie Ende des Zapfens 71 aufgeklebt wird. Außerdem ist keine besonders exakte Bearbeitung oder ein besonders eng toleriertes Spiel des Zapfens 71 in der becherartigen Ausstülpung 73 erforder­ lich. Selbst bei nicht exakter Bearbeitung der freien Stirnfläche des Wellenabschnittes 41 können praktisch keine Kippkräfte in den Zapfen 71 eingeleitet werden, die zu einer Änderung der Magnetfeldstärke am Ort der magnet­ feldempfindlichen Einrichtung 32 führen könnten. Lediglich axiale Verschiebungen der Welle 15 rufen solche Feldstär­ keänderungen hervor.

Die beginnende Überlastsituation soll bereits erkannt werden, noch bevor der Spalt 31 bei dem gegenüberliegenden Lager 22 vollständig geschlossen ist. Um dies sicherzu­ stellen, muß die Lage der magnetfeldempfindlichen Einri­ chtung 32 relativ zu dem Magneten 72 einjustiert werden. Dies geschieht durch Drehen der Schnecke 61, wodurch das Zwischengehäuse 57 in dem Gewinde 56 gedreht wird, um es entweder näher zu der Vorgelegewelle 15 hinzubringen oder es von dem Gehäuse wegzubringen. Da sich bei dieser Ein­ stellung die Lage des Magneten 72, der über den Zapfen 71 und den Stift 74 sowie die Kugel 75 fest an der Vorgelege­ welle 15 abgestützt ist, nicht ändert, andererseits aber die magnetfeldempfindliche Einrichtung 32 sich mit dem Zwischengehäuse 57 in axialer Richtung bewegt, kommt die gewünschte Einstellung zustande.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Zapfen 71 integraler Bestandteil der Vorgelegewel­ le 15 ist. Hierdurch können der Kolben 65 und die Stahlku­ gel 75 entfallen. Die Vorgelegewelle 15 ragt somit mit ihrem einstückig angeformten Zapfen 71 unmittelbar in die becherartige Ausstülpung 73 hinein. Weil bei der Montage nicht gewährleistet werden kann, daß das toroidförmige Magnetfeld des Magneten 72 exakt koaxial zu der Drehachse der Vorgelegewelle 15 ist, entsteht bei der Drehung der Vorgelegewelle 15 immer auch ein mehr oder weniger großer Radialschlag des Magnetfeldes, was am Ort der magnetfeld­ empfindlichen Einrichtung 32 zu einer Feldstärkeänderung führt, die eine Axialbewegung der Vorgelegewelle 15 vor­ täuschen könnte. Um solche Auswirkungen zu beseitigen, sitzen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 auf der Leiterplatte 86 zwei magnetfeldempfindliche Einrichtungen 32 und 32′, die sich bezüglich der Rotationsachse des scheibenförmigen Magneten 72 gegenüberliegen. Bei ent­ sprechender Addition der von beiden magnetfeldempfindli­ chen Einrichtungen 32 und 32′ abgegebenen Signale kann der durch den Radialschlag des Magnetfeldes hervorgerufene Fehler weitgehend auf elektrische Weise eliminiert werden.

Im übrigen ist der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 derselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4, weshalb insoweit dieselben Bezugszeichen eingetragen sind.

Bei den vorherigen Ausführungsbeispielen nehmen die Vorspannkraft der Tellerfeder 45 die Zylinderrollen 29 auf, die sich hierzu einerseits an dem Bund des Innen­ lagerringes 25 und an dem schräg gegenüberliegenden Bund des Außenlagerringes 23 abstützen. Die Folge ist ein Kippmoment bei den Zylinderrollen 29 um deren Querachse. Wenn keine Verkürzung der Lebensdauer des Zylinderrollen­ lagers 25 in Kauf genommen werden soll, wird die zulässige Vorspannkraft durch die Tellerfeder 45 durch die Radial­ kräfte festgelegt, die an dem Zylinderrollenlager 23 angreifen.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Zylin­ derrollen 29 kippmomentfrei sind. Erreicht wird dies durch die Verwendung eines Hochschulterlagers 91, dessen Außen­ lagerring 92 an der Stützscheibe 43 anliegt. Der Innen­ lagerring 93 sitzt spielfrei auf einer Lagerbüchse 94, die auf dem Wellenabschnitt 37 aufgesteckt ist. Der Innen­ lagerring 93 stößt im Ruhezustand an eine Schulter 95 an der Übergangs stelle zwischen dem Wellenabschnitt 27 und dem Wellenabschnitt 37 an. Ein Paket aus mehreren Tel­ lerfedern 96 liegt zwischen der Mutter 47 und einer Bei­ lagscheibe 97, die an dem Innenlagerring 93 angreift.

Im Ruhezustand liegt der Bund des Innenlagerringes 25 praktisch kräftefrei an der benachbarten Stirnseite der Zylinderrollen 29 an. Die Vorspannkraft des Paketes aus den Tellerfedern 96 wird von dem Innenlagerring 93 aufge­ nommen, der sich unmittelbar an der Schulter 95 abstützt. Diese Schulter 95 liegt in der Ebene, in der der Außen­ lagerring 92 an der Stützscheibe 43 anliegt, womit die von dem Paket aus den Tellerfedern 96 erzeugte Vorspannkraft über den Innenlagerring 93 unmittelbar in die Schulter 95 und von dort in den Wellenabschnitt 37 eingeleitet wird. Das Paket aus den Tellerfedern 96 erzeugt in der Ruhe­ stellung keine nach außen auf das Zylinderrollenlager 23 wirkende Kraft.

Erst, wenn eine nach links, bezogen auf Fig. 7, wirkende Axialkraft bestrebt ist, die Vorgelegewelle 15 nach links zu bewegen, wird die Vorspannkraft der Tel­ lerfedern 96 nach außen sichtbar, weil nun der Innenlager­ ring 93 von der Schulter 95 abgehoben wird. Der Kraftfluß wird quasi von der Schulter 95 auf die Stützscheibe 43 umgeschaltet, und zwar ab dem Augenblick, ab dem der Innenlagerring 93 von der Schulter 95 abhebt.

Im übrigen eignet sich die gezeigte Anordnung auch zur Messung des Lastkollektivs, wenn die Vorspannung durch die Tellerfedern 45 oder 96 so gering gewählt wird, daß auch kleine Lasten am Hakengeschirr zu einer Verschiebung der Vorgelegewelle 15 führen, d. h. die durch das Gewicht des Hakengeschirrs in die Vorgelgewelle eingeleiteten Axial­ kräfte werden gerade eben durch die Vorspannkraft kom­ pensiert.

Claims (27)

1. Hubwerk für Hebezeuge
mit einem Gehäuse (3),
mit einem in dem Gehäuse (3) untergebrachten Getrie­ be, das wenigstens zwei miteinander in Eingriff stehende schräg verzahnte Zahnräder (17, 18) aufweist, von denen wenigstens eines auf einer Achse/Welle (15) axial gesi­ chert sitzt, die zwischen zwei Endstellungen in dem Gehäu­ se (3) längsverschieblich gelagert ist,
mit einer Vorspanneinrichtung (28), um die längs­ verschiebliche Achse/Welle (15) in eine Endstellung vor­ zuspannen,
mit einem mit der Achse/Welle (15) verschieblichen Zapfen (71), der auf seinem freien Ende einen rotations­ symmetrisch magnetisierten Magneten (72) trägt, und
mit einer ortsfesten magnetfeldempfindlichen Ein­ richtung (32), die im Magnetfeld des Magneten (72) an­ geordnet ist, um eine Verschiebung des Magneten (72) und damit eine Verschiebung des auf der längsverschieblichen Achse/Welle (15) sitzenden Zahnrades (17) zu erfassen.

2. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse/Welle (15) mit dem zugehörigen Zahnrad (17) einstückig ist.

3. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schräg verzahnte Zahnrad (17) und ein weiteres Zahnrad (16) auf der Achse/Welle (15) drehfest sitzen.

4. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld des Magneten (72) toroidförmig ist.

5. Hubwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld zu der Achse/Welle (15) koaxial ist.

6. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldempfindliche Einrichtung (32) seitlich neben dem Magneten (72) angeordnet ist.

7. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldempfindliche Einrichtung (32) zweiteilig (32, 32′) ist und daß ein Teil (32) neben einer Seite des Magneten (72) und der andere Teil (32′) diametral gegen­ über angeordnet ist.

8. Hubwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Teile (32, 32′) bezogen auf die Rotations­ achse des Magnetfeldes auf gleicher Höhe befinden.

9. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldempfindliche Einrichtung (32) vier in Brückenschaltung miteinander geschaltete magnetfeldemp­ findliche Elemente (76) aufweist.

10. Hubwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil (32, 32′) der magnetfeldempfindliche Ein­ richtung (32) vier in Brückenschaltung miteinander ge­ schaltete magnetfeldempfindliche Elemente (76) aufweist.

11. Hubwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das magnetfeldempfindliche Element eine Feldplatte (76) ist.

12. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (71) starr mit der Achse/Welle (15) ver­ bunden und zu der Achse/Welle (15) koaxial ist.

13. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (71) von der Achse/Welle (15) getrennt ist, daß der Zapfen (71) in dem Gehäuse (3) längsverschieblich geführt ist und daß der Zapfen (71) mittels einer Vor­ spanneinrichtung (28) in Richtung auf eine Anlage an eine Fläche an der Stirnseite der Achse/Welle (15) vorgespannt ist.

14. Hubwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Achse/Welle (15) und dem Zapfen (71) eine Kugel (75) angeordnet ist.

15. Hubwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zapfen (71) auf einem in dem Gehäuse (3) drehfest längsverschieblich geführten Plunger (65) sitzt.

16. Hubwerk nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Achse/Welle (15) oder in dem Plunger (65) ein mit der Kugel (75) zusammenwirkender Stift (74) mit einer planen Fläche steckt.

17. Hubwerk nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Führung des Zapfens (71) bzw. des Plun­ gers (65) ein Zwischengehäuse (57) vorgesehen ist, das auf seiner zylindrischen Außenumfangsfläche ein Gewinde trägt, mit dem es in ein Gewindebohrung (55) des Gehäuses (3) eingeschraubt ist.

18. Hubwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zwischengehäuse (57) an seiner Außenumfangs­ fläche mit einer Schneckenradverzahnung (59) versehen ist, die mit einer an dem Gehäuse (3) ortsfest gelagerten Schnecke (61) kämmt.

19. Hubwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die magnetfeldempfindliche Einrichtung (32) in dem Zwischengehäuse (57) angeordnet ist.

20. Hubwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zwischengehäuse (57) eine Trennwand (60) enthält, wobei sich auf einer Seite der Trennwand (60) der Zapfen (71) und auf der anderen Seite die magnetfeldem­ findliche Einrichtung (32) befindet.

21. Hubwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die magnetfeldempfindliche Einrichtung (32) an eine elektrische Schaltung (84) angeschlossen ist, und daß zumindest ein Teil (84) der elektrischen Schaltung in dem Zwischengehäuse (57) untergebracht ist.

22. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Hubwerk (1) mit Seil ist und das Getriebe in dem Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor (11) und einer Seiltrommel (5) angeordnet ist.

23. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (28) Tellerfedern (45,96) auf­ weist.

24. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (28) ein Hochschulterlager (91) aufweist, dessen Innenlagerring (93) auf der Achse/ Welle (15) längsverschieblich geführt und zwischen einer Anlagefläche (95) der Achse/Welle (15) und Federgliedern (96) eingespannt ist und dessen Außenlagerring (92) an einem in dem Gehäuse (3) ortsfesten Anschlag (43) abge­ stützt ist, derart, daß die Achse /Welle (15) lagerndes Lager (23) frei von durch die Vorspanneinrichtung (28) hervorgerufenen Axialkräften ist.

25. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung (28) derart eingestellt ist, daß eine Verschiebung der Achse/ Welle (15) erst ab eine Last erfolgt, die größer als 60% der maximal zulässigen Last für das jeweilige Hubwerk ist.

26. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung (28) derart eingestellt ist, daß eine Verschiebung der Achse/Welle (15) ab eine Last erfolgt, die größer als die Last die von dem Lastaufnahmemittel einschließlich eines Hakengeschirrs an dem Hubwerk hervorgerufen wird.

27. Hubwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf den Leistungsfluß durch das Getriebe die Achse/Welle (15) eine unmittelbar auf einen Antriebsmotor (11) folgende Achse/Welle (15) ist.