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Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung, umfassend
einen Rahmen, eine mit einer Rille versehene Seiltrommel, einen
Hubmotor, ein Getriebe oder ein Getriebesystem und ein Treibrad,
derart, dass der Hubmotor zumindest teilweise in der Seiltrommel
angeordnet ist, welche Seiltrommel an jedem ihrer Enden von dem
Rahmen gestützt
ist, und dass der Hubmotor und das Getriebe an dem Rahmen an nur
einem Ende der Seiltrommel abgestützt sind, an welchem Ende der
Hubmotor und das Getriebe zum Rotieren der Seiltrommel über das
Treibrad angeordnet sind. Eine solche Hebevorrichtung ist von DD-A-206
361 bekannt.
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Die Hebevorrichtung ist üblicherweise
ein Teil einer Seilhebeeinrichtung, welche entweder fest montiert
ist oder sich mittels eines Wagens entlang einer Bahn bewegt. Die
Hebevorrichtung kann auch als solche genutzt werden, um eine Ladung
zu heben. Bei Seilhebeeinrichtungen, die zum vertikalen Transport
einer Ladung gedacht sind, ist die Länge der Hebevorrichtung ein
wichtiges Problem, da sie den Weg des Wagens begrenzt. Die große Länge der Hebevorrichtung
ergibt sich aus der Basisidee des Seilhebeeinrichtungsdesign, d.
h. der Tendenz, den Durchmesser der Seiltrommel zu minimieren, um
die Kraft übertragende
Ausrüstung
zu optimieren, was zu der großen
Länge der
Seiltrommel führt
und auf diese Weise der gesamten Seilhebeeinrichtung mit momentan
genutzten Hubhöhen
und Seilscherungen. Aufgrund der Tendenz, den Durchmesser der Seiltrommel
zu minimieren, war es üblicherweise
das Ziel, das Verhältnis
des Teilkreisdurchmessers der Seiltrommel, d. h. des Durchmessers über das
Zentrum der Rille, zu dem Durchmesser des Hubseils zu dimensionieren,
um den Standard Minimalanforderungen in den am häufigst genutzten Kategorien
von existierenden Seilhebeeinrichtungen zu entsprechen. Daher ist
das Verhältnis
des Teilkreisdurchmessers der Seiltrommel zu dem Durchmesser des Hubseils
typischerweise 16–25,
abhängig
von der Nutzungsintensität,
wodurch die Länge
der Seiltrommel wesentlich größer ist
als der Durchmesser der Seiltrommel. Da die Länge der Seiltrommel der Hauptfaktor
in der Gesamtlänge
der Hebevorrichtung und der gesamten Seilhebeeinrichtung ist und
da die Bewegungsrichtung der an dem Wagen montierten Seilhebeeinrichtung
im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Seiltrommel ist,
ist die Länge
der Seiltrommel ein wichtiges Problem, weil sie den Weg des Wagens
begrenzt. Darüber
hinaus ist die Bewegung des Abgangspunktes des Hubseils an einer
langen Seiltrommel, in der Richtung der Längsachse der Seiltrommel während der
Rotationsbewegung der Seiltrommel groß. In Seilhebeeinrichtungen
mit mehreren Seilen ändert
sich der Abgangswinkel des die Seiltrommel verlassenden Hubseils
relativ zu der Längsachse
der Seiltrommel, wenn der Abgangspunkt des Hubseils verrückt wird,
d. h. wenn es driftet. Je größer der
Drift und je vielfältiger
die Seilwicklung, um so größer die Änderung
in dem Abgangswinkel. Abhängig
von dem Typ des Seils beträgt
der Maximalwert des Abgangswinkels 1,5°–4°.
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Wenn der Maximalwert erreicht oder überschritten
wird, erhöht
sich die Hubseilabnutzung. Ein übermäßiger Drift
des Hubseils kann Probleme in der Ladungssteuerung verursachen und
zu einer Tendenz des Verdrehens des Hubhakens führen. Der Drift des Hubseils
kann auch Probleme beim Optimieren ladungstragender Strukturen verursachen,
da die tragenden Kräfte
abhängig
von dem Abgangspunkt des Hubseils von der Trommel variieren.
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Die bekannten Lösungen zum minimieren der Länge der
Hebevorrichtung beinhalten entweder den Hubmotor oder das Getriebe
oder beides, als auch das Treibrad innerhalb der Seiltrommel zu
positionieren oder den Hubmotor neben der Seiltrommel zu positionieren.
Gemäß der ersten
Alternative wurde die geringste Länge der Hebevorrichtung durch Positionierung
des Hubmotors, des Getriebes und des Treibrads innerhalb der Seiltrommel
in der Richtung der Längsachse
der Seiltrommel erreicht; da der Durchmesser der Seiltrommel so
klein wie möglich ist,
bringt diese Lösung
allerdings aufgrund des kleinen Kühlraums den Hubmotor dazu,
sich stark aufzuheizen. Die Struktur bedingt außerdem einen festen Rahmen
an beiden Enden der Seiltrommel und eine Zwischenwelle, welche zwischen
dem Hubmotor und dem Getriebe Vibrationen ausgesetzt ist. Eine Positionierung
des Hubmotors neben die Seiltrommel erhöht die Breite der Seilhebeeinrichtung,
aber die Gesamtlänge
der Seilhebeeinrichtung wird immer noch auf der Basis der Länge der
Seiltrommel bestimmt.
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Ein Ziel dieser Erfindung ist, eine
Hebevorrichtung einer neuen Art zu schaffen, welche in der Längsrichtung
kurz ist.
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Die Hebevorrichtung gemäß der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Erstreckung das Treibrad
zwischen einem gedachten Zylinder, der parallel zu der Längsachse
der Seiltrommel ist und durch das Gehäuse des Hubmotors definiert ist,
und dem Innenumfang der Seiltrommel angeordnet ist.
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Eine wesentliche Idee der Erfindung
ist, dass in der zum vertikalen Transfer einer Ladung gedachten
Hebevorrichtung der Hubmotor wenigstens teilweise innerhalb der
Seiltrommel angeordnet ist, welche Seiltrommel gegen den Rahmen
der Hebevorrichtung durch beide Enden derselben abgestützt ist, und
dass der Hubmotor und das Getriebe, welches Kraft von dem Hubmotor
zu dem Treibrad überträgt, gegen
den Rahmen mittels nur einem Ende der Seiltrommel abgestützt ist,
mittels welchem Ende der Hubmotor und das Getriebe zum Rotieren
der Seiltrommel über
ein Treibrad angeordnet sind, welches zwischen einem Zylinder, welcher
durch das Gehäuse
des Hubmotors definiert ist und parallel zu der Längsrichtung
der Seiltrommel ist, und der Seiltrommel positioniert ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Durchmesser der Seiltrommel wesentlich größer als
der Durchmesser des Hubmotors. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Hubmotor innerhalb der Seiltrommel relativ
zu dem Zentrum der Seiltrommel asymmetrisch angeordnet. Gemäß einer dritten
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das für
die Rotation der Seiltrommel benötigte Drehmoment
zu der Seiltrommel über
den Umfang derselben an dem Abgangspunkt des Hubseils von der Seiltrommel übertragen.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass
die äußeren Abmessungen
der Hebevorrichtung, und auf diese Weise der gesamten Seilhebeeinrichtung,
in der Richtung der Längsachse
der Seiltrommel klein sind. Aufgrund des wesentlich größeren Durchmessers der
Seiltrommel verglichen mit den bekannten Lösungen ist es möglich eine
wesentlich kürzere
Seiltrommel zu verwenden, während
die Hubhöhe
konstant verbleibt. Aufgrund dessen ist die horizontale Bewegung
des Hubseils in Verbindung mit dem Heben oder Absenken einer Last
klein, und eine abträgliche
horizontale Bewegung der Last wird somit reduziert. Aufgrund der
geringen horizontalen Bewegung des Hubseils wird die Seilkraft fast
gleichmäßig über die
lasttragenden Strukturen aufgeteilt, wodurch kleine und leichte
Stützstrukturen
ermöglicht
werden, was weiter bei der Dimensionierung des Wagens der Seilhebeeinrichtung
und des diesen tragenden Brückenbalkens
genutzt werden kann. Da der Abgangswinkel des Hubseils von der Seiltrommel
klein ist und da das Verhältnis
des Teilkreisdurchmessers der Seiltrommel zu dem Durchmesser des
Seils, verglichen mit den Minimumwerten, welche üblicherweise genutzt werden
und von den Standards erlaubt sind, zwei- bis dreifach dimensioniert
werden kann, wird die Haltbarkeit des Seils wesentlich erhöht. Die
kleine horizontale Bewegung des Hubseils und der kleine Seilwinkel
reduzieren darüber
hinaus zusammen effizient das Verdrehrisiko des Hubhakens, welcher durch
das Seil getragen wird. Aufgrund der geringen horizontalen Bewegung
des Hubseils erlaubt die Hebevorrichtung gemäß der Erfindung eine Konstruktion
einer Seilhebeeinrichtung mit bis zu 10-facher Seilwicklung ohne
den Seilwinkel von 4° zu überschreiten.
Da der innere Durchmesser der Seiltrommel wesentlich größer ist
als der äußere Durchmesser
des Hubmotors und da der Hubmotor und das Getriebe gegen den Rahmen
durch nur ein Ende der Seiltrommel abgestützt sind, ist es möglich, eine
bessere Ventilation für
den Hubmotor einzurichten, verglichen mit einem außerhalb
der Seiltrommel angeordneten Hubmotor, wodurch keine Probleme mit
der Aufheizung des Hubmotors entstehen. Ein weiterer Vorteil ist,
dass die Struktur leicht anzupassen ist, weil die Länge der
Seiltrommel das Tragen des Hubmotors und des daran befestigten Getriebes
nicht beeinflusst. Eine Positionierung des Hubmotors asymmetrisch
relativ zu dem Zentrum der Seiltrommel erlaubt es das Getriebe freier
zu gestalten. Darüber
hinaus, wenn das zur Rotation der Seiltrommel benötigte Drehmoment
zu der Seiltrommel über
den Umfang derselben an dem Abgangspunkt des Hubseils von der Trommel übertragen
wird, kann die Auslegung des Hubmotors der Hebevorrichtung und des daran
befestigten Getriebes optimiert werden und die Hublänge kann
geändert
werden, in dem entweder der Durchmesser oder die Länge der
Seiltrommel geändert
wird.
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Die Erfindung wird detaillierter
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen
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1 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
einer Hebevorrichtung gemäß der Erfindung
als einen Teilquerschnitt zeigt;
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2 eine
schematische Prinzipansicht einer zweiten Ausführungsform einer Hebevorrichtung gemäß der Erfindung
als einen Teilquerschnitt zeigt; und
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3 eine
schematische Prinzipansicht einer dritten Ausführungsform einer Hebevorrichtung gemäß der Erfindung
von dem Ende der Hebevorrichtung gesehen zeigt.
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1 zeigt
schematisch eine Hebevorrichtung 1 als einen Teilquerschnitt.
Die Hebevorrichtung 1 umfasst einen Rahmen 2 und
eine Seiltrommel 3, welche gegen den Rahmen 2 durch
beide Enden über
Lagerungen 7 getragen ist. Die andere Oberfläche der
Seiltrommel 3 ist mit einer schrägen Rille 12 versehen,
zu welcher das Hubseil auf einer einzelnen Ebene parallel zu der
Seiltrommel 3 geführt
ist, während
die Seiltrommel 3 rotiert. Der äußere Durchmesser der Seiltrommel 3 ist
im Wesentlichen über
die gesamte Länge
der Rille 12 konstant. Aus Gründen der Klarheit zeigt 1 nicht das Hubseil. Anstelle des
Hubseils kann eine Kette, ein Band oder andere entsprechende Hubmittel
als die Hubmittel genutzt werden. Darüber hinaus umfasst die Hebevorrichtung 1 einen
Hubmotor 4, welcher in der Richtung seiner Längsachse
wenigstens teilweise innerhalb der Seiltrommel 3 derart
angeordnet ist, dass die Zentren der Seiltrommel 3 und
des Hubmotors 4 vereinigt sind. In Verbindung mit dem Hubmotor 4 ist eine
Kühlrippenanordnung 13 des
Hubmotors 4 gezeigt, welche das Gehäuse des Hubmotors 4 umgibt. Weiter
umfasst die Hebevorrichtung 1 ein Getriebe 5 oder
ein Getriebesystem 5, welches die Kraft des Hubmotors 4 zu
einem, zwischen der Seiltrommel 3 und dem Hubmotor 4 positionierten
Treibrad überträgt, welches
Treibrad 6 angeordnet ist, um die Seiltrommel 3 über einen
an deren innerem Umfang angeordneten Zahnkranz 8 zu rotieren.
Das Treibrad 6 ist teilweise zwischen der Seiltrommel 3 und
dem Hubmotor 4 in der Richtung der Längsachse der Seiltrommel 3 angeordnet.
Das Treibrad 6 kann komplett außerhalb des Raums zwischen
der Seiltrommel 3 und dem Hubmotor 4 in der Richtung
der Längsachse der
Seiltrommel 3 positioniert sein, aber vorzugsweise ist
das Treibrad 6 wenigstens teilweise zwischen der Seiltrommel 3 und
dem Hubmotor 4 angeordnet. In 1 erstreckt sich das Getriebe 5 teilweise
zu dem Inneren der Seiltrommel 3 in der Richtung der Längsachse
der Seiltrommel 3. Das Getriebe 5 kann auch komplett
außerhalb
der Seiltrommel 3 positioniert sein, abhängig von
dem Raum, der für
das Getriebe 5 benötigt
wird, aber vorzugsweise ist das Getriebe 5 wenigstens teilweise
innerhalb der Seiltrommel 3 angeordnet. Der Hubmotor 4 und
das Getriebe 5 sind gegen den Rahmen 2 nur durch
das Ende der Seiltrommel 3 abgestützt, mittels welchem der Hubmotor 4 und
das Getriebe 5 angeordnet sind, um das Treibrad 6 zu
rotieren. Der Hubmotor 4 ist gegen den Rahmen 2 mittels
eines Stützteils 14 derart
abgestützt,
dass der Hubmotor 4 an dem Stützteil 14 durch einen
Flansch 17 befestigt ist. Der Durchmesser des Flansches 17 ist üblicherweise
größer als
der Durchmesser der Kühlrippenanordnung 13.
Das Getriebe 5 ist gegen den Flansch 17 des Hubmotors 4 abgestützt. Das
Getriebe 5 kann auch gegen das Stützteil 14 abgestützt sein.
Das Abstützen
des Hubmotors 4 und des Getriebes 5 gegen den
Rahmen 2 kann auf eine Vielzahl von Weisen durchgeführt sein, und 1 zeigt nur eine Möglichkeit
zur Durchführung
der Abstützung.
Die Position des Treibrads 6 an dem inneren Umfang der
Seiltrommel 3 kann frei ausgesucht werden, aber vorzugsweise
ist das Treibrad 6 in der in 3 gezeigten
Weise angeordnet, d. h. an dem Abgangspunkt 10 eines Hubseils 9,
an welchem Punkt das Hubseil 9 die Seiltrommel 3 verlässt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann der Durchmesser der Seiltrommel 3 in der
Hebevorrichtung 1 von 1 wesentlich größer gestaltet
sein, als der Durchmesser des Gehäuses 15 des in 2 gezeigten Hubmotors 4,
z. B. derart, dass der Durchmesser des Gehäuses 15 des Hubmotors 4 2/3
des Durchmessers der Seiltrommel 3 ist, anders gesagt,
der Durchmesser der Seiltrommel 3 ist wesentlich größer als
in den bekannten Lösungen.
Die Seiltrommel 3 kann derart dimensioniert sein, dass
das Verhältnis
des Teilkreisdurchmessers der Seiltrommel 3 zu dem Durchmesser
des Hubseils 9 z. B. 30–60 ist, d. h. etwa 2- bis
3-fach verglichen mit den bekannten Lösungen. Das Verhältnis kann auch
mehr als 60 betragen. Vorzugsweise bedeutet diese Dimensionierung,
dass der Drift des Hubseils 9 auf der Seiltrommel 3 kleiner
als oder gleich dem des Teilkreisdurchmessers der Seiltrommel 3 ist,
anders gesagt, die Länge
S der Rille 12 in der Richtung der Längsachse der Seiltrommel 3 ist
höchstens
gleich dem Teilkreisdurchmesser der Seiltrommel 3.
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2 zeigt
schematisch eine Prinzipansicht einer zweiten Hebevorrichtung 1 gemäß der Erfindung
als einen Teilquerschnitt. Aus Gründen der Klarheit zeigt 2 nur die wesentlichsten
Komponenten der Ausführungsform
gemäß 2. Das Gehäuse 15 des
Hubmotors 4 definiert an dem Punkt des Hubmotors 4 und
seiner gedachten Verlängerung
eine zylindrische Oberfläche
parallel zu der Längsachse der
Seiltrommel 3, wie durch gestrichelte Linien 16 dargestellt.
Das Treibrad 6 ist zwischen dieser zylindrischen Oberfläche, welche
durch gestrichelte Linien 16 dargestellt ist, und der Seiltrommel 3 angeordnet.
In der Richtung der Längsachse
der Seiltrommel 3 ist das Treibrad 6 wegen dem
für die
Kühlrippenanordnung 13 des
Hubmotors 4 benötigten
Raum außerhalb
des Raums zwischen dem Hubmotor 4 und der Seiltrommel 3 angeordnet.
Die Dimensionierung der Kühlrippenanordnung 13 hängt von
den Kühlanforderungen
des Hubmotors 4 ab. Die Kühlrippenanordnung 13 kann
gekürzt
werden und der Endflansch 17 des Hubmotors 4 kann
derart geformt sein, dass ausreichend Platz für das Treibrad 6 zwischen
dem Gehäuse 15 des
Hubmotors 4 und der Seiltrommel 3 ist, wodurch,
anders gesagt, das Treibrad 6 zwischen dem Gehäuse 15 des
Hubmotors 4 und der Seiltrommel 3 positioniert
werden kann. Das die Kraft des Hubmotors 4 zu dem Treibrad 6 übertragende
Getriebe 5 ist in 2 vollständig innerhalb
der Seiltrommel 3 angeordnet.
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3 zeigt
schematisch eine Prinzipansicht einer dritten Hebevorrichtung 1 gemäß der Erfindung,
von dem Ende derselben gesehen. Aus Gründen der Klarheit zeigt 3 nur die wesentlichsten Komponenten
der Ausführungsform
gemäß 3. In 3 ist der Hubmotor
4 asymmetrisch
relativ zu dem Zentrum 11 der Seiltrommel 3 angeordnet,
und das Treibrad 6 ist zwischen der Seiltrommel 3 und dem
Hubmotor 4 angeordnet. 3 zeigt
auch, wie der Abgangspunkt 10 des Hubseils 9 an
der Seiltrommel 3 an dem Punkt des Treibrads 6 ist,
wodurch die Dimensionierung des Hubmotors 4 der Hebevorrichtung 1 und
des daran befestigten Getriebes 5 optimiert werden kann.
Allerdings muss der Abgangspunkt 10 des Hubseils 9 von
der Trommel nicht an dem Punkt des Treibrads 6 angeordnet
sein.
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3 zeigt
rein exemplarisch eine Alternative für die asymmetrische Position
des Hubmotors 4 innerhalb des Seiltrommel 3. Die
asymmetrische Position des Hubmotors 4 relativ zu dem Zentrum 11 der Seiltrommel 3 kann
ebenfalls von der in 3 gezeigten
unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist das Treibrad 6 an
dem Abgangspunkt 10 des Hubseils 9 von der Trommel
angeordnet, aber dies ist keine Notwendigkeit.
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Die Zeichnungen und die zugehörige Beschreibung
sind nur zur Illustration der Idee der Erfindung gedacht. Die Details
der Erfindung können
innerhalb des Rahmens der Ansprüche
variieren. Der Anwendungsbereich der Hebevorrichtung 1 ist
auf keine Weise begrenzt, und die Hebevorrichtung 1 kann
entweder fest montierbar oder auf einem Wagen montierbar sein. Die
Hebevorrichtung 1 gemäß der Erfindung
begrenzt nicht die Struktur der Seilwicklung der Seilhebeeinrichtung,
noch limitiert sie die Anzahl von Hubseilen 9. Das in der
Hebevorrichtung 1 verwendete Getriebe 5 kann frei
gewählt
werden und das Treibrad 6 ist nicht notwendigerweise eine
separate Komponente, sondern kann als ein Teil des Getriebes 5 eingerichtet
sein.