DE69207314T2 - Windebremsvorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsmechanismus für eine Winde, der insbesondere bei der Steuerung des Abwickelns des Windenseiles Anwendung findet, wenn sich das Seil unter einer durch die Abwicklung induzierten Belastungspannung befindet.
• Der Typ der hierin insbesondere betrachteten Winde ist eine Winde, die am vorderen Stoßfänger eines Fahrzeuges montiert wird, typischerweise eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb, das im Gelände gefahren wird. Die Winde umfaßt eine drehbare Trommel, ein Seil, das auf die Trommel und von der Trommel gewickelt wird, einen Motor und einen Bremsmechanismus, der die Trommelrotation steuert. Die Winde kann zum Aufwärtsziehen des Fahrzeuges an einem steilen Hügel durch Schlamm oder Schnee und zum Hinablassen des Fahrzeuges an steilen Gefällen benutzt werden.
• Insbesondere beim Hinablassen eines Fahrzeuges an einem steilen Gefälle tritt ein Bremsproblem für die Winde auf, mit dem sich die vorliegende Erfindung befaßt. An dem Seil zieht ein starkes Gewicht bzw eine starke Kraft und wickelt das Seil zwangsweise von der Trommel ab. Die Trommel kann auf recht zufriedenstellende Weise durch eine Reihe verschiedener Bremsenbauweisen gegen Rotation verriegelt werden, um ein Abwickeln zu verhindern. Soll das Seil jedoch auf kontrollierte Weise von der Winde abgewickelt werden, wie beispielsweise beim Hinablassen des Fahrzeuges an einem Gefälle, dann muß es mit Hilfe des Bremsvorgangs möglich sein, die Trommelrotation auf kontrollierte Weise zu hemmen oder zu verlangsamen, um die Kontrolle über das Abwickeln beizubehalten. Bei bekannten Bremssystemen wird bei der Anwendung einer solchen kontrollierten hemmenden, im Gegensatz zu einer präventiven, Bremsung zu viel Wärme erzeugt, eine rasche Abnutzung verursacht und ein frühzeitiger Ausfall der Bremse herbeigeführt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bremsmechanismus für eine Winde bereitgestellt, umfassend eine drehbare Trommel zum Aufwickeln eines Seils auf die Trommel in einer Drehrichtung und zum Abwickeln von der Trommel in der anderen Drehrichtung, und einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden einer motorgetriebenen Antriebswelle und der Trommel zum drehenden Antreiben der Trommel, wobei der Verbindungsmechanismus einen Getriebezug aufweist, der die Drehgeschwindigkeit der Trommel relativ zu der Antriebswelle reduziert, wobei der Bremsmechanismus wenigstens ein innerhalb der Trommel befindliches bewegliches Bremselement und eine Bremsfläche der Trommel aufweist, wobei das Bremselement zwischen dem Eingriff zu der Bremsfläche hin und von dieser weg beweglich ist, um die Rotationsbewegung der Trommel zu begrenzen, gekennzeichnet durch einen Nockenmechanismus zum Aktivieren des Bremsmechanismus, umfassend eine Nockenbetätigungsvorrichtung und einen Nockenmitnehmer mit jeweils zusammenwirkenden Nockenflächen, wobei das Bremselement entweder von der Nockenbetätigungsvorrichtung oder von dem Nockenmitnehmer getragen wird,
• wobei die Nockenflächen relativ in eine axiale Ineinandergreifposition durch relative Drehbewegung der Nockenbetätigungsvorrichtung und des Nockenmitnehmers in einer ersten Rotationsrichtung und in eine axiale Trennungsposition durch relative Drehbewegung der Nockenbetätigungsvorrichtung und des Nockenmitnehmers in einer zweiten, entgegengesetzten Rotationsrichtung beweglich sind, und ein mit der Nockenbetätigungsvorrichtung und dem Nockenmitnehmer verbundenes Vorspannelement zum Vorspannen der relativen Rotationsbewegung in der zweiten, der axialen Trennungsrichtung, und Kupplungsmittel zum Verkoppeln der Antriebswelle mit dem Nockenmechanismus bei Rotation der Antriebswelle gegen das Vorspannelement zum Drängen der Nockenbetätigungsvorrichtung und des Nockenmitnehmers in eine relative Rotationsbewegung in der ersten Richtung zum Ausrücken des Bremsmechanismus.
• In der bevorzugten Ausgestaltung befindet sich der Bremsmechanismus in der hohlen Seiltrommel mit Bremsbacken, die sich radial gegen die Innenwand der Trommel erweitern. Die Trommel selbst absorbiert die durch den Bremsvorgang generierte Hitze, die zur Außenseite der Trommel und somit zur Atmosphäre geleitet wird. Somit wird das frühere Problem einer zu großen Hitze gemildert.
• Die Bremsbacken sind teilrunde Segmente, die in Zusammenwirkung einen offenendigen Zylinder bilden, der in Umfangsrichtung erweiterungsfähig ist. Die offenen Enden bilden kegelstumpfförmige Endflächen. An den offenen Enden der Bremsbackensegmente sind axial kegelstumpfförmige Schuhe positioniert, von denen einer axial stationär und der andere axial beweglich ist. Für den Bremseingriff wird eine axial gerichtete Kraft auf den beweglichen Schuh aufgebracht, die gegen die konischen Flächen der offenen Enden der zylindrisch angeordneten Bremsbacken drücken. Die konische Form der beiden Schuhe, die gemeinsam gegen die konischen Flächen der Bremsbacken wirken, erzwingt eine radiale Ausweitung der Segmente gegen die Trommelwand. Zum Ausrücken der Bremse wird die axiale Kraft auf den beweglichen Schuh weggenommen, so daß die Bremsbackensegmente nach innen von der Trommelwand weg zusammenfallen können.
• Die auf den beweglichen Schuh aufgebrachte Axialkraft ist nockenbetätigt, d.h. eine Nocke wird mit einer Verdrehungsfeder vorgespannt, um gegen einen Nockenmitnehmer zu rotieren, so daß die Nockenflächen auf diese Weise eine axiale Bewegung des Schuhs zum Einrücken der Bremse erzwingen. Zweck der Vorspannung der Verdrehungsfeder ist es, den ersten, aber niedrigen Schleppwiderstand der Bremse zur Verfügung zu stellen. Der Nockenmitnehmer wird durch die Belastung auf das Drahtseil veranlaßt, sich auf der Nocke weiter nach oben zu bewegen, wodurch der Bremswiderstand erheblich und proportional zur Belastung auf das Drahtseil erhöht wird.
• Der Windenmotor kann in beiden Richtungen betrieben werden, eine zum Aufwickeln, die andere zum Abwickeln des Seiles auf die und von der Trommel. In Aufwickeirichtung greift in den Nockenmitnehmer eine Motorwellenkupplung ein, um den Rotationszähler zur federgespannten Rotation zu drängen, wodurch die Bremse geltst wird und der Motor die Trommel in Aufwickelrichtung antreiben kann. In Abwickeirichtung ist die Nocke (und nicht der Nockenmitnehmer) eingerückt, die auch der Federspannungsrotation entgegenwirkt, wodurch die Bremse gelöst wird und das Seil durch die Belastungsspannung auf kontrollierte Weise abgewickelt werden kann. Die drehbare Trommel ist unmittelbar an den Nockenmitnehmer gekoppelt und die Rotation von Trommel und Nockenmitnehmer wird durch die an dem Seil ziehende Last induziert und wird schneller, als die Rotation der motorgetriebenen Nocke ein Wiedereinrücken der Bremse zuläßt. Dieser Abwickelungsvorgang wird zu einer Wiederholung des Zyklus Bremse lösen/Bremse einrücken, die durch eine Wellenfeder größtenteils gemildert wird, die eine beschränkte axiale Bewegung des Nockenmitnehmers zuläßt und Rattern verhindert.
• Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
• Fig. 1 eine Darstellung einer motorgetriebenen Winde mit einer Trommel zum Auf- und Abwickeln einer Seillänge und mit einem Bremsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine weggeschnittene Ansicht der Trommel von Fig. 1 in einem größeren Maßstab, die den Bremsmechanismus der vorliegenden Erfindung darstellt;
• Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linien 3-3 von Fig. 2;
• Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung des Bremsmechanismus von Fig. 2; und
• Fig. 5 die Getriebezugkupplung, die in die Winde von Fig. 1 eingebaut ist.
• Die illustrierte Winde 10 ist für die Montage auf ein Fahrzeug (nicht dargestellt) wie beispielsweise einen Lieferwagen mit Vierradantrieb oder dergleichen geeignet. Die Winde 10 hat eine drehbare hohle zylindrische Trommel 12 zum Auf- und Abwickeln einer Länge von Seil oder Drahtseil 14 auf deren Umfang. Die Trommel 12 kann mit einem umkehrbaren Motor 16 formschlüssig in beiden Richtungen angetrieben werden. Der Motor 16 ist typischerweise ein Elektromotor, der seinen Speisestrom von der Fahrzeugbatterie erhält, aber es können auch andere Motortypen wie beispielsweise Hydraulikmotoren benutzt werden, um die Bewegungskraft zum Antreiben der Winde zur Verfügung zu stellen. Der Motor 16 ist über einen drehzahlreduzierenden Getriebezug 19 mit der Trommel 12 gekoppelt, der sich in einem Endgehäuse 8 befindet (Fig. 5). Der Getriebezug reduziert die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel in bezug auf die des Motors und bewirkt so eine Drehmomentverstärkung auf eine Weise, wie sie beispielsweise in der US-A-4 545 567 offenbart ist. Es ist ein Umschalthebel 17 vorgesehen, um den Getriebezug auszukuppeln, so daß die Trommel frei von dem Getriebezug gedreht werden kann, damit das Seil 14 beispielsweise manuell von der Trommel abgewickelt werden kann. Es ist eine Bremse 20 im Innenhohlraum der Trommel 12 zwischen dem Antriebsmotor 16 und dem Getriebezug in dem Endgehäuse 18 vorgesehen.
• Die Bremse 20 ist ausführlich in den Figuren 2 bis 4 dargestellt. Sie weist Bremsbacken 22 auf, die Segmente eines Zylinders mit einem Außendurchmesser sind, der sehr nahe am Innendurchmesser der zylindrischen Trommel 12 ist. Die Backen 22 weisen an jedem ihrer Enden Innenkegel 23 auf und bilden zusammenwirkend kegelstumpfförmige Flächen, die in die kegelstumpfförmigen Schuhe 24, 26 passen. Durch eine axiale Bewegung der Schuhe 24, 26 nach innen gegen die Innenkegel 23 der Backen 22 werden durch eine Form von Nockenwirkung die Backen zu einer radial auswärts gerichteten Bewegung gezwungen, um reibungsmäßig an der Innenfläche der Trommel anzugreifen, um somit ein Bremsen oder Verriegeln der Trommel relativ zu den Backen 22 und zu den Schuhen 24, 26 zu bewirken. Der Schuh 24 ist fest mit der Welle 29 gekoppelt, die die Rotation der Welle 28 mit dem Getriebezug in dem Endgehäuse 18 verkuppelt. Ein Endabschnitt 32 der Welle 28 ist gezahnt, und der Schuh 24, der eine gezahnte Bohrung 34 aufweist, wird auf das Ende 32 gedrückt, um ihn 24 fest an der Welle 28 zu befestigen. Der Schuh 24 ist, wie zuvor erwähnt, kegelstumpfförmig und hat eine konische Fläche 26. Die Welle 29 ist mit der Welle 28 dadurch verkuppelt, daß die sechseckige Welle 26 in einer sechseckigen Bohrung im Ende der Welle 28 aufgenommen wird. Die Welle 29 ist mit dem Getriebezug 19 gekoppelt (siehe Fig. 5), um so die Bremswelle 28 drehbar mit dem Getriebezug zu verkuppeln. Der Getriebezug 19 dient dazu, die Rotationsgeschwindigkeit wie zwischen der Welle 28 und der Trommel beträchtlich zu reduzieren. Durch Verriegeln des Schuhes 24 auf der Trommel durch die Backen 22 kann der Getriebezug 19 die relative Rotation wie zwischen der Trommel und der Welle 29 nicht generieren und wird so verriegelt und die Trommel an der Rotation gehindert. Eine axiale Bewegung der Schuhe 24, 26 voneinander und somit von den innenkegeln 23 der Backen 22 weg ermöglicht eine Bewegung der Backen radial nach innen, um so die Bremswirkung zu lösen und eine Rotation der Trommel zuzulassen.
• Eine axiale Bewegung der Schuhe 24, 26 wird durch eine Zusammenwirkung der Nockenbetätigungsvorrichtung (die nachfolgend auch als Nocke bezeichnet wird) und eines Nockenmitnehmers bewirkt, was nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 erläutert wird. Auf der Welle 28 ist eine Nocke 30 montiert, die sich jedoch rotierend und axial relativ zu der Welle frei bewegen kann. Der Schuh 26 ist fest an der Nocke 30 (und nicht an der Welle 28) angebracht und folgt somit der Rotations- und Axialbewegung der Nocke 30. Der kegelstumpfförmige Schuh 26 hat eine konische Fläche 38. Ein Nockenmitnehmer 40 mit einer Keilnutbohrung 42 sitzt auf einem genuteten Endabschnitt 44 der Welle 28 neben der Nocke 30. Der Nockenmitnehmer 40 kann sich in bezug auf die Weile 28 nicht drehen, kann sich jedoch entlang der Keilnuten auf dem genuteten Ende 44 der Welle 28 axial bewegen.
• Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist der Nockenmitnehmer 40 zwei radial verlaufende Ansätze 68 auf, die im Abstand von 180 Grad voneinander positioniert sind. Die Nocke 30 weist auch zwei radial verlaufende Ansätze 70 auf, die im Abstand von 180 Grad voneinander positioniert sind. Eine Wellenfeder 46 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, neben dem Nockenmitnehmer 40 montiert. Eine Klammer 48 sitzt in einer Nut 49 am Ende der Welle 28 neben der Wellenfeder 46, um die Komponentenbaugruppe auf der Welle 28 zu befestigen. Somit kann sich der Nockenmitnehmer 40 durch Zusammendrücken der Wellenfeder 46 axial von der Nocke 30 wegbewegen, aber einer solchen Bewegung wird Widerstand entgegengebracht.
• Die Nocke 30 ist durch eine Drehfeder 50 zur Rotation auf der Welle 28 vorgespannt. Ein Ende 52 der Drehfeder 50 sitzt in einer Bohrung 54 in der Nocke 30 und das gegenüberliegende Ende 56 greift in eine Nut 58 in der Welle 28 ein. Gemäß den Figuren 3 und 4 ist die Nocke 30 durch die Feder 50 zur Rotation im Uhrzeigersinn in bezug auf die Welle 28 und somit auf den Nockenmitnehmer 40 (mit Keilnutpassung) vorgespannt, wie dies durch den Richtungspfeil 60 angedeutet ist.
• Wie aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, ist der Motor 16 durch eine auf die Welle 66 des Motors 16 aufgesetzte Kupplung 62 mit der Nocke 30 und dem Mitnehmer 40 verkuppelt. Die Kupplung 62 ist becherförmig und hat Schleppantriebsklauen 64, die innerhalb des Becherabschniffes der Kupplung 62 radial nach innen verlaufen. Der Becherabschnitt der Kupplung 62 sitzt über den radial verlaufenden Ansätzen 68, 70 des Nockenmitnehmers 40 und der Nocke 30 auf eine solche Weise, daß die Antriebsklauen 64 der Kupplung zu einem Rotationseingriff in die Ansätze 68, 70 des Nockenmitnehmers und der Nocke positioniert werden.
• Eine Nockenwirkung wird durch zwei geneigte Nockenflächen 80 bewirkt, die am Ende der Nocke 30 vorgesehen sind (und wellenförmige Spitzen und Täler bilden), die gleitend in zwei ähnliche geneigte Nockenflächen 82 auf dem Nockenmitnehmer 40 eingreifen. Wenn die Spitzen der Nockenflächen 80 in den Tälern der Nockenflächen 82 sitzen, dann wird der Schuh 26 axial zurückgezogen, die Backen 20 werden radial zurückgezogen und die Trommel kann sich frei drehen. Nach einer relativen Rotation der Nocke 30 in bezug auf den Nockenmitnehmer 40 sind die Nockenflächen 80, 82 teilweise schräg, wodurch eine axiale Bewegung des Schubs 26 in Richtung der Backen 22 erzwungen wird, um die Trommeln zu verriegeln.
• Zweck der Feder 50 ist es, eine Rotation der Nocke 30 in einer Richtung 60 relativ zu dem Mitnehmer 40 zu induzieren und somit eine Trennung von Nocke und Nockenmitnehmer zu erzwingen. Die Wirkung der Rotation in Richtung 60 der Kupplung 62 besteht darin, in die Ansätze 68 des Mitnehmers 40 gegen die Wirkung der Feder 50 einzugreifen, wodurch sich die Ineinandergreifposition von Nocke und Mitnehmer zum Lösen der Bremse ergibt. Durch die Rotation der Kupplung 62 in der entgegengesetzten Richtung wird der Ansatz 70 der Nocke 30 eingerückt, wiederum gegen die Wirkung der Feder 50, um wiederum die Bremse zu lösen. Auch hier führt in beiden Rotationsrichtungen von Nocke und Mitnehmer, durch die Feder 50 aktiviert, zu einem Angreifen der Bremse (wobei die Last die vordere Bremswirkung bewirkt). Die Wirkung dieser relativen Bremsvorgänge wird in dem nachfolgenden Abschnitt "Betrieb" erläutert.
BETRIEB
• Die Bremse 20 wird normalerweise durch die von der Feder 50 erzwungene Nockenwirkung aktiviert oder eingerückt, sobald ein Rotationsmoment vom Motor fehlt. Ein appliziertes Drehmoment vom Motor 16 in einer Richtung ist erforderlich, um die Bremse 20 zu lösen, so daß sich die Trommel 12 drehen kann. Es wird zunächst die Bedingung betrachtet, das Seil 14 auf die Trommel 12 aufzuwickeln. Dies ist dann der Fall, wenn eine Last gezogen werden soll, typischerweise ein Objekt in einem Abstand von dem Fahrzeug, an dem das Seil befestigt ist, oder es soll möglicherweise das Fahrzeug mit Hilfe der Winde mit dem am Ende befestigten Seil gezogen oder dessen Bewegung unterstiitzt werden. Wie zuvor erwähnt, wird die Bremse 20 normalerweise aktiviert, um die Rotation der Trommel zu stoppen, und bleibt so lange aktiviert, bis der Antriebsmotor 16 ein Rotationsmoment auf die Bremse 20 aufbringt. Gemäß Fig. 3 wird der Motor 16 in Richtung 60 im Uhrzeigersinn zum Aufwickeln des Seiles 14 auf die Trommel 12 angetrieben. Antriebsklauen 64 der Kupplung 62 greifen in die Ansätze 68 ein, um den Nockenmitnehmer 40 zu drehen. Die Nocke 30 und der Schuh 26 befinden sich in Friktionseingriff mit den Backen 22 und somit mit der Trommel 12 und diese Rotation, zwischen Nocke und Nockenmitnehmer appliziert, ist entgegengesetzt zu der Rotation, die durch die Feder 50 erzwungen wird. Die Wirkung einer solchen motorgetriebenen Rotation des Nockenmitnehmers 40 führt zum Lösen der Bremswirkung, und weil der Nockenmitnehmer 40 mit Keilnut auf der Welle 28 steckt, durch den Getriebezug im Gehäuse 18 auf der Trommel, wird die Trommel zum Aufwickeln des Seiles gedreht.
• Bei der alternativen Bedingung, bei der eine Last auf das Seil 14 aufgebracht wird und das Seil 14 unter Kraft von der Trommel 12 abgewickelt werden soll, wird der Motor 16 gegen den Uhrzeigersinn, der Richtung des Pfeiles 60 entgegengesetzt angetrieben. Die Antriebsklauen 64 der Kupplung 62 greifen in die Ansätze 70 auf der Nocke 30 ein, um eine Rotation der Nocke gegen den Uhrzeigersinn zu erzwingen. Man wird sich erinnern, daß sich die Nocke 30 unabhängig von dem Nockenmitnehmer 40 frei auf der Welle 28 drehen kann. Während die Nocke 30 von dem Motor 16 gedreht wird, kann sich die Nocke 30 (und der Schuh 26) relativ zu dem Mitnehmer 40 drehen, wodurch die Nockenflächen 80, 82 in Richtung auf den ineinandergreifzustand bewegt werden, was zu einer Bewegung des Schuhes 26 von den Backen 22 weg führt. Die Bremse 20 wird somit gerade genug gelöst, so daß die Last auf das Seil 14 eine Rotation der Trommel 12 und ein Abwickeln des Seiles erzwingen kann. Das Motordrehmoment verschiebt in der Tat das Kräftegleichgewicht von einer übergroßen Bremskraft auf eine übergroße Trommelabwicklungskraft, d.h. der Motor 16 erzeugt gerade genug Drehmoment, so daß die Kraft der Last die Statikwirkung überwinden (sie in eine friktionale Dauerbremswirkung umwandeln) und somit ein gesteuertes Abwickeln des Seiles bewirken kann.
• Bei der bisher unter den verschiedenen Betriebsbedingungen beschriebenen Bremswirkung ging es um die Bewegung des beweglichen Schuhs 26 zu dem festen Schuh 24 hin und von diesem weg, um die Backen radial auseinander- und zurückzuziehen, um das Anziehen und Lösen der Bremse zu bewirken. Die Rotationswirkung des Motors 16 unabhängig von seiner Drehrichtung erzwingt immer ein Lösen der Bremse, und die Rotationswirkung der Feder 50 und die Last auf das Seil erzwingen immer ein Einrücken der Bremse. In der Aufwickel-Rotationsrichtung des Motors 16 (Richtung 60) wird die Belastungskraft (auf das Seil 14) unmittelbar durch die Wirkung des Motors auf den Mitnehmer 40 (durch Keilnut auf die Welle 28 gesteckt) gesteuert. Eine solche Rotation wirkt der Rotation der Feder 50 entgegen, aber die Feder erzwingt ständig eine Rotation der Nocke 30 von dem Nockenmitnehmer 40 weg. Der geringe Friktionseingriff zwischen dem Schuh 26 und den Backen 22 (möglicherweise verstärkt durch Friktion zwischen den Backen 22 und dem Trommelinneren) gewährleistet jedoch eine Verdrehungskompression der Feder 50 und ein Halten des Schuhes 26 im zurückgezogenen bzw. gelösten Zustand.
• In der entgegengesetzten Motorantriebsrichtung kann die durch die Last auf das Seil 14 induzierte Rotationskraft in Richtung auf den Eingriffszustand die Kraft der Feder 50 bei weitem übersteigen. Die durch die Nocke 30 und den Mitnehmer 40 aufgebrachten Gegenkräfte sind erstens die Motorrotation der Nocke 30 relativ zu dem Mitnehmer 40 zum Lösen der Bremse, dann eine lastinduzierte Gegenrotation des Mitnehmers relativ zu der Nocke zum Überholen der Rotation der Nocke 30, wodurch die Bremse eingerückt und das Abwickeln des Seiles gestoppt wird, bis durch die Motorrotation die Bremse wieder gelöst wird, ad infinitum. Dieser sich wiederholende Zyklus von Einrücken und Lösen der Bremse führt zu einem Rattern, das unerwünscht ist. Die Aufgabe der Wellenfeder 46 ist es, diesen Ratterzustand zu mildern.
• Tests haben gezeigt, daß ohne die Wellenfeder 46 die Bremsbaugruppe abrupten Stößen unterliegt, wenn die Bremse appliziert und gelöst wird, was zu schwerwiegenden Vibrationen oder Rattern führt, die die Komponenten der Bremse 20 rasch beschädigen oder zerstören können. Man ist der Ansicht, daß die Wellenfeder 46 eine nachgiebige Vorspannkraft aufbringt; so daß der Nockenmitnehmer 40 eine leichte rückwärtige Beugungswirkung erfahren kann, wenn die Nockenflächen 80, 82 aufgrund der schnellen relativen Rotationsänderungen der Nocke 30 und des Nockenmitnehmers nach vorne und hinten gedrückt werden. Die Bremse 20 wird somit nicht abrupt zum Stoppen der Trommel 12 angezogen, sondern relativ langsam, um somit die Bremse 20 und die Trommel 12 von einem Rotationszustand in einen Anhaltezustand zu verlangsamen. Und genau diese Beugewirkung soll für das allmähliche Lösen der Bremse verantwortlich sein. Die Bremse 20 wird natürlich von dem Motor mit einer viel höheren Geschwindigkeit angetrieben als die Trommel 12, wobei das Verhältnis in der Größenordnung von 200 zu 1 liegt, so daß die Verlangsamung der Trommel visuell nicht zu bemerken ist.
• In einer Situation, in der die Last auf das Seil 14 nicht ausreicht, um eine Abwickelrotation der Trommel zu erzeugen, berührt die von dem Motor angetriebene Kupplung 62 zunächst die Ansätze 70 der Nocke 30, und mit fortgesetzter Rotation wird die Bremse wie zuvor beschrieben gelöst. Da die Last nicht zum Bewirken einer Rotation der Trommel ausreicht, rotiert die Nocke 30 relativ zu dem Nockenmitnehmer 40 so lange, bis die Ansätze 68, 70 aufeinander ausgerichtet sind und die Antriebsklauen 64 der Kupplung 62 in beide Ansatzgruppen 68, 70 eingreifen. Die Antriebsklauen 64 der rotierenden Kupplung 62 drehen durch Eingreifen in die Ansätze 68 des Nockenmitnehmers 40, der fest mit der Trommel 12 verkuppelt ist, die Trommel. Alternativ kann der Bediener das Seil ohne Benutzung des Motors durch Ausrücken des Getriebszugs, d.h. durch Ausrücken der Welle 28 von der Trommel 12 mittels Betätigungshebels 17 manuell abwickeln.
• Zusätzliche Beobachtungen sollen für einen optimalen Betrieb der veranschaulichten Einrichtung von einiger Bedeutung sein. Zunächst wird der Winkel der kegelstumpfförmigen Flächen 23 und der ineinanderpassenden Flächen 36 und 38 an den Backen und Schuhen 24, 26 so gewählt, daß eine nicht unterstützte axiale Bewegung der beweglichen Backe 26 erzwungen wird, wenn sich Nocke 30 und Mitnehmer 40 in der Ineinandergreifposition befinden. Bei Benutzung typischer Friktionsbremsbelag-Bremsmaterialien für die kegelstumpfförmigen Flächen, z.B. FMC NA104, das von der Friction Material Corp., South Bend, IN., hergestellt werden, beträgt der Winkel Alpha (Fig. 2) vorzugsweise etwa 25 Grad, wobei ein akzeptabler Bereich zwischen etwa 15 Grad und etwa 35 Grad liegt.
• Während die Backen 22 so ausgelegt sind, daß sie relativ zu der Seiltrommel 12 während des Auf- und Abwickelns des Seiles rotierend gleiten, erfordert das anfängliche Lösen der Bremsen ein rotierendes Gleiten von einem der Schuhe 24, 26 relativ zu den Backen 22. Der Schuh 26 muß selbstverständlich relativ zu dem Schuh 24 (der auf der Welle 28 verriegelt ist) rotieren, um die Feder 50 zum Kollabieren zu bringen und die Bremse zu lösen.
• Während ein Getriebezug mit Getriebereduktion für Winden der hierin betrachteten Art üblich ist, ist eine Getriebereduktion wichtig, um ein Bremsen der Trommelrotation in dem Bremsmechanismus der vorliegenden Erfindung zu erzielen da ein Verriegeln der Trommel 12 auf der Antriebswelle 28 eine Rotation nicht verhindern würde, wenn Welle und Trommel für eine Rotation mit derselben Geschwindigkeit miteinander verkuppelt werden. Da die Getriebereduktion unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten für Trommel und Antriebswelle erzeugt, stellt der Getriebezug 19 ein wichtiges Element im Rahmen des Bremsvorgangs dar. Der in Fig. 5 veranschaulichte Zug 19 kann auf geeignete Weise dem in der US-A-4 545 567 veranschaulichten Mechanismus entsprechen und wird daher hier nicht ausführlich beschrieben.
• Die Erfindung wird durch die Beschreibung der Zeichnungen nicht eingeschränkt, sondern wird durch die beliegenden Ansprüche bestimmt.

Claims (11)

1. Bremsmechanismus für eine Winde, umfassend eine drehbare Trommel (12) zum Aufwickeln eines Seils (14) auf die Trommel in einer Drehrichtung und zum Abwickeln von der Trommel in der anderen Drehrichtung, und einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden einer motorgetriebenen Antriebswelle und der Trommel zum drehenden Antreiben der Trommel, wobei der Verbindungsmechanismus einen Getriebezug (19) aufweist, der die Drehgeschwindigkeit der Trommel relativ zu der Antriebswelle reduziert, wobei der Bremsmechanismus wenigstens ein innerhalb der Trommel befindliches bewegliches Bremselement (22) und eine Bremsfläche der Trommel (12) aufweist, wobei das Bremselement zwischen dem Eingriff zu der Bremsfläche hin und von dieser wegbeweglich ist, um die Rotationsbewegung der Trommel zu begrenzen, gekennzeichnet durch einen Nockenmechanismus (30, 40) zum Aktivieren des Bremsmechanismus, umfassend eine Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und einen Nockenmitnehmer (40) mit jeweils zusammenwirkenden Nockenflächen (80, 82), wobei das Bremselement entweder von der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) oder von dem Nockenmitnehmer (40) getragen wird,

wobei die Nockenflächen (80, 82) relativ in eine axiale Ineinandergreifposition durch relative Drehbewegung der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und des Nockenmitnehmers in einer ersten Rotationsrichtung und in eine axiale Trennungsposition durch relative Drehbewegung der Nocken betätigungsvorrichtung (30) und des Nockenmitnehmers (40) in einer zweiten, entgegengesetzten Rotationsrichtung beweglich sind, und ein mit der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und dem Nockenmitnehmer (40) verbundenes Vorspannelement (50) zum Vorspannen der relativen Rotationsbewegung in der zweiten, der axialen Trennungsrichtung, und Kupplungsmittel (62, 64) zum Verkuppeln der Antriebswelle (66) mit dem Nockenmechanismus (30, 40) bei Rotation der Antriebswelle gegen das Vorspannelement (50) zum Drängen der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und des Nockenmitnehmers (40) in relative Rotationsbewegung in der ersten Richtung zum Ausrücken des Bremsmechanismus.

2. Bremsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Trommel (12) eine Innenfläche aufweist, die zylindrisch ist, und das Bremselement eine Mehrzahl von Bremsbacken (22) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie einen in der Trommel (12) befindlichen Zylinder bilden, wobei die Bremsbacken unter der Wirkung von relativ axial verschieblichen konischen Bremsschuhen, die an dem Verbindungsmechanismus montiert sind und an entgegenüberliegenden Enden der Bremsbacken (22) angreifen, radial zu der Bremsfläche der Trommel (12) hin und von dieser weg beweglich sind.

3, Bremsmechanismus nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Vorspannelement (50) eine Feder umfaßt.

4, Bremsmechanismus nach Anspruch 2 oder 3, wobei entweder die Nockenbetätigungsvorrichtung (30) oder der Nockenmitnehmer (40) mit dem beweglichen Bremsschuh (26) für eine axiale Bewegung mit diesem in einer Richtung gekoppelt ist, und wobei ein zweites Vorspannelement (46) eine eingeschränkte axiale Bewegung des jeweils anderen, Nockenbetätigungsvorrichtung oder Nockenmitnehmer, in entgegengesetzter Richtung zuläßt, um die Wirkung eines wiederholten Bremsens in der Trommel (12) während der Seilabwicklung zu dämpfen.

5. Bremsmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das zweite Vorspannelement (46) entweder in die Nockenbetätigungsvorrichtung (30) oder in den Nockenmitnehmer (40) eingreift, und das jeweils andere Teil, Nocke oder Nockenmitnehmer, den beweglichen Schuh (26) in Richtung auf die Bremsbacken (22) drückt.

6. Bremsmechanismus nach Anspruch 4 oder 5, wobei das zweite Vorspannelement eine Wellenfeder (46) ist, die zwischen dem Wellenende und entweder der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) oder dem Nockenmitnehmer (40) angeordnet ist.

7. Bremsmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Bremsbacken (22) kegelstumpfförmige Endflächen (23) aufweisen, und wobei der feste Bremsschuh (24) eine kegelstumpfförmige Fläche (36) für die Zusammenwirkung mit den Endflächen an einem Ende der Bremsbacken aufweist, wobei der bewegliche Bremsschuh (26) eine kegelstumpfförmige Flache (38) für die Zusammenwirkung mit den Endflächen am anderen Ende der Bremsbacken aufweist, und wobei durch die trennende Bewegung der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und des Nockenmitnehmers (40) der bewegliche Schuh gegen die benachbarten Endflächen der Bremsbacken bewegt wird, wobei die Endflächen am gegenüberliegenden Ende dadurch gegen die kegelstumpfförmige Fläche des festen Schuhes gedrückt wird, um die radiale Bewegung der Bremsbacken zu bewirken.

8 Bremsmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Verbindungsmechanismus eine Welle (28) aufweist, die entweder von der Nockenbetätigungsvorrichtung oder von dem Nockenmitnehmer verläuft, der in Keilnutpassung auf der Welle sitzt, so daß eine Rotation des Nockenbetätigungsvorrichtung oder des Nockenmitnehmers eine Rotation des Getriebszuges und somit eine Rotation der Trommel erzwingt und wobei das Kupplungsmittel eine Antriebsklaue (64) aufweist, und die Nockenbetätigungsvorrichtung und der Nockenmitnehmer Ansätze (70, 68) aufweisen, in die die Antriebsklaue rotierend eingreifen kann, wobei die Rotationspositionen der Antriebsklaue und der Ansätze so angeordnet sind, daß in einer Rotationsrichtung der Motorwelle an dem Ansatz der Nockenbetätigungsvorrichtung oder des Nockenmitnehmers die Antriebsklaue eingreift und den Ansatz gegen die Wirkungsrichtung des zuerst genannten Vorspannelementes (50) drückt und in der anderen Rotationsrichtung der Motorwelle am Ansatz des jeweils anderen Teils Nockenbetätigungsvorrichtung oder Nockenmitnehmer, die Antriebsklaue angreift und den Ansatz gegen die Wirkung des Vorspannelementes drückt.

9. Bremsmechanismus nach Anspruch 8, wobei durch den Angriff der Antriebsklaue (64) an Ansatz der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) oder des Nockenmitnehmers (40) die Trommel in Seilaufwickeirichtung gedrückt wird.

10. Bremsmechanismus nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Vorspannelement eine Verdrehungsfeder (50) ist, wobei ein Ende der Feder an der Welle (28) verankert ist, so daß sie dadurch rotierend an der Nockenbetätigungsvorrichtung (30) und an dem Nockenmitnehmer (40) und das andere Ende unter Spannung an dem jeweils anderen Teil, Nockenbetätigungsvorrichtung oder Nockenmitnehmer, befestigt ist, um eine relative Rotation dazwischen zu bewirken.

11. Winde, umfassend ein Gehäuse, eine Seiltrommelbaugruppe mit gegenüberliegenden Enden und einer zylindrischen Außenfläche, wobei die Trommelbaugruppe drehbar an dem Gehäuse und ein Seil an der Trommel montiert ist, wobei das Seil bei altern ierender Richtung der Trommel auf diese auf- und von dieser abgewickelt wird, und einen Bremsmechanismus gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.