DE7317950U - Schaltgetriebe fuer schiffs-schwergutwinden - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DlPL.-lNG. BUSCHHOFF DIPL.-ING. HENNICKE DIPL.- ING. VOLLBACH

5 KOLN/RH.

KAISER-WILHELM-RING 24

Rtg.-Nr.

am»!., r ₇, _ΛΠ Qc_{n n} I Qw 2440 1 koln, den 26.4.1973

G 73 17 950.7 biH.on_e.b.n— vo/wo

Anra.: Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia 4670 Lünen

Titel: Schaltgetriebe für Schiffs-Schwergutwinden

Die Erfindung betrifft ein Mehr^ang-Schaltgetriebe für Schiffs-Schwergutwinden mit mechanischer Getriebeumschaltung.

Schiffswinden weisen im allgemeinen ein Getriebe mit 2-Gang-Schaltung auf. Dies bietet die Möglichkeit, zwei unterschiedlich große Lasten mit zwei verschieden großen Seilgeschwindigkeiteii UuZUSChlagexi. Eine Vex'-kürZüng der IMschlägZei"t ist dabei nur durch erhöhte Leerhaken-Geschwindigkeit, z.B. bei Verwendung eines mehrfach polumschaltbaren Elektro-Drehstrommotors möglich.

Da bei der Be- und Entladung von Schiffen im Regelfall nacheinander unterschiedliche Lasten gehoben werden müssen, ist eine optimale Anpassung der Seilgeschwindigkeit an die jeweils angehängte Last mit den herkömmlichen Schaltgetrieben nicht möglich. Es ergeben sich daher bei den bekannten Winden mit nur zwei mechanisch betätigten Schaltstufen beträchtliche Umschlagzeiten und entsprechend hohe Beladungskosten.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe für Schwergutwinden mit verhältnismäßig geringem Bauaufwand so herzurichten, daß sich eine erheblich

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bessere Anpassung der Seilgeschwindigkeit an die jeweils angehängte Last erreichen läßt, um damit die Umschlagzeiten zu verkürzen und die Kosten für den Güterumschlag zu senken.

Gemäß der Erfindung weist das Schaltgetriebe außer der mechanischen Getriebeumschaltung eine hiervon unabhängig fernbetätigte Getriebeumschaltung mit mindestens zwei zusätzlichen Schaltstufen auf.

Bei einer solchen Ausführung des Schaltgetriebes lassen sich mindestens vier Nennlast-Seilgeschwindigkeiten erreichen, so daß eine gute Anpassung an die gerade angehängte Last möglich ist. Erfindungsgemäß läßt sich also ein Stirnradgetriebe mit 4-Gang-Schaltung schaffen, welche in zwei 2-Gang-Schaltungen aufgeteilt ist· von denen die eine mechanisch direkt am Getriebe betätigt und die andere fern- > betätigt wird. Mittels der mechanisch am Getriebe betätig- I ten 2-Gang-Schaltung kann zunächst die Zugkraft und die Ge- ' schwindigkeit entsprechend den Erfordernissen vorgewählt : werden. Während des Umschlages kann dann entsprechend den jeweiligen Bedingungen von einer Bedienungsstelle aus eine Erhöhung der Seilgeschwindigkeit und damit eine Verkürzung der Umschlagzeit bei entsprechend kleinerer Last mit Hilfe | der fernbetätigten Getriebe-2-Gang-Schaltung erzielt wer- ; den, ohne daß hierbei die mechanische Getriebeumschaltung ! betätigt zu werden braucht. Auf diese Weise wird erreicht, j daß ein für ausgesprochen große Lasten ausgelegtes Schwer- j gutgeschirr auch bei verhältnismäßig kleinen Lasten wirt- j schaftlich eingesetzt werden kann, ohne daß hierbei beson- I dere zusätzliche Verladeeinrichtungen vorgesehen werden \

müssen. Die mit dem erfindungs gemäß en Schaltgetriebe aus- J gestattete Schwergutwinde erlaubt daher einen optimalen \ Ausnutzungsgrad. I

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Geiiiäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die fernbetätigte Getriebeumschaltung zwei auf einer Getriebewelle frei drehbar gelagerte Schaiträder auf, die jeweils durch eine fernbetätigte Kupplung, wie insbesondere eine elektromagnetisch betätigte Kupplung, mit der Welle drehßchlüssig kuppelbar sind. Die mechanische Getriebeumschaltung weist zweckmäßig auf einer gemeinsamen Welle drehßchlüssig, jedoch axial verschiebbare, vorzugsweise zu einem Block vereinigte Schalträder auf. Die Schalträder der fernbetätigten Getriebeumschaltung stehen in dauerndem Zahneingriff mit Stirnrädern einer Getriebe-Zwischenwelle, euf der Ritzel sitzen, welche wahlweise mit den verschiebbaren Schalträdern der mechanischen Getriebeumschaltung in Eingriff gebracht werden können. Es empfiehlt sich, der Getriebewelle, auf der die verstellbaren Schalträder der mechanischen Getriebeumschaltung sitzen, eine Haltebremse zuzuordnen.

Die auf einer gemeinsamen Getriebewelle angeordneten fernbetätigten Kupplungen werden vorzugsweise so ausgebildet, daß sie unter Strom schließen und im stromlosen Zustand unter Federkraft lüften. Es empfiehlt sich, eine Riegelvorrichtung vorzusehen, welche die beiden Kupplungen gegeneinander verriegelt, derart, daß jeweils nur eine der beiden Kupplungen einschaltbar ist und damit ein unbeabsichtigtes Einschalten beider Kupplungen verhindert wird. Vorzugsweise empfiehlt es sich, die Kupplungen so mit der Antriebsmaschine zu verriegeln, daß ein Einschalten der Antriebsmaschine erst nach erfolgtem Einschalten einer der beiden Kupplungen möglich ist. Für das Ein- und Ausschalten der Antriebsmaschine und für die fernbetätigte Getriebeumschaltung wird zweckmäßig ein gemeinsames Betätigungsorgan vorgesehen. Die Fernbetätigung kann über ein Steuerkabel, ge-

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gebenenfalls aber auch auf drahtlosem Wege unter Verwendung eines Senders und eines die Sendeimpulse empfangenden, an der "winde angeordneten Empfängers erfolgen.

Für die mechanische Getriebeumschaltung kann, wie üblich, ein Schalthebel od.dgl. am Getriebe angeordnet sein. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß der Schalthebel in seinen Schaltstellungen ein die Einschaltung der Antriebsmaschine normalerweise sperrendes Sperrorgan entriegelt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Antriebsmaschine nur dann in Betrieb gesetzt werden kann, wenn die mechanische Getriebeumschaltung auf eine der beiden Schaltstufen geschaltet ist.

Um eine Überlastung der Kupplungen auszuschließen, empfiehlt es sich, eine Lastmeßvorrichtung im Getriebe oder in der Antriebsmaschine vorzusehen, welche bei Lastüberschreitung die Antriebsmaschine selbsttätig ausschaltet und zugleich die Haltebremse selbsttätig schließt. Während die Last von der Haltebremse gehalten wird, kann die mechanische Getriebeumschaltung mittels des Handhebels od.dgl. auf die höhere Laststufe und entsprechend kleinere Seilgeschwindigkeit umgeschaltet werden.

Falls sich während des Umschaltens der mechanisch betätigten Schaltstufen die Stellung "Zahn vor Zahn" ergibt, kann die Unterbrechung der Stromzuführung zu der Antriebsmaschine vorübergehend mit Hilfe eines handbetätigten Schaltorgans, wie zweckmäßig eines Druckknopfes, überbrückt werden. Bei Betätigung dieses Schaltorgans werden die Bremse und gegebenenfalls auch die Antriebsmaschine kurzzeitig an den Strom gelegt, um die genannte Sperrstellung "Zahn vor Zahn" aufzuheben.

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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den einzelnen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig.. 1 schematisch in Teil-Seitenansicht eine Schwergutwinde, die mit dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe ausgerüstet ist;

Fig. 2 schematisch ein Getriebe mit 4-Gang-Schaltung gemäß der Erfindung, welches bei der Schwergut- H winde gemäß Fig. 1 Verwendung findet.

Die dargestellte Schwergutwinde 10 weist- auf ihrer Grundplatte 11 in üblicher Weise eine von einem Gehäuse 12 abgedeckte Windentrommel nebst ihrem Antrieb, bestehend aus einem (,.licht dargestellten) Antriebsmotor und einem Schaltgetriebe 13» auf.

Gemäß Fig. 2 besteht das Schaltgetriebe aus einem Stirnradgetriebe, welches mit einer 4-Gang-Schaltung ausgestattet ist. Auf einer an der Antriebsseite des Getriebes angeordneten Getriebewelle 14 ist endseitig ein Antriebsrad 15 aufgekeilt, welches mit der (nicht dargestellten) Antriebsmaschine, zweckmäßig einem Elektromotor, in antriebsmäßiger Verbindung steht. Mit 16 und 17 sind die Lager der Welle bezeichnet. Auf der Welle 14 sind zwei Schalträder 18 und mittels Lager 20 und 21 frei drehbar gelagert. Neben diesen Schalträdern 18 und 19 sind auf der Welle 14 z.B. elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplungen 22 und 23 angeordnet, an welchen die Schalträder 18 und 19 mittels Schrauben 24 angeflanscht sind. Die Kupplungen 22 und 23 sind so ausgebildet, daß sie unter Strom schließen und bei Abschaltung des Stromes unter Federkraft lüften. Durch eine (nicht dargestellte) elektrische Verriegelung der beiden Kupplungen ist

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sichergestellt, daß jeweils nur eine der "beiden Kupplungen j an den Strom gelegt werden kann. Die andere Kupplung ist da- -her gelüftet, so daß das ihr zugeordnete Schaltrad keine drehschlüssige Verbindung mit der Getriebewelle 14 hat.

Die beiden Schalträder 18 und 19 stehen in dauerndem Zahneingriff mit zwei Stirnrädern 25 und 26, die auf einer,.¹ Getriebe-Zwischenwelle 27 aufgekeilt sind. Die Zwischenwelle ist in Wellenlagern 28 und 29 im Getriebegehäuse gelagert. Auf der Zwischenwelle 27 sitzen zwischen den Stirnrädern 25 und 26 zwei Ritzel 30 und 31, die mit Schalträdern 32 und zusammenarbeiten. Die Schalträder 32 und 33 sind zu einem Block zusammengefaßt; sie sind gemeinsam auf einer Getriebewelle 34 in Längsrichtung dieser V»elle verschiebbar, wobei sie zugleich drehschlüssig mit dieser Welle verbunden sind. Die Verstellung der Schalträder 32, 33 erfolgt über ein (nicht dargestelltes) Schaltgestänge mit Hilfe eines Schalthebels S (Fig. 1). Je nach Schaltstellung gelangt das Schaltrad 33 in Zahneingriff mit dem Ritzel 31 oder das Schaltrad 32 in Eingriff mit dem Ritzel 30. Das Ritzel 30 weist einen kleineren Durchmesser auf als das Ritzel 31, während das Schaltrad 33 int Durchmesser kleiner ist als das andere Schaltrad 32. Es ergibt sich auf diese Weise eine mechanische Getriebeumschaltung mit zwei Schaltstufen bzw. Getriebeübersetzungen. Die Welle 34 ist in Wellenlagern 35 und 36 gelagert. Mit 37 ist ein an der Abtriebsseite des Stirnradgetriebes auf der Welle 34 sitzendes Getrieberad bezeichnet, welches in antriebsmäßiger Verbindung mit der anzutreibenden Windentrommel steht. Der Welle 34 ist, wie bekannt, eine elektrisch betätigte Haltebremse, zweckmäßig eine Doppel-Backenbremse, zugeordnet, welche in der Lage ist, die Welle 34 unter Last zu halten.

In der Mittelstellung der mechanischen Getriebeumschaltung

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stehen die beiden Schalträder 32 und 33 außer Eingriff mit den Ritzeln 30 und 31> so daß der Kraftfluß zwischen Antriebs- und Abtriebsseite unterbrochen ist. Der Schalthebel S weist eine mechanische Verriegelung V auf, die nur in den beiden Einschalxstel3 ungen der Schalträder 32, 33 sichtbar einrastet.

Dia beiden Schalträder 18 und 19 mit den Kupplungen 22 und bilden zusätzliche Schaltstufen einer fernbetätigten Getriebeumschaltung. Die Fernbetätigung der, zweckmäßig aus elektromagnetischen Lamellenkupplungen bestehenden Kupplungen 22 und 23 kann von einer entfernt liegenden Bedienungsstelle aus über ein Steuerkabel od.dgl. erfolgen. Das Getriebe darf nur im Stillstand geschaltet werden. Aus diesem Grund sind in die Steuerung der fernbetätigten Getriebeumschaltung Zeitrelais eingebaut, die ein Einschalten der einen Kupplung nur nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Lüften der anderen Kupplung zulassen. Ein Anfahren der Antriebsmaschine ist erst nach dem Einschalten einer der beiden Kupplungen 22, 23 möglich. Die jeweils eingeschaltete Kupplung läßt sich nur nach vorherigem Abschalten der Antriebsmaschine wieder lüften. Das Ein- und Ausschalten der Antriebsmaschine und die Wahl der fernbetätigten Getriebeumschaltung erfolgen zweckmäßig mittels eines einzigen Steuerorgans, z.B. eines Steuerhebels od.dgl. Bei der mechanisch betätigten Getriebeumschaltung wird die Stromzufuhr zur Antriebsmaschine durch einen mit dem Schalthebel S verbundenen Endschalter kontrolliert. Die Antriebsmaschine kann nur eingeschaltet werden, wenn sich der Schalthebel S in einer der beiden Einschaltstellungen befindet. Falls sich während des Umschaltens die Stellung "Zahn vor Zahn" ergibt, kann die Unterbrechung der Stromzufuhr vorübergehend mit Hilfe eines DruckknopfSchalters DS überbrückt werden (Fig. 1). Beim Betätigen des Druckknopfsehalters werden die Antriebsmaschine

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und die Bremse kurzzeitig an den Strom gelegt, um die Sperrstellung "Zahn vor Zahn" durch geringfügige Weiterdrehung der Stirnräder zu "beseitigen. Die elektromagnetisch lüftende Haltebremse ist so ausgelegt, daß bei eingeschalteter Antriebsmaschine die Nennlast sicher abgebremst wird, wenn die Stromversorgung ausfällt oder ein Not-Aus-Schalter betätigt wird.

Unterhalb des in Fig_r 1 bei L dargestellten Lagers der Getriebewelle kann ein (nicht dargestellter) Druckkraftaufnehmer bekannter Ausführung als Lastmeßvorrichtung angeordnet sein. Er hat die Aufgabe, die bei den verschiedenen Getriebe-Schaltstellungen (mit Ausnahme der größten Überisetzung) auftretende Last zu ermitteln, um die wahrend des Betriebszustandes jeweils eingeschaltete Kupplung 22 oder £3 vor Überlastung zu schützen. Die Lastmeßvorrichtung könnte aber auch α em Windenantrieb zugeordnet sein. Aufgrund der Getrieb e-4-Gan,=;-Schaltung ergeben sich insgesamt vier Getriebeübersetzungen. Die am Abtrieb zulässige Hennlast hängt von der vorgewählten GetriebeüberSetzung ab. Wird diese Last bei eingeschalteter Antriebsmaschine um z.B. 10% überschritten, dann bewirkt die Lastmeßvorrichtung ein selbsttätiges Ausschalten der Antriebsmaschine und ein Schließen der Haltebremse.

Es ist erkennbar, daß die größte Seilgeschwindigkeit bei kleinster Zugkraft dann vorliegt, wenn in der mechanischen Getriebeumschaltung das Ritzel 31 in Zahneingriff mit dem kleineren Schaltrad 33 steht und wenn zugleich in der fernbetätigten Getriebeumschaltung das größere Schaltrad 19 mit eiern Stirnrad 26 in antriebsmäßiger "erbindung steht. Umgekehrt ergibt sich die kleinste Seilgeschwindigkeit bei größter Zugkraft dann, wenn das kleinere Ritzel 3C in Zahnein-

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griff mit dem größeren Schaltrad 32 der mechanischen Getriebeumsohaltung steht und wenn der Kraftfluß von der Antriebszur Abtriebsseite über die Stirnräder 18 und 25 erfolgt. Bei jeder der beiden Schaltstellungen der beiden Schalträder 32 und 33 der mechanischen Getriebeunischaltung läßt sich somit das Übersetzungsverhältnis über die fernbetätigte Getriebeumschaltung ändern.

Das Stirnradgetriebe ist in einem staub-, öl- und wasserdichten Getriebegehäuse untergebracht. Die Schmierung erfolgt durch Eintauchen der Getrieberäder in ein Ölbad. Ein gekapselter Atmungsfilter AF (Fig. 1) ermöglicht einen ständigen Druckausgleich zwischen dem Getriebeinnenraum und der Atmosphäre. Die elektrische Antriebsmaschine ist, wie üblich, an das Getriebegehäuse angeflanscht. Über ein auf der Motorvrelle drehschlüssig angeordnetes Antriebsritzel und das Zahnrad 15 an der Getriebeeingangsseite wird das Getriebe direkt angetrieben.

Die Fernbetätigung der Kupplungen 22 und 23 erfolgt im allgemeinen auf elektrischem Wege. Es wäre aber auch denkbar,

die Fernbetätigung auf andere Weise, z.B. mittels hydrau- g|

lischer oder pneumatischer Steuerleitungen, zu bewirken. g

Auch wäre es möglich, die Ritzel 30 und 31, gegebenenfalls *■*

zu einem Block vereinigt, auf der Welle 27 verschiebbar an- _α

zuordnen. In diesem Fall sind die Zahnräder 32 und 33 auf *-&

der Welle 34 unverschiebbar angeordnet. C**

Claims (7)

PATENTANWÄLTE DlPL.-lNG. BUSCHHOFF DlPL.-lNG. HENNICKE Dipl.- Ing. VOLLBACH KÖLM/RH. KAISER-WILHELM-RING 2* Rag.-Nr. Q 73 17 950 7 I Gv 2440 I Köln, den 28.11.1977 Gewerkschaft Eisenhütte Westfalfa"""*" vo/wo 4670 Lünen Schutzansprüche :

1. Mehrgang-Schaltgetriebe für Schiffs-Schwergutwinden mit mindestens vier Schaltstufen und mit einer fernbetätigten Getriebeumschaltung, bestehend aus über fernbetätigte Kupplungen schaltbaren Schalträdern, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe zusätzlich zu der fernbetätigten G etrieb endschaltung noch eine nur mechanisch direkt am Getriebe betätigte Getriebeumschaltung (32, 33) zur Vorwahl der Seilzugkraft und Seilgeschwindigkeit aufweist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fernbetätigte Getriebeumschaltung zwei auf einer Getriebewelle (14) frei drehbar gelagerte Schalträder (18, 19) aufweist, die Jeweils durch eine fernbetätigte Kupplung (22, 23)» wie insbesondere eine elektromagnetisch betätigte Kupplung, mit der Welle (14) drehschiüssig kuppelbar sind.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Getriebeumschaltung auf einer gemeinsamen Welle drehschlüssig, jedoch axial verschiebbare, vorzugsweise zu einem Block vereinigte Schalträder (32, 33) aufweist.

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4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalträder (18, 19) der fernbetätigten Getriebeumschaltung in dauerndem Zahneingriff mit Stirnrädern (25, 26) einer Getriebe-Zwischenwelle (27) stehen, auf der die verschiebbaren Schalträder (32, 33) oder die mit diesen wahlweise in Eingriff zu bringenden Ritzel (30, 31) der mechanischen Getriebeumschaltung sitzen.

5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die verstellbaren Schalträder (32, 33) der mechanischen Getriebeumschaltung aufweisenden Getriebewelle (34) eine Haltebremse zugeordnet ist.

6. Schaltgetriebe nach iinem der Ansprüche 1 bis 5, g e kennzeich ti et durch ein gemeinsames Betätigungsorgan für das Ein- und Ausschalten der Antriebsmaschine und die ferribetätigte Getriebeumschaltung.

7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schalthebel (S) od.dgl. für die mechanische Getriebeumschaltung, der in seinen Schaltstellungen ein die Einschaltung der Antriebsmaschine normalerweise sperrendes Sperrorgan entriegelt.

6. Schaltgetriebe nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein handbetätigtes Schal torgai. (DS), wie z.B. einen Druckknopf, das bzw. der bei Betätigung die Verriegelung der Antriebsmaschine kurzzeitig aufhebt und damit die Antriebsmaschine kurzzeitig einschaltet und die Bremse kurzzeitig lüftet.

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