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Getriebe, insbesondere für Hebezeuge Die Erfindung bezieht sich auf
ein Getriebe, insbesondere für Hebezeuge, und kann aber auch mit Vorteil in Verbindung
mit anderen Vorrichtungen Verwendung finden.
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Es sind Getriebe an Winden bekannt, die mit Umlattfverschubgetriebe
ausgerüstet sind. Bei diesen Getrieben sind zwei Bremsräder erforderlich. Demgegenüber
wird bei dem Gegenstand der Erfindung nur eine Trommel o. dgl. von gleichem oder
kleinerem Durchmesser gebraucht und mindestens einmal während jeder Umdrehung der
Welle Selbsthemmung erzeugt, ohne die Kraft zu vermehren, die n<itig ist, die
Vorrichtung anzutreiben und ohne besondere Bauelemente, wie Gesperre, verwenden
zu müssen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Getrieln nach der 1?rlindung
mit einer beträchtlichen Drehzahluntersetzung mittels weniger Getrieberäder arbeiten
kann, so daß mit kleiner Kraft eine schwere Last bewegt werden kann.
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Bei einer besonderen Ausführungsform bewegt sich das Getriebe längs
eines Seiles fort und kann dabei eine Last tragen.
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Schließlich ist eine Ausführungsform mit weniger und leicht herstellbaren
Einzelheiten als Winde ausgebildet.
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Die Besonderheiten der Erfindung und ihre Ausführung werden im folgenden
an Hand der Zeichnungen erklärt. Von diesen zeigt Fig. r einen senkrechten Schnitt
durch ein Getriebe nach der Erfindung, Fig. z eine Seitenansicht des Getriebes nach
Fig. r, Fig. 3 ein Wirkungsschema,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines
Getriebes in Verbindung mit einer Bergungswinde, Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß
Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform, Fig. 7 eine
Seitenansicht gemäß Fig. 6, Fig. 8 eine schematische Darstellung der Anwendungsmöglichkeit
gemäß Fig. 6 und 7, Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform,
Fig. io einen Längsschnitt durch eine Handwinde, Fig. i i eine Seitenansicht, zum
Teil im Schnitt der Ausführungsform gemäß Fig. io.
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Fig. i und 2 zeigen -ein Gehäuse aus zwei Hälften i und 2, die miteinander
durch Bolzen 3 verbunden sind. Zwei zylindrische Zahnkränze 4 und 5 mit außenliegenden
Zähnen sind im Innern des Gehäuses mittels der Schrauben 4 und 5' in gemeinsamer
Achse 6 befestigt. Eine Welle 7, deren Achse mit 6 zusammenfällt, ist in den Zahnkränzen,
4, 5 in Rollenlagern 8 und 9 gelagert. Nur das eine Wellenende ist aus dem Gehäuse
herausgeführt und mit einem Vierkant io versehen. Die Welle 7 ist mit zwei Exzentern
i i und 12 mit gemeinsamer Achse 13 versehen, die jeder ein Rollenlager 14 und 15
tragen. Diese ihrerseits tragen ein paar Zahnkränze 16 und 17 mit innenliegenden
Zähnen und eine Trommel 18 mit einem Seil i9. Das Zahnradgetriebe könnte auch durch
ein Friktionsgetriebe mit ineinanderlaufenden Reibrädern ersetzt werden, so daß
immer ein Rad das andere antreibt. Die Zahnkränze 16 und 17 und die Trommel 18 sitzen
koaxial mit den Exzentern 11, 12 und haben einen solchen Durchmesser, daß sie in
einem Punkt mit den Zahnkränzen 4, 5 kämmen. Ein Haken 2o, nur teilweise gezeichnet,
ist am Oberteil, und ein Ende des Seiles i9 ist an einem Auge 21 des Gehäuses 1,
2 befestigt.
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Wird die Welle 7 gedreht, so zwingen die Exzenter i 1, 12 die Zahnkränze
16, 17 auf den Zahnkränzen 4, 5 abzurollen, so daß die Zahnkränze 16, 17 während
jeder Umdrehung der Welle gegenüber den Zahnkränzen 4, 5 um einen Betrag bewegt
werden, der gleich der Differenz des Umfanges der Zahnkränze ist. Da diese Differenz
äußerst klein gehalten werden kann, kann ein hohes übersetzungsverhältnis erreicht
werden. Da die Zahnkränze 16, 17 mit der Trommel 18 verbunden sind, dreht sich diese
ebenfalls um einen kleinen Winkel bei jeder Umdrehung der Welle 7, so daß eine vergrößerte
Zugkraft am Seil i9 wirksam wird.
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Die Selbsthemmung der Vorrichtung wird an Hand der Fig. 3 beschrieben.
In diesem Wirkungsschema sind das Getriebe und die Trommel als Kreise dargestellt.
31 bedeutet einen feststehenden Zahnkranz mit seinem Mittelpunkt A (entsprechend
dem vorerwähnten Zahnkranz .4), 32 einen exzentrisch gelagerten Zahnkranz mit MittelpunktB
(entsprechend Zahnkranz 16), 33 die mit 32 verbundene Trommel mit Mittelpunkt B
und einer hängenden Last P. T ist der Berührungspunkt zwischen den Zahnkränzen 31
und 32.
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Sollte die Antriebskraft zu wirken aufhören in einem Augenblick, in
dem die Teile der Vorrichtung die Stellung in Fig. 3 einnehmen, so wird die Last
P mit dem Hebelarm a den Zahnkranz 32 um den Berührungspunkt T herum abwärts bewegen.
Infolgedessen bewegt sich auch der Mittelpunkt des Zahnkranzes abwärts, und der
Berührungspunkt wandert aufwärts, bis er bei T' annähernd in einer Linie mit der
Last P liegt und der Hebelarm a den Wert Null erreicht hat. Das Drehmoment der Last
hört also auf, die Teile der Vorrichtung beharren im stabileu Gleichgewicht, und
infolgedessen wirkt die Vorrichtung in dieser Stellung selbsthemmend. Auch im Punkt
T" hat der Hebelarm den Wert Null, und das Drehmoment verschwindet, aber das Gleichgewicht
ist instabil, wie leicht einzusehen ist. Wenn der Drehpunkt links der Last P in
Fig. 3 erscheint, wird ein Drehmoment auftreten, das eine solche Bewegung des Zahnkranzes
32 verursacht, daß der Berührungspunkt wieder nach T' wandert, wo die Selbsthemmung
eintritt.
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Wenn die Trommel 33 denselben Durchmesser hat wie der Zahnkranz
32, genauer gesagt wie der Teilkreis des Zahnkranzes 32, geht die Richtung der Kraft
P durch den Punkt T, und sie hat den Hebelarm Null, wenn der Zahnkranz 32 die Stellung,
wie in Fig. 3 gezeigt, einnimmt. Folglich besteht in dieser Stellung Selbsthetnmung.
Andererseits bleibt, wenn der Durchmesser der Trommel 33 größer als der des Teilkreises
ist, in jeder Stellung des Getriebes ein endlicher Betrag des Abstandes zwischen
Kraftrichtung der Last und Berührungspunkt bestehen, so daß der Hebelarm und damit
das Drehmoment nicht zu Null werden. In solchem Falle .der Ausführung der Zeichnung
tritt also keine Selbsthemmung ein.
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Die symmetrische Anordnung der Zahnkranzpaare 4, 16 und 5, 17 ist
zur gleichmäßigen ,Verteilung der Last auf Welle und Rollenlager vorgenommen, aber
auf eines dieser Paare könnte offensichtlich verzichtet werden.
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Die Ausführung des Hebezeuges nach Fig.4, 5 soll dem Verwendungszweck
dienen, einen Gegenstand zu bewegen und speziell ein -Motorfahrzeug zu bewegen,
das von der Fahrbahn abgekommen ist. Ein Gehäuse, das aus den Hälften 41 und 42
besteht, ist inwendig mit zwei zylindrischen Zahnkränzen 43 und 44, je einer in
jeder Hälfte, versehen, die eine gemeinsame Achse haben. Eine Welle 45 mit einer
Handkurbel 46 ist in dem Gehäuse 41, 42 konzentrisch zu den Zahnkränzen 43, 44 gelagert.
Die Welle 45 trägt einen Exzenter 47, auf dem die Trommel 48 gelagert ist. Die Trommel
48 ist an jeder Seite mit Zahnkränzen 49 und 50 versehen, die mit dem Exzenter
47 eine gemeinsame Achse haben. Die Zahnkränze 49, 50 haben innere Zähne, die in
die Zahnkränze 43, 44 eingreifen. Ein Seil 51 ist mit einigen Windungen ; um die
Trommel 48 gewunden, und eine Rolle 52 drückt gegen die Seilwindungen. Die Rolle
52 ist in einem Halter 53 gelagert, der gegenüber der Trommel 48 mit einer Feder
54 radial verstellt werden kann, um das von der Trommel ablaufende Seilende mit
der nötigen Reibung an die Trommel
zu pressen. Ein Stift 55 ist
am Halter befestigt und ragt aus (lern Gehäuse .4i, 42 heraus, an dem noch zwei
(lugen 56 vorgesehen sind.
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Die Vorrichtung nach Fig.4 und 5 kann beispielsweise zum Abschleppen
von Motorfahrzeugen verwendet werden. Der obere Teil der Vorrichtung von Fig. 5
ist rni-t (lern Fahrzeug Vierbunden und der untere mit den Augen 56 an einem aufrechten
Gegenstand befestigt. Wird die Kurbel 46 und damit die "Trommel 4@#, gedreht, so
wird der obere Teil des Seiles und damit (las Fahrzeug eingeholt. 'Protz der beträchtlichen
Zugkraft am oberen Seilende genügt eine verhältnismäßig kleine Kraft am anderen
Seilende. Letztere wird durch den Druck erzeugt, mit (lern die Rolle 52 gegen die
Seilwindungen auf der "Trommel drückt.
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Da der wirksame Teil der Trommel den gleichen oder einen kleineren
Durchmesser als die exzentrischen Zahnkränze hat, und das Getriebe eine große Übersetzung
hat, besteht Selbsthemmung bei jeder Umdrehung. Außerdem wird eine sehr große Zugkraft
ausgeübt. Dennoch ist die Vorrichtung leicht zu fertigen und einfach im Wagen unterzubringen.
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Das Hebezeug in Fig. 6 bis 8 entspricht im wesentlichen (lern in Fig.
4 und 5 dargestellten, und die Teile der Fig. 6 bis 8, die denen in Fig. 4 und 5
entsprechen, tragen die gleichen Bezugsziffern. Um die Trommel 48 sind einige Windungen
eines Seiles gelegt, das einen oberen Teil 57
und einen unteren 58 hat. Das
Gehäuse 41, 42 besitzt senkrecht unter dem Seilende 57 ein Auge 59. Dieses Seil
57 ist, wie Fig. 8 zeigt, festgelegt, und das andere Seil 58 trägt ein Gewicht 6o.
An dem Auge 59 ist ein zweites Seil 61 mit einem Sitz 62 befestigt.
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Das Hebezeug nach Fig. 6 bis 8 ist für die Benutzung durch Arbeiter
gedacht, die an einer senkrechten Wand arbeiten müssen, z. B. an einer Mauer, einer
Schiffswand o. dgl., und die Höhe ihres Arbeitsplatzes mit der fortschreitenden
Arbeit verstellen rniissen. Der Arbeiter sitzt im Sitz 62, die Trommel 48 befindet
sich wegen der Selbsthemmung im Stillstand, und das Seil hält unter (lern Gewicht
6o Verbindung mit der Trommel. Wenn der Arbeiter seinen Sitz ab- oder aufwärts bewegen
will, braucht er nur die Kurbel 46 in der entsprechenden Richtung zu drehen, ohne
daß er eine Unterstützung benötigte. Indem er das Gewicht lüftet, und so das Seil
über die Trommel gleiten läßt, kann er sich ebenfalls herablassen.
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Fig. 9 zeigt ein Hebezeug mit Trommel und Zahnkränzen, ähnlich Fig.
4 und 5, aber die Welle 45 trägt ein Kettenrad 63, das über eine Kette 64. mit einem
anderen Kettenrad 65 verbunden ist, das seinerseits über eine Reibungskupplung 66
mit einer zweiten Welle verbunden ist, auf der die Haspel 68 sitzt. Das Kettenrad
ist parallel zur Trommel angeordnet, es könnte aber ebenso gut in einer zur Trommel
senkrechten Ebene liegen.
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Wenn die Kurbel .46 gedreht wird, so daß das geilen de 57 auf der
Trommel 48 aufgewickelt wird, treibt das Kettenrad 63 über das Rad 65 die Haspel
68 an und wickelt das Seilende 58 auf der Haspel auf in dem Maße, wie dieses von
der Trommel abgewickelt wird. Durch passende Bemessung der Kettenräder im Verhältnis
der Durchmesser von Trommel und Haspel und passende Wahl der Reibung in der Reibungskupplung
66 wird das Seilende 58 straff gehalten, ohne daß diese Straffheit übergroß werden
könnte, da dann die Reibungskupplung 66 gleitet.
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Fig. io und i i zeigen die Verwendung der Erfindung als Handwinde.
In einem Ständer 71 ist ein Zahnkranz 72 mit Innenzähnen befestigt. Konzentrisch
zu diesem ist eine Welle 73 im Ständer gelagert, die auf einem Exzenter 74 einen
Zahnkranz 75 im Eingriff mit dem Zahnkranz 72 trägt. Die Welle 73 ist mit einer
Handkurbel 76 versehen. Dem Zahnkranz 75 ist weiter ein Kettenrad 77 angefügt,
von dem eine Kette 78 zu einem zweiten Kettenrad 79 läuft, das über eine
einstellbare Reibungskupplung 8o mit einer Trommel 81 verbunden ist. Kettenrad 79,
Reibungskupplung 8o und Trommel 81 sind auf einer Welle 82 gelagert und diese ihrerseits
im Ständer 71. Eine Spannrolle 83 mit Feder wirkt auf die Kette 78 und hält diese
ständig gestreckt.
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Bei dem beschriebenen Hebezeug führt der Zahnkranz 75 und mit diesem
das Kettenrad 77 während der Umdrehung eine exzentrische Bewegung aus, deren Einfluß
auf die Straffheit der Kette -durch die nachgiebige Spannrolle kompensiert
wird. Auch dieses Hebezeug besitzt Selbsthemmung während jeder Umdrehung der Kurbel
76, und wenn man eine Last senken will, ohne die Kurbel zurück zu drehen, braucht
man nur mittels eines (nicht gezeichneten) Handhebels die Reibung in der Reibungskupplung
8o zu vermindern, und die Last dreht die Trommel 81 rückwärts und wickelt die Seilwindungen
von der Trommel ab.
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Selbstverständlich sind über die hier an Hand von Beispielen gegebenen
Erläuterungen verschiedener Abwandlungen der Merkmale der Erfindung hinaus weitere
spezielle Anwendungen möglich, ohne daß von den Merkmalen der Erfindung abgewichen
würde. Deshalb gelten alle Ausführungsformen von Vorrichtungen als unter die Erfindung
fallend.