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Motorwinde Die Erfindung betrifft Motorwinden und insbesondere eine
Winde oder Zugtrommel zum Aufwinden eines Stahldrahtes oder Kabels gegen eine hohe
Belastung, beispielsweise durch einen Fesselballon, wobei die Belastung bis nahe
an die Zerreißspannung des Kabels ansteigen kann.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Winde oder Zugtrommel,
die gegen hohe schwankende Belastungen ohne Schlupf und ohne die Gefahr eines Kabelbruches
infolge von Spannungen, die durch das Arbeiten der Winde hervorgerufen werden, und
zusätzlich zu oder unabhängig von der durch die Last hervorgerufenen Spannung entstehen,
arbeiten kann.
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Die Erfindung besteht hauptsächlich in einer Anordnung, bei welcher
das Kabel um einen Teil des Umfangs einer Windentrommel, dann in gleicher Weise
um eine ebenfalls angetriebene Hilfstrommel oder ein Rad geführt wird, anschließend
ein zweites Mal um einen Teil des Umfangs der Kraftwindentrommel und nunmehr wieder
über die Hilfstrommel oder das Hilfsrad usw., bis eine genügende Gesamtlänge des
Kabels sich in Kontakt mit den angetriebenen Trommeln befindet. Weiter ist die Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der einen Trommel relativ zu der der anderen
Trommel so geneigt ist, daß das Kabel von einer Rille der einen Trommel unmittelbar
in eine Rille der anderen Trommel übergeleitet wird, von welcher ihrerseits das
Kabel unmittelbar in eine andere Rille der ersten Trommel einläuft, bis die notwendige
Zahl
von Kabelwind-ungen-auf den Trommeln, und zwar jede derselben
in einer Rille liegend, erreicht ist.
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Der Winkel der Trommelachsen zueinander wird so bemessen, daß die
beschriebene gegenseitige Ausrichtung der Rillen gesichert wird, wobei das Verhältnis
zwischen dem durch das Kabel ausgeübten Zug an dessen auflaufendem Ende und der
Spannung am ablaufenden Ende, die notwendig ist, um diesen Zug aufrechtzuerhalten,
durch die Summe von Winkelgraden der Trommelumfangsteile bestimmt ist, auf welchen
sich das Kabel im Kontakt mit den Trommeln befindet.
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Es sind bereits Aufwindevorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen
das Zugseil auf zwei einander gegenüberliegende, mit Umfangsrillen versehene Trommeln,
die auf einer gemeinsamen Unterlage angeordnet sind, aufgewunden wird, von denen
die eine angetrieben wird,, während die andere frei drehbar ist und ihre Achse relativ
zu der Achse der anderen Trommel geneigt ist, so daß das Seil auf und rund um jede
Trommel in einer Ebene rechtwinklig zu ihrer Achse läuft.
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Die Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von diesen älteren
Vorschlägen darin, daß beide Trommeln angetrieben werden, so daß der Zug, der auf
das Kabel durch die Winde ausgeübt wird, an jedem Berührungspunkt des Kabels mit
den Tromrneln angreift und derart das obenerwähnte Verhältnis zwischen dem Zug am
auflaufenden Ende des Kabels und der Spannung, die am ablaufenden Ende zur Aufrechterhaltung
des Zuges notwendig ist, gesichert wird.
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Eine Methode, um diese Verschiebung der Hilfs-oder der Aufwindetrommel
zu bewirken, besteht darin, daß ein schräg verzahnter Stirnradantrieb verwendet
wird, wobei ein rechtsseitig treibendes Zahnrad in linksseitig schräg verzahnte
Zahnräder für die Trommeln eingreift und der Verschiebungswinkel gleich der Ganghöhe
einer Tromtnelrille ist.
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Das Kabel gelangt schließlich zu einem Aufnehmeglied von geeigneter
Ausbildung wie einer Aufwindetrommel; wobei die Wirkung der gemäß der Erfindung
vorgesehenen Zugtrommel darin besteht, das Verhältnis zwischen dem Zug, der auf
der einen Seite erforderlich ist und dem, der auf der anderen Seite ausgeübt wird,
zu verringern, das durch die Beziehung nach der folgenden Formel bestimmt ist:
Hierbei ändert sich die sich ergebende Spannung gemäß einer logarithmischen Kurve
in Abhängigkeit von dem Reibungskoeffizienten zwischen dem Kabel und der Trommel
und der Anzahl von Winkelgraden, auf welchen sich das Kabel in Kontakt mit der Oberfläche
der Trommel befindet.
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In der vorstehenden Formel ist T1 der auf den Draht, welcher auf die
Trommel aufgewunden wird, ausgeübte Zug und T2 der Zug auf den Draht, der von der
Trommel abgewunden wird. n ist der Gesamtwinkel, der durch die Gesamtlänge des Drahtes,
die sich in Kontakt mit der Trommel befindet, gegeben ist, und zwar in Graden ausgedrückt.
,u ist der Reibungskoeffizient zwischen dem Draht und der Trommel.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird die Gesamtlänge des Kabels,
welches auf der Trommel aufliegt, in eine Zahl von Einzelabschnitten unterteilt,
deren jeder sich über einen Teil des Trommelumfangs erstreckt und von dem nächsten
Abschnitt durch einen Kabelabschnitt getrennt ist, der um eine Hilfstrommel herumgeführt
ist.
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Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen an Hand der Abbildungen
beschrieben, von denen Fig. i eine schematische Darstellung einer Motorwinde nach
der Erfindung ist; Fig. 2 ist ein Grundriß des Windenmechanismus teilweise im Schnitt,
und Fig. 3 läßt schematisch den Winkel zwischen den Trommelachsen erkennen, welcher
durch die Verwendung eines Schrägstirnradgetriebes erzielt wird.
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In Fig. i ist die Verwendung der neuen Motorwinde als solche für einen
Fesselballon dargestellt, wobei das Babel A um ein Paar von Ablauftrommeln B läuft
und von da auf die Windentrommeln C und D, um schließlich auf eine Aufwindetrommel
E aufzulaufen.
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Bei der praktischen Ausführung ist die Trommel C fest auf einer Welle
i und die Trommel I) fest auf einer Welle 2 angeordnet. Beide Wellen sind in Kugellagern
o. dgl. 3 in einem festen Metallgehäuse 4 gelagert. Jede der Trommeln C und D ist
mit einer Reihe von Umfangsrillen 9 versehen, welche das Kabel A aufzunehmen haben.
Die Wellen i und 2 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, so angeordnet, daß je eine
derselben auf jeder Seite einer Hauptantriebswelle 5 liegt, auf der fest ein Ritzel
6 mit Schrägverzahnung sitzt. Die Welle 5 ist in geeigneten Lagern in dem Gehäuse
,4 gelagert. Das Ritzel 6 greift in Stirnräder 7 und 8 mit Schrägverzahnung ein,
wobei die Schrägzähne des Radces 8 entgegengesetzt zu der Zahnung des Ritzels 6
verlaufen, während die Schrägverzahnung des Stirnrades 7 gleichsinnig mit der des
Stirnrades 8 läuft, so daß eine relative Neigung der beiden Wellen i und 2 zueinander
möglich wird. Der Winkel und die Richtung dieser Verschwenkung sind so bemessen,
daß das unmittelbar von einer Umfangsrille g der einen Trommel ablaufende Kabel
in eine damit fluchtende kille g der anderen Trommel einlaufen kann und dies fortlaufend
von einer Rille der einen Trommel zu einer der anderen, bis alle Rillen mit dem
Kabel gefüllt sind. Auf der Welle 5 fest sind Kettenräder io angeordnet, die von
einer geeigneten Kraftquelle aus angetrieben werden.
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Das Gehäuse4 kann an der mit Rillen versehenen Fläche der angetriebenen
Windentrommel D, wie bei i i dargestellt, offen sein, und das Kabel läuft von hier
auf die synchron angetriebene Aufwindetrommel E auf.
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Im Betriebe läuft (las ankommende Kabel A von
den
Auflauftrommeln B auf die erste Umfangsrille der angetriebenen Windentrommel D auf
und um einen Teil des Umfangs derselben herum 'zurück nach der damit fluchtenden
Rille der Trommel C, wie oben erläutert, wobei die relative Neigung der Wellen i
und a gegeneinander ein Fluchten des Kabels mit den zugeordneten Rillen beider Trommeln
ermöglicht. Der Winkel zwischen den Trommeln wird so bestimmt, daß dieses Fluchten
zwischen den gegenüberliegenden Rillen der Trommeln C und T) sichergestellt wird,
wobei das Verhältnis zwischen dem Zug, der durch das Kabel an dem anflaufenden Ende
ausgeübt wird, und der Spannung, die am auslaufenden Ende notwendig ist um diesen
Zug aufrechtzuerhalten. durch die Gesamtzahl der Winkelgrade bestimmt wird, in welchen
sich das Kabel mit den Trommeln in Kontakt befindet.
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Lediglich eine einzige Schleife des Kabels wird rund uni einen Teil
des Umfangs jeder Trommelrille gelegt; und da es ferner notwendig ist, daB die Trommeln
C und D gleichen Durchmesser besitzen, liegt annähernd eine halbe Windung des Kabels
um jede Rille. :'1uf diese Meise wird die Gefahr eines Bruchs des Kabels verringert,
und dies im völligen Gegensatz zu der Gefahr eines Kabelbruchs, die sich ergibt,
wenn dieses in fortlaufendem Kontakt mit dem Umfang einer einzigen Windentrommel
aufgewunden wird.
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Nachdem das Kabel die Windentrommel verlassen hat, kann es auf die
angetriebene Vorratstrommel F. aufgewunden werden. Dieser wird das Kabel mit einer
geringen und im wesentlichen konstanten Spannung zugeführt. Sie stellt praktisch
lediglich eine Aufnahmespule dar, die das Vorratsmagazin für das Kabel bildet.
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Um bei Zug des Ballons nach oben mehr Kabel auslaufen zu lassen, können
die Antriebsrichtung der Winde f#: und der Trommeln C und D
umgekehrt werden.
In den Antrieb kann eine Kupplung eingeschaltet werden, die beliebig betätigt und
so eingestellt werden kann, claß sie vor Erreichung eines maximal zulässigen Zuges,
den das Kabel aufnehmen kann, zu schleifen beginnt.