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Trommelwinde mit Planetengetriebe zwischen Antriebswelle und Trommel
Die Erfindung betrifft eine Trommelwinde mit Planetengetriebe zwischenAntriebswelle
undTrommel und besteht darin, daß der Planetenradträger abbremsbar und in Richtung
der Achse der Antriebswelle unmittelbar neben einer Trommelvorkragung angeordnet
ist, in deren Hohlraum das auf der Welle fest angeordnete Antriebsritzel und wenigstens
ein Planetenrad, das mit einer Innenverzahnung der Vorkragung im Eingriff steht,
untergebracht sind. Bildet man den Planetenradträger als Bremsscheibe einer Bandbremse
und die Trommelvorkragung als Bremsflansch einer Bandbremse aus und weisen Bremsscheibe
und Bremsflansch gleiche Durchmesser und vorteilhaft gleiche Breite auf, so kann
man die Bremsbänder für Bremsscheibe und Bremsflansch durch zueinander entgegengesetzt
gerichtete Aufhängung an den Bremsbandfassungen sogar durch den gleichen Exzenter
bedienbar ausbilden, womit sich eine Vereinfachung der `'Finde und eine Verminderung
der Zahl der bewegten Teile ergibt.
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Die Trommel wird zweckmäßig mittels Gleitlager auf der Antriebswelle
gelagert, und die Verhältnisse können ferner so sein, daß sich im Leerlauf alle
auftretenden Reibungsmomente im Sinne einer Reibungskupplung zwischen Antriebswelle
und Trommel dahin auswirken, daß die Trommel von der Antriebswelle mitgenommen wird.
Das bedeutet bei Seilwinden, daß ein Seilhaken oder das freie, nicht aufgewickelte
Ende des Seiles, deren Gewichte an sich nicht genügen würden, um die auftretenden
Reibungsmomente zu 'überwinden, in dieser Leerlaufstellung abgesenkt werden, ohne
daß es einer künstlichen Beschwerung des Seilhakens
oder eines Eingriffes
von Hand bediürfte. Natur-. gemäß gibt es auch Fälle, in denen beispielsweise das
Seil im Leerlauf nicht abgewickelt bzw. der Haken nicht gesenkt werden sollen. -In
diesem Falle bedarf es bei Anwendung einer -Bandbremse für die Trommel nur eines
leichten Anziehens des auf die Trommel wirkenden Bremsbandes,. um die Reibungsmomente
.unwirksam zu machen, die von der Antriebswelle auf auf die Seiltrommel im Sinne
einer reibungsschlüssigen Mitnahme ausgeübt werden.
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Nun hängt die Größe der auftretenden Reibungs=' inomente teilweise
vom Zustand des Antriebes, auch von seiner Ausbildung; außerdem aber auch von äußeren
Bedingungen ab. Erfolgen die Lagerungen im- Antrieb über Wälzkörper und herrschen
hohe Außentemperaturen, so daß die Schmiermittel dünnflüssig werden, so können die
Reibungsmomente unter Umständen so klein ausfallen, daß' selbst die erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Maßnahmen nicht ausreichen, um eine Leerlaufbewegung bei auf die
Trommel voll aufgewickeltem Seil zu sichern. Zwar werden @derartige Fälle äußerst
selten auftreten; weil bei der robusten und der Aufstellung im Freien angepaßten
Ausbildung derartiger Antriebe von Bauwinden u. dgl. im allgemeinen Gleitlager und
Fettschmierungen zur Anwendung kommen, so däß die Reibungsmomente üblicherweise
groß genug ausfallen, um die Leerlaufbewegung zu sichern. Um jedoch auch in den
angedeuteten extremen Fällen die Leerlaufbewegung zu sichern, kennzeichnen sich
-die vorgeschlagenen kupplungslosen (Antriebe in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens
durch Anordnung von Gliedern innerhalb des Antriebes, die einen künstlichen, die
Übertragung der Antriebswellenbewegung auf das Abtriebsorgan im Leerlauf des Antriebes
sichernden Reibungsschluß erzeugen. Dieser Reibungssclluß kann in jeder gevdünschten
Höhe erzeugt werden, so daß es insbesondere möglich ist, die beim Anlauf des Antriebes
auftretenden Beharrungswiderstände zu (überwinden, die es finit sich bringen können,
daß trotz des Umlaufes der Antriebswelle in Richtung der beim Leerlauf auftretenden
Bewegung des Antriebsorgans letzteres im Stillstand verharrt, womit die gewiilnschte
Leer- ' laufbewegung ausbleibt. -Die Anordnung derartiger Glieder kann in verschiedener
Weise erfolgen, insbesondere .zunächst so; daß der Reibungsschluß zwischen Antriebswelle
und Abtriebsorgän unmittelbar entsteht. Man erreicht aber die gleiche Wirkung auch
dann, wenn die Anordnung der Glieder so getroffen wird, daß der Reibungsschluß zwischen
Abtriebsorgan. und mit der Antriebswelle formschlüssig verbundenen Getriebeteilen
entsteht.
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Die den Reibungsschluß erzeugenden Glieder können ebenfalls eine mannigfach
verschiedeneAusbildung.erhalten. Bei besonders einfacher Ausbildung können sie als
rein mechanisch wirksame Vorrichtungen ausgeführt sein, indem sie aus abgefederten
Druckstücken bestehen, deren Druckknopf in Nischen des-durch Reibungsschluß mitzunehmenden
Getriebeteiles aufgenommen ist. Bei größeren Ausführungen kann man die den Reibüngäschluß
erzeugenden Glieder auch hydraulisch oder pneumatisch betätigen, oder man kann auf
elektrischem, magnetischem oder elektromagnetischem Wege Kräfte erzeugen, die "äquivalent
mit Reibungskräften sind.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungen des Erfindungsgedankens am Beispiel
von Bauwinden.
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Fig. i -gibt im senkrechten Längsschnitt eine erfindungsgemäß getroffene
Ausführung der Bauwinde mit Ausbildung der Bremsscheibe als Planetenradträger wieder,
während Fig. 2 eine Einzelheit der Fig, i, in Richtung des Pfeiles II gesehen, in
der Seitenansicht veranschaulicht Fig. 3 stellt eine Ausführung der Trommelwinde
mit künstlich erzeugtem Reibungsschluß in der Schnittdarstellung der Fig. i dar.
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In Fig. i und 2 bedeutet i die Antriebsscheibe, die mit der Trommelwelle
2 fest verkeilt ist. Die Trommelwelle 2 ist in den Lagerwarten 3 und q. der Schilder
5 und 6 beweglich gelagert. Weiter aufgekeilt auf die Trommelwelle 2 ist das Ritzel
oder -Königsrad 7., das mit dem Planetenrad 8 kämmt. Das Planetenrad 8 ist auf der
Planetenradwelle 9 beweglich gelagert und wird durch eine Abschlußscheibe io in
dieser Lage erhalten, wobei die Plänetenrädwelle selbst in einem Auge i i der Bremsscheibe
12 eingepreßt oder -geschrumpft gehalten ist. Das Planetenrad 8 kämmt seinerseits
wieder mit der Innenverzahnung 13 einer Glocke 1q., die dadurch entsteht, daß der
Mantel 15 des Windenwerkes über die Trommelstirnwand 16 zum Schild 5 zu vorgezogen
ist. In dem so gebildeten Hohlraum zwischen den Teilen 14 und 16 sind Antriebsritzel
7, Planetenrad 8 und Innenverzahnung 13 untergebracht. Der Bremsscheibe z2 ist dabei
derselbe Durchmesser und die gleiche Breite wie der Glocke 14 gegeben worden. Beide
Teile sind mit einem kleinen Zwischenspalt unmittelbar nebeneinander angeordnet,
so daß sich die Möglichkeit ergibt, auch die beiden Bremsbänder 17 und 18 in gleicher
Weise auszubilden. Diese Bänder sind dabei durch zueinander entgegengesetzt gerichtete
Aufhängung an den die Bremslage der Bänder herbeiführenden Bremsbandfassungen i9
und 2o (Fig. 2) durch einen und denselben Exzenter 2 i bedienbar ausgebildet. Der
Exzenterkörper 2i findet dabei seine Lagerung auf der Veränkerungsstange 22, die
die Schilder 5 und.6 des Windenwerkes miteinander verbindet und gegeneinander abs@wtzt.
Mit dem Exzenterkörper 21 ist ein Handgriff 23 verbunden; `b-er den die Bedienung
der Winde erfolgt. An den Exzenterkörper 2i kann auch eine Fuß- oder Fernbetätigung
angeschlossen sein.
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Die dargestellte Anordnung und Ausbildung des Planetengetriebes, insbesondere
die zur Bildung der Innenverzahnung 13 vorgenommene Vorkragung 1,4 der Trommelstirnwand
16 und die Aufnahme des Planetenrades 8 in dem so gebildeten Hohlraum, wobei das
Planetenrad 8 von der axial angeschlossenen Bremsscheibe 12 über Auge i i, Bolzen
9 und
Scheibe io gehalten ist, führen dazu, daß die Antriebswelle
2 und die Windentrommel 15 im Leerlauf, d. h. bei gelösten Bremsbändern 17 und 18
(Mittelstellung des Steuerhebels 23), die gleiche Drehrichtung besitzen. Das ist
sofort erkennbar, wenn man sich alle im Getriebe auftretenden Reibungsmomente in
der Lagerung des Planetenrades 8 konzentriert denkt. In diesem Falle wirkt das Planetenrad
8 als Kupplungselement zwischen den Verzahnungen 7 und. 13, d. h. die Trommel 15
wird von der ständig umlaufenden Welle 2 mitgenommen.
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Die Wirkungsweise der so beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei
der in Fig. 2 veranschaulichten Lage des Exzenterkörpers 21 ist das Bremsband 17
angezogen, während das Bremsband 18 entlastet ist. Das bedeutet, daß die Bremsscheibe
12 stillsteht, so daß auch die Achse 9 des Planetenrades 8 stillsteht. Bei umlaufender
Antriebsscheibe i überträgt sich daher die Umlaufbewegung des Ritzels 7 über das
um die stillstehende Achse 9 umlaufende Planetenrad 8 auf die Innenverzahnung 13
des Trommelkörpers 1d., 15, so daß dieser um das Verhältnis der Übersetzungen untersetzt
seinen Kraftantrieb erfährt, d. h. seine Arbeitsbewegung ausführt; im Falle einer
Bau- oder Aufzugswinde wird also die Last hochgezogen. Wird jetzt der Handhebel
23 aus der in Fig. 2 gezeichneten Lage so in Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne
verdreht, daß die Exzentrizität des Exzenterkörpers 21 in die Bremsbandrichtung
18 fällt, so geht das Bremsband 18 in die Bremsstellung über, während das Bremsband
17 entlastet wird. Das bedeutet, daß der Trommelkörper 1d.,_ 15 stillgesetzt ist,
`nährend sich das unter Wirkung des Antriebes 1, 2, 7 weiter umlaufende Planetenrad
8 an der Innenverzahnung 13 des stillstehenden Trommelkörpers 1q., 15 abwickelt
und die Bremsscheibe 12 in Umdrehung versetzt, die infolge des entspannten Bremsbandes
17 ohne weiteres möglich ist. Im Falle der Bau- oder Aufzugswinde wird also die
Last in einer bestimmten Lage unverändert schwebend erhalten (Stillstand).
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Wird nun der Handgriff 23 in eine Mittelstellung zwischen diesen beiden
extremen Exzenterkörperlagen verbracht, so entspannen sich beide Bremsbänder 17,
18, d. h. die Trommel 15 vermag ihren Leerlauf durchzuführen, womit im Falle der
Bau-oder Aufzugswinde ein selbsttätiges Absenken des Seiles auch dann eintritt,
wenn dieses voll auf die Trommel 15 aufgewickelt ist und keinen Haken und keine
künstlichen Beschwerungsgewichte besitzt, wie sie bisher erforderlich waren. Denn
die zwischen der Welle 2 und der Trommel 15 auftretenden Reibungsmomente sorgen,
wie dargestellt, für die reibungsschlüssige Mitnahme der Trommel 15 durch die Welle
2 bei Leerlauf stellung des Steuerhebels 23.
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Zwischen den drei Hauptstellungen sind beliebig viele Übergänge durchführbar.
Liegen die Übergangsstellungen zwischen der ersten der beiden Extremlagen und der
obenerörterten Mittelstellung, so vollführt zwar die Trommel 15 ihre Anhubbewegung,
aber durch die Leistungsverzweigung, die je nach den Bremsstellungen und -anspannungen
eintritt, wird ein Teil der Leistung an der Bremsscheibe 12 durch Reibung vernichtet,
so daß die Last nicht mit der vollen Antriebsleistung bei i hochgerissene wird,
sondern verhältnismäßig langsarn emporschwebt, womit die Geschwindigkeit des Anhebens
zwischen dem Extremwert der Hubstellung und der Geschwindigkeit Null beliebig variiert
werden kann. Was für die Hublagen ausgeführt worden ist, gilt sinngemäß für die
Senklagen, wobei sich also der Handgriff -23 zwischen der Mittelstellung und der
zweiten Extremlage befindet. Dadurch kann also die Geschwindigkeit, mit der die
Last abgesenkt wird, zwischen der vollen Fallgeschwindigkeit und dem Wert Null wieder
auf jeden beliebigenZwischenwert gebracht «erden. Zwischen allen diesen Lagen kann
der Handhebel 23 spielend bewegt werden, so daß eine entsprechende Bewegung der
Winde eintritt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 entsprechen mit den Fig. i
und -2 gleichbezeichnete Teile denen des ersten Ausfüihrungsbeispieles. Nimmt man
beispielsweise an, daß sich infolge der Bremsstellung des Bremsbandes 17 die Winde
in der Arbeitsstellung befindet, so führt die Bremstrommel 15 ihre Arbeitsbewegung
entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne aus, wenn die Antriebswelle selbst eine Bewegung
im Uhrzeigersinne ausführt, in Richtung auf das rechtsgelegene Windenschild 6 zu
gesehen. Demgemäß ist der allgemeinen Forderung genügt, daß Antriebswelle :2 und
Trommel 15 im Leerlauf die gleiche, im Uhrzeigersinne verlaufende Bewegung ausführen.
Die Trommel 15 wird also von der Welle 2 im Leerlauf mitgenommen.
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Das setzt jedoch voraus, daß mindestens beim Anfahren des Antriebes
die in diesem auftretenden Reibungskräfte größer sind als die Beharrungskräfte,
die der Mitnahme der Trommel 15 durch die als Reibungskupplung wirkenden Teile 2,
7, 8, 13, 1.1., 15, 16 entgegenwirken. Da diese Reibungskräfte wieder vom Zustand
des Antriebes und von weiteren, oben dargelegten Bedingungen abhängig sind, ist
in weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens zur Ausschaltung dieser Gegebenheiten
und Zufälligkeiten ein künstlicher Reibungsschluß eingeführt worden, dem mühelos
die Größe erteilt werden kann, welche die Leerlaufbewegung der Trommel sichert.
Das geschieht mit Hilfe eines Gliedes 24., das als mit der Welle 2 bei 25 verschraubter
Kloben ausgebildet ist. Der Kloben 24 besitzt eine Ausnehmung 26, in der die Druckfeder
27 mit dem Druckstück 28 aufgenommen ist. Das Druckstück 28 ist an seinem freien
Ende halbkugelig ausgebildet und setzt sich mit der Druckhalbkugel in eine Nische
29 der inneren Wandungsfiäche der Trommel 15 ein. Auch wenn das Druckstück 28 der
Nische 29 nicht gerade gegenüberliegt, übt die Feder 27, deren Federdaten entsprechend
eingestellt werden können, eine solcheKraftwirkung auf den inneren Trommelmantel
aus, daß die Trommel 15 von der Antriebswelle 2 mitgenommen wird,
solange
nicht eines der Bremsbänder 17, i8 betätigt wird. Wird das Bremsband
17 angezogen, so kehrt sich naturgemäß die Bewegungsrichtung der Trommel
15 auch gegen Wirkung des Druckstückes 28 um, gleichgültig, ob das Druckstück 28
in der Nische 29 liegt oder nicht. Dasselbe tritt ein, wenn die Trommel i5: durch
Anziehen des Bremsbandes 18 in die Haltstellung übergeführt wird, trotzdem
die Welle - mit dem Kloben 24 weiter umläuft. Dabei wird die halbkugelige Ausbildung
des Druckstückes 28 zweckmäßig durch eine Laufkugel zu ersetzen sein, um keine unnötigen
Verschleiß- und Geräuscherscheinungen hervorzurufen..
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Es liegt im Wesen der Erfindung, daß die gezeichneten den Erfindungsgedanken
nicht erschöpfen. So sind Bremsanordnungen nicht das einzige Mittel, um die Umlaufgeschwindigkeit
der Teile des Planetengetriebes zu variieren. Es besteht beispielsweise die Möglichfeit,
statt der Bremsflansche Einflußflächen für ein gespanntes Mittel anzuordnen, dessen
Spannung verändert wird, so daß auf diese Weise die Leistungsverzweigung eintritt,
indem das gespannte Mittel die Leistungsdifferenz übernimmt. Man kann beispielsweise
an Stelle der Bremsscheibe den Läufer einer positiv arbeitenden Pumpe,. also etwa
einer Kapselpumpe in Form beispielsweise eines Rootsgebläses anordnen, in deren
Umlaufleitung ein Drosselorgan geschaltet ist. Wird dieses Drosselorgan mehr oder
weniger geöffnet, so hat das dieselbe Wirkung wie das Entspannen oder Spannen eines
Bremsbandes, wobei außerdem die Möglichkeit entsteht, den abgezweigten Leistungsteil
in nutzbare Arbeit zu verwandeln, etwa Druckluft oder Drucköl zu erzeugen. Auf die
gleiche Weise kann eine besonders einfache Fernbedienung verwirklicht werden. Doch
eignen sich derartig verwickelte Anlagen* im allgemeinen nur für größere Leistungen
oder dort, wo infolge großer Gefälle und schwerer Lasten eine Ausnutzung der abgezweigten
Leistung wirtschaftlicher als ihre Vernichtung unter Vereinfachung des baulichen
Aufwandes ist.