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Zugeinrichtung, insbesondere Schleppwinde für Schiffe Die Erfindung
bezieht sich auf eine Schleppwinde oder sonstige Zugeinrichtung, bei der das Zugglied
bei Überlast nachgibt und nach Aufhören der Überlast selbsttätig eingeholt wird.
Die bisher gebräuchlichen selbsttätigen Schleppwinden werden durch eine Dampfmaschine
betrieben. Dabei wirkt die Maschine als Bremse, wenn infolge Auftretens von Überlast
das Seil abläuft. Alle bisherigen Versuche, diese Arbeitsweise auf den elektrischen
Antrieb zu übertragen, waren mehr oder weniger erfolglos. Man mußte sich deshalb
bei ülmotorschiffen bisher mit nicht selbsttätigen Aufholwinden begnügen, die jedoch
den Forderungen, die an eine Schleppwinde gestellt werden, nicht entsprechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Schleppwinde
od. dgl. Zugeinrichtung zu schaffen, die die Verwendung eines durchlaufenden elektrischen
oder sonstigen Motors ermöglicht und bei Auftreten von Überlast ein sicheres Ablaufen
unter Aufrechterhaltung einer bestimmten Seilspannung und ein selbsttätiges Wiedereinholen
des Seiles bei Aufhören der Überlast gewährleistet. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß
dadurch gelöst worden, daß zwischen den vorzugsweise durchlaufenden Einholmotor
und das Zugglied eine Rutschkupplung eingeschaltet ist, deren Ansprechdrehmoment
von der schwankenden Größe des Reibungskoeffizienten weitgehend unabhängig ist,
wobei der Einholhub durch die abgelaufene Seillänge bzw. das von dem Zugglied nachgegebene
Stück selbst begrenzt ist. Die Rutschkupplung für eine solche Zugeinrichtung ist
zweckmäßig so ausgebildet, daß die Anpreßkraft der gleitenden Flächen, die das übertrageneDrehmomentbestimmt,
geliefert-
wird von einer vorgespannten Stützfeder oder einem ähnlichen Kraftspeicher, dem
eine dem Seilzug proportionale Kraft entgegenwirkt. Um beim Ablauf des Seiles durch
Entlastung der Rutschkupplung infolge Zusammendrückens der Stützfeder eine bestimmte
Seilspannung aufrechtzuerhalten, ist die Kupplung mit einer zweiten Feder versehen,
deren Vorspannung mehrfach kleiner ist als die der Stützfeder und die erst bei Überlast
in Tätigkeit tritt und dadurch die gewünschte Seilspannung beim Ablauf erzeugt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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In dem dargestellten Beispiel nach Fig. i -und 2 ist i eine Seiltrommel,
die über einen Schneckentrieb mit Schnecke 2 mit einem durchlaufenden Elektromotor
3 verbindbar ist. In die Wellenleitung zwischen Motor 3 und Seiltrommel i bzw. Schnecke
2 ist eine Rutschkupplung K eingeschaltet.- Diese Kupplung steht unter dem Einfluß
einer Stützfeder 4, die mit ihrem einen Ende gegen ein starres Widerlager 5 anliegt
und mit ihrem anderen Ende an einem Bund 6 der Schneckenwelle 7 angreift. Mit der
Welle 7 fest verbunden ist die eine Kupplungshälfte B. Diese wird durch die Feder
4 gegen die andere Kupplungshälfte g, die sich über ein als Anschlag dienendes Rohr
io gegen ein starres Widerlager i i abstützt, angedrückt. Die Reibflächen der Kupplung
sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sich ein hoher Reibungswert-ergibt. Die Kupplung
kann hierzu als Lamellenkupplung mit einer größeren Anzahl Lamellen ausgebildet
sein. Auf die zunächst starr abgestützte rechte Kupplungshälfte 9 wirkt eine zweite
Kupplungsfeder 12 ein, deren Vorspannung im Vergleich zu der Vorspannung der Stützfeder
4 gering ist.
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Bei Normallast überwiegt die Vorspannung der Feder 4 den durch den
Seilzug hervorgerufenen Zahndruck an der Schnecke 2 um ein solches Maß, daß durch
die Differenzkraft eine sichere Mitnahme der Kupplung gewährleistet ist. Bei Auftreten
einer Überlast dagegen wird der durch die Feder 4 ausgeübte Kupplungsdruck aufgehoben
und dadurch die Kupplung entlastet. Um trotz dieser Entlastung ein bestimmtes Drehmoment
in der Kupplung und damit eine bestimmte Seilspannung zu gewährleisten, ist die
zweite Kupplungsfeder 12 vorgesehen. Diese tritt in Tätigkeit, sobald der von der
Feder 4 auf die Kupplung gelangende Druck die Vorspannung der Feder 12 unterschreitet.
Kurz vorher tritt bereits ein Rutschen der Kupplung ein. Jedoch kann das Kupplungsdrehmoment
in keinem Fall unter die durch den Kupplungsdruck derFeder 12 bestimmte Größe absinken.
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Die Kupplung K rutscht nun und läßt dadurch das Seil 13 so weit ablaufen,
bis die Seilspannung wieder ihren Normalwert erreicht. Die Feder 4 tritt dann wieder
in Tätigkeit und stellt in der Kupplung wieder den Reibungsschluß her. Anschließend
wird das Seil durch den Motor 3 wieder eingeholt. Ist die abgelaufene Seillänge
wieder vollständig eingeholt, so wird durch eine mit der Seiltrömmel verbundene
Steuereinrichtung die Trommel i vom Motor 3 abgeschaltet und an eine Bremse 14 gelegt.
Die Kupplungskräfte sind so groß gewählt, daß sowohl bei Verbindung mit dem Motor
oder mit der Bremse kein Rutschen vor dem Ansprechen der Kupplung K (8, 9) eintritt.
Diese Steuereinrichtung besteht in dem dargestellten Beispiel der Fig. i aus einer
mit -der Achse der Seiltrommel über ein Kegelräderpaar 15 verbundenen Spindel 16,
die einen Schalter 17 betätigt. Sobald die abgelaufene Seillänge wieder eingeholt
ist, wird der Schalter 17 durch die Spindel 16 geöffnet und dadurch mittels eines
Magneten 18 über ein durch eine Druckfeder 2i belastetes Gestänge 19, 2o eine Kupplung
22 zwischen Motor 3 und Seiltrommel i gelöst und ohne Freifallstellung die Bremse
14 mit der Seiltrommel i bzw. der rechten Kupplungshälfte 9 der Rutschkupplung verbunden.
Tritt dann wieder Überlast auf, so läuft das Seil 13 ab, und bei einem bestimmten
Ablaufhub wird der Schalter 17 durch die Spindel 16 wieder geschlossen und dadurch
der Motor 3 über die Rutschkupplung wieder mit der Seiltrommel i verbunden, so daß
er bei Aufhören der Überlast das Seil wieder einholen kann.
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In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei wirkt
die Stützfeder nicht als Kupplungsfeder, sondern wirkt der. Verschiebung der Schnecke
durch den Zahndruck entgegen, und zwar derart, daß bei Überschreiten der Vorspannung
der Stützfeder die Schnecke sich nach links bewegt und bei weiterem Anwachsen der
Seilkraft durch einen mit der Schneckenwelle 7 verbundenen Anschlag 23 die Kupplung
von dem Druck einer Kupplungsfeder 24 entlastet. Auch hier ist eine zweite Kupplungsfeder
12 vorgesehen-, die beim Lösen der Kupplung durch den Anschlag 23 augenblicklich
in Tätigkeit tritt, so daß das von der Kupplung übertragene Drehmoment in keinem
Augenblick einen vorgeschriebenen, durch die Vorspannung der Feder 12 bestimmten
Wert unterschreitet.
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Durch die Anordnung der zweiten Kupplungsfeder 12 wird bei beiden
Ausführungsformen ein ruckweises Arbeiten vermieden, und es können keine übermäßigen
Beschleunigungen im Betrieb auftreten.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele
beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch ändere Ausführungen
sowie weitere Anwendungen z. B. bei Spulenwickelmaschinen oder bei Förderanlagen
möglich. Zur Anpassung an den jeweiligen Zweck der Anlage und an wechselnde Betriebsbedingungen
sind vorteilhaft alle Federn einstellbar ausgebildet.
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Gegebenenfalls könnte auch das Einschalten der Motorkupplung nur dann
erfolgen, wenn der Seilzug kleiner ist als der normale Wert. Es wäre zu diesem Zweck
beispielsweise in der Leitung des Schalters 17 und Magneten i8 ein weiterer Schalter
einzubauen, der nur bei einem bestimmten Seilzug ein- bzw. ausgeschaltet wird. Für
manche Zwecke ist es auch vorteilhaft, zu geringe Seilspannungen zu vermeiden. Dies
kann einmal erwünscht sein, um das Seil selbst unter einer
Mindestspannung
zu halten. Man kann aber auch aus Energiegründen die Einrichtung so ausbilden, daß
Zeiten geringer Seilspannung ausgenutzt werden, um das Seil einzuholen. Dadurch
läßt sich unter Umständen eine wesentliche Energieersparnis erzielen, da das Einholen
bei niedrigem Seilzug geringere Leistung erfordert. Um hierbei infolge zu großer
Zeiten geringer Seilspannung ein zu weites Einholen zu vermeiden, kann noch ein
Unterbrecher vorgesehen sein, der bei Unterschreiten einer Sicherheitslänge des
Seiles in Tätigkeit tritt.
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Die Vorspannung der Stützfeder könnte auch in Abhängigkeit von der
jeweiligen Seillänge verändert werden, und zwar derart, daß bei Unterschreiten einer
bestimmten Mindestseillänge die Vorspannung bis auf Null abnimmt. In diesem Fall
kann der Motor immer angekuppelt bleiben, so daß eine Bremse und eine Kupplung,
wie sie in den beiden Ausführungsbeispielen gezeigt sind, zu entbehren sind. Bei
Überschreiten einer vorgegebenen Seillänge wird zweckmäßig ein Alarmsignal gegeben
oder zumindest die jeweils ausgelaufene Seillänge in geeigneter Weise angezeigt.
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An Stelle eine- direkten Betätigung der Rutschkupplung durch die Stützfeder
bzw. die Differenzkraft zwischen Stützfeder und der dem Seilzug proportionalen Kraft
könnte die Differenzkraft auch auf indirektem Wege, z. B. lediglich durch Ausnutzung
der bei zunehmendem Seilzug auftretenden Verschiebung, zur Betätigung derRutschkupplung
benutzt werden. In diesem Fall sind die angegebenen Bedingungen anders, und insbesondere
ist es hier nicht erforderlich, daß die Spannkraft der Stützfeder mehrfach größer
gemacht wird als die Drehmomentkraft bei dem zulässigen Seilzug und dem kleinsten
vorkommenden Reibungskoeffizienten in der Rutschkupplung. Ferner tritt auch eine
Änderung der Bedingungen auf, wenn die Differenzkraft nicht unmittelbar, sondern
unter Vermittlung einer Kraftübersetzung auf die Kupplung gelangt.