EP0720962B1 - Winch with coupling suitable for free fall brake - Google Patents
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- EP0720962B1 EP0720962B1 EP95120468A EP95120468A EP0720962B1 EP 0720962 B1 EP0720962 B1 EP 0720962B1 EP 95120468 A EP95120468 A EP 95120468A EP 95120468 A EP95120468 A EP 95120468A EP 0720962 B1 EP0720962 B1 EP 0720962B1
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- B66D1/02—Driving gear
- B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
- B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine motorbetreibbare Winde mit einem zumindest zweistufigen Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor-operated winch with an at least two-stage Planetary gear according to the preamble of claim 1.
Solch eine Winde wird durch die DE 41 34 722 A1 gelehrt. Bei der daraus bekannten Winde, die auch als Freifallwinde benutzt werden kann, werden zumindest zwei in Reihe geschaltete Planetengetriebestufen eingesetzt, wovon eine als Abtriebsplanetenstufe ähnlich einem koaxialen Stirnradgetriebe arbeitet. Bei diesem bekannten Getriebe ist beispielsweise das Hohlrad einer Eingangsplanetenstufe über eine feinfühlige Lamellenbremse mit ausreichender thermischer Belastbarkeit leistungsverzehrend im Schlupfbetrieb bremsbar, so daß eine Last mit hoher Geschwindigkeit im freien Fall abgesenkt und das Abspulen eines Seils von einer Windentrommel durch den Schlupf der Bremse kontrolliert werden kann. Derartige Winden werden in jüngerer Zeit mit Vorteil in Bohrgeräten und Seilbaggern eingesetzt, um dort als zusätzlichen Arbeitsmodus den freien Fall einer Last ermöglichen. Die Winden werden ausschließlich mit Motoren betrieben, die bevorzugt als Hochdruck-Hydraulikmotoren arbeiten. Die sogenannte Freifallbremse stellt eines der Reaktionsglieder dar, die notwendig sind, damit das Windengetriebe mit nur einem Freiheitsgrad betrieben wird, wodurch eine definierte Hubübersetzung entsteht. Ist beispielsweise ein Greifer hochgezogen, dann wird die Freifallbremse geöffnet, wobei bevorzugt der Hydraulikmotor stehenbleibt und dessen Antriebswelle durch eine Eingangsbremse gebremst wird. Für den Hubbetrieb ist diese Winde stets darauf angewiesen, daß für den Antriebsmotor elektrische oder hydraulische Energie zur Verfügung steht.Such a winch is taught by DE 41 34 722 A1. With the known from it Winches that can also be used as free-fall winches will have at least two in a row switched planetary gear stages used, one of which is similar as an output planetary stage a coaxial spur gear works. In this known transmission, for example the ring gear of an input planetary stage with a sensitive multi-disc brake sufficient thermal load-bearing capacity can be braked when slipping, so that a load is lowered at high speed in free fall and unwinding one Rope can be controlled by a winch drum through the slip of the brake. Such winches have recently been used to advantage in drilling rigs and cable excavators used to allow the free fall of a load as an additional working mode. The winches are operated exclusively with motors, which are preferably high-pressure hydraulic motors work. The so-called free-fall brake is one of the reaction elements that are necessary so that the winch gear operated with only one degree of freedom is what creates a defined stroke ratio. For example, is a gripper pulled up, then the free-fall brake is opened, preferably the hydraulic motor stops and the drive shaft is braked by an input brake. For the Lifting operation, this winch is always dependent on the fact that electrical for the drive motor or hydraulic energy is available.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Winde zu schaffen, die einen definierten, sicheren Freifallbetrieb erlaubt, dabei möglichst klein baut und einen gleichmäßigen Kraftfluß von einem Antrieb über ein zumindest zweistufiges Planetengetriebe auf eine Windentrommel aufweist.The invention has set itself the task of creating a winch that one defined, safe free fall operation allowed, building as small as possible and one uniform power flow from a drive via an at least two-stage planetary gear on a winch drum.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the subject matter of claim 1.
Eine Winde nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 weist erfindungsgemäß ein feinfühlig regulierbares Schlupfglied auf, das sowohl als Kupplung und auch als Freifallbremse zwischen den Planetenträger oder das Hohlrad der Antriebsplanetenstufe und die Windentrommel geschaltet ist. In Verbindung mit der Ausgestaltung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 entsteht durch die erfindungsgemäße Kupplung für den Hubbetrieb der Winde ein Planetenkoppelgetriebe, bei dem das Schlupfglied die Kopplung zwischen zwei auf die Windentrommel abtreibenden Planetenstufen herstellt.A winch according to the preamble of claim 1 has a sensitive according to the invention adjustable slip link on, both as a clutch and as a free-fall brake between the planet carrier or the ring gear of the drive planetary stage and the Winch drum is switched. In connection with the design according to the preamble of claim 1 arises from the clutch according to the invention for the lifting operation Winch a planetary coupling gear, in which the slip member is the coupling between two produces planetary stages that drift on the winch drum.
Wegen der damit erzielten Verzweigung der aufzunehmenden Momente ist der Kraftfluß im Getriebe gleichmäßig und das Getriebe baut klein, was der Handhabung der Winde und deren Einsatzmöglichkeiten zugute kommt.Because of the branching of the moments to be recorded, the power flow in the Gearbox evenly and the gearbox builds small what the handling of the winch and whose uses benefit.
Da diese Kupplung nach der Erfindung ein feinfühlig regulierbares Schlupfglied, vorzugsweise eine feinfühlig regulierbare Lamellenbremse ist, kann eine freifallende Last leistungsverzehrend im Schlupfbetrieb abgebremst werden. Das Schlupfglied selbst ist dementsprechend mit einer ausreichenden thermischen Belastbarkeit ausgelegt. Durch den feinfühlig regulierbaren Schlupf kann die Last ständig kontrolliert abgesenkt werden. Die feinfühlige Regulierbarkeit des Schlupfglieds ermöglicht dessen Einsatz in der Doppelfunktion als Kupplung und Freifallbremse.Since this clutch according to the invention is a sensitively adjustable slip member, preferably a finely adjustable multi-disc brake can be a free-falling load power-consuming braking in slip mode. The slip is itself accordingly designed with sufficient thermal resilience. By the The load can be constantly lowered in a controlled manner by means of sensitive, adjustable slip. The sensitive adjustability of the slip member enables its use in the double function as clutch and free-fall brake.
Die Anordnung des Schlupfglieds zwischen dem Planetenträger oder dem Hohlrad der Antriebsplanetenstufe und der Windentrommel eröffnet zusätzlich die Möglichkeit, mit einer Handkurbel an die schnelldrehenden und daher geringe Drehmomente aufnehmenden Sonnenräder der Antriebs- und der Abtriebsplanetenstufe heranzukommen. Durch die Verwendung einer Handkurbel würden sich neue Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Winde eröffnen, nämlich dort, wo ein niemals gänzlich auszuschließender Ausfall eines Antriebsmotors nicht hingenommen werden kann, wie dies im Rettungsdienst, beispielsweise auf See oder in den Bergen, der Fall ist.The arrangement of the slip member between the planet carrier or the ring gear Drive planetary stage and the winch drum also opens up the possibility of using a Hand crank to the fast rotating and therefore absorbing low torques To get sun gears of the input and output planetary stage. Through the Using a hand crank would open up new uses for the invention Winds open, namely where a failure that can never be completely ruled out of a drive motor cannot be tolerated, as is the case with emergency services, for example at sea or in the mountains.
Vorzugsweise ist das Schlupfglied zur Herstellung eines Reibschlusses, insbesondere für den Hubbetrieb, mit einer Vorspannkraft beaufschlagbar. Zum Herstellen des Reibschlusses zwischen einem Primärteil und einem Sekundärteil des Schlupfglieds wirkt die Vorspannkraft, vorzugsweise eine Federkraft, über ein Kraftübertragungsstück, das am Primärteil angeordnet ist, auf Bremselemente, insbesondere Lamellen, die am Primärteil verschiebbar angeordnet sind. Vorzugsweise ist das Kraftübertragungsstück am Primärteil schwenkbar, insbesondere in der Art eines Kipphebels, befestigt.The slip member is preferably used to produce a frictional connection, in particular for the Lifting operation, can be loaded with a preload. To create the frictional connection the prestressing force acts between a primary part and a secondary part of the slip member, preferably a spring force, via a force transmission piece, on the primary part is arranged on brake elements, in particular plates, which are displaceable on the primary part are arranged. The force transmission piece is preferably pivotable on the primary part, in particular in the manner of a rocker arm.
Bevorzugterweise ist das Schlupfglied nicht nur durch die Vorspannkraft, sondern statt dessen oder zusätzlich dazu bei Drehung der Windentrommel durch Fliehkräfte in Reibschluß bringbar.The slip member is preferably not only due to the prestressing force, but instead its or in addition to this when centrifugal forces turn the winch drum Friction can be brought.
Erfindungsgemäß wird die Fliehkraft durch das gleiche Kraftübertragungsstück wie die Vorspannkraft auf das Schlupfglied übertragen. Damit auch eine wahlweise Beaufschlagung durch die Vorspannkraft oder die Fliehkraft möglich ist, kann bevorzugterweise die Vorspannkraft durch ein Schaltmittel von dem Schlupfglied genommen werden, während die Fliehkraft bei Drehung der Windentrommel ständig, die Vorspannkraft unterstützend oder alleine, wirkt. Durch die Fliehkraftbeaufschlagung ist es möglich, daß bei Abwärtshub der Last und Stillsetzen der Motorantriebswelle in absolut zuverlässiger Weise ein Bremsmoment durch die Freifallbremse erzeugt wird, das mit zunehmender Abwärtsgeschwindigkeit zunimmt, wodurch eine eindeutige Grenzgeschwindigkeit der absinkenden Last eingehalten werden kann.According to the centrifugal force by the same power transmission piece as that Transfer the preload to the slip member. With that also an optional application is possible by the biasing force or the centrifugal force, can preferably Biasing force can be taken from the slip member by a switching means while the Centrifugal force when the winch drum rotates, supporting the pretensioning force or alone, works. Due to the centrifugal force, it is possible that the Load and stop the motor drive shaft in an absolutely reliable manner, a braking torque is generated by the free-fall brake, which with increasing downward speed increases, creating a clear limit speed of the sinking load can be met.
Erfindungsgemäß wirkt die Vorspannkraft über ein Betätigungsmittel auf das Kraftübertragungsstück. Das Betätigungsmittel ist dabei in eine Stellung festlegbar, in der keine Vorspannkraft auf das Kraftübertragungsstück wirkt. In dieser Stellung kann nur noch die Fliehkraft wirken. Hierfür ist das Betätigungsmittel an einem fesflegbaren Ausrücklager befestigt. Zum Fesflegen dieses Ausrücklagers ist das Schaltmittel erfindungsgemäß in Richtung einer Drehachse der Windentrommel verschiebbar und weist einen Anschlag auf, mit dem es bei seinem Verschieben gegen das Ausrücklager drückt und dadurch das Betätigungsmittel außer Eingriff auf das Kraftübertragungsmittel bringt.According to the invention, the prestressing force acts on the force transmission piece via an actuating means. The actuating means can be fixed in a position in which none Preload force acts on the power transmission piece. In this position, only the Centrifugal force. For this, the actuating means is on a releasable release bearing attached. To fix this release bearing, the switching means according to the invention is in Slidable in the direction of an axis of rotation of the winch drum and has a stop, with which it pushes against the release bearing during its displacement and thereby the Actuating means disengages from the power transmission means.
Vorzugsweise sind mehrere Kraftübertragungsstücke im Umfangsbereich des Schlupfglieds gleichmäßig verteilt angeordnet.There are preferably a plurality of force transmission pieces in the peripheral region of the slip member evenly distributed.
Da das Schlupfglied selbst und damit einhergehend auch die Kraftübertragungsstücke samt der zum Erzeugen der Vorspannkräfte bzw. der Fliehkräfte notwendigen Mittel von der Drehachse der Windentrommel entfernt, insbesondere koaxial dazu, angeordnet sind, bleibt ein zentraler Zugang im Bereich der Trommeldrehachse zu den schnelldrehenden und daher wenig Drehmoment aufnehmenden Sonnenräder frei. Zumindest auf eines dieser Sonnenräder wird erfindungsgemäß eine Handkurbel zum Anheben einer Last von Hand aufgeschaltet. Hierzu weist die Handkurbel, insbesondere deren Kurbelwelle, zumindest ein Aufschaltmittel auf, über das sie mit der Antriebsplanetenstufe verbunden werden kann. Bei dem bzw. bei den Aufschaltmitteln handelt es sich um Zahnräder, die vorzugsweise durch Verschieben der Handkurbel bzw. der Kurbelwelle in Richtung der Drehachse der Windentrommel wahlweise mit dem Sonnenrad oder dem Planetenträger der Antriebsplanetenstufe, der seinerseits das Sonnenrad der Abtriebsplanetenstufe antreibt, in Eingriff gebracht werden kann bzw. können. Obwohl grundsätzlich ein solches Aufschaltmittel genügen würde, wird an der Handkurbel bzw. auf der Kurbelwelle jeweils ein Aufschaltmittel für das Sonnenrad und ein anderes Aufschaltmittel für den Planetenträger angeordnet. Hierdurch wird der Handbetrieb mit zwei Hubübersetzungen mit unterschiedlichem Kraftaufwand möglich. Because the slip member itself and the power transmission pieces together with it of the means necessary to generate the pretensioning forces or the centrifugal forces Axis of rotation of the winch drum, in particular coaxially therewith, remains a central access in the area of the drum axis of rotation to the fast rotating and therefore little torque-absorbing sun gears free. At least on one of these sun gears According to the invention, a hand crank for lifting a load by hand activated. For this purpose, the hand crank, in particular its crankshaft, has at least one Activation means, via which it can be connected to the drive planetary stage. At the or the activation means are gears, which are preferably by Moving the hand crank or the crankshaft in the direction of the axis of rotation Winch drum optionally with the sun gear or the planet carrier of the drive planetary stage, which in turn drives the sun gear of the output planetary stage can be brought. Although basically such an activation tool would suffice, on the hand crank or on the crankshaft, respectively, an engagement means arranged for the sun gear and another engagement means for the planet carrier. This makes manual operation with two stroke ratios with different Force possible.
Erfindungsgemäß sind das Schaltmittel und die Handkurbel derart miteinander verbunden, daß die Handkurbel beim Verschieben des Schaltmittels von diesem mitgenommen wird. Das Schaltmittel erfüllt somit eine Doppelfunktion, indem es zum einen das Betätigungsmittel bzw. die Betätigungsmittel im Falle mehrerer gleichmäßig am Umfang des Hohlrads der Antriebsplanetenstufe verteilt angeordneter Kraftübertragungsstücke außer Eingriff zu diesem Kraftübertragungsstück bzw. diesen Kraftübertragungsstücken bringt und zum anderen die Handkurbel mit einem der Sonnenräder der beiden Planetenstufen verbindet.According to the invention, the switching means and the hand crank are connected to one another in such a way that the hand crank is carried by this when the switching means is moved. The Switching means thus fulfills a double function, on the one hand, by the actuating means or the actuating means in the case of several evenly on the circumference of the ring gear Drive planetary stage distributed power transmission pieces out of engagement brings this power transmission piece or these power transmission pieces and to another connects the hand crank with one of the sun gears of the two planetary stages.
Eine besonders platzsparende Konstruktion besteht darin, daß das Schaltmittel durch eine Schalthohlwelle gebildet wird, in der die Handkurbelwelle drehgelagert und vorzugsweise axial fixiert ist. Die Schalthohlwelle wird ihrerseits mittels eines Hebels durch Verdrehen, beispielsweise über eine Spindel, in ihre verschiedenen Verschiebepositionen gebracht. Vorzugsweise wird der Hebel dazu in einer Schaltkulisse geführt, in der er mit einer an ihm angebrachten Kugelraste in den gewünschten Verschiebepositionen verrastbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Verschiebepositionen um die Positionen "Lasthub mit Handkraft langsam", "Lasthub mit Handkraft schnell", in denen eine Last mit der Handkurbel angehoben wird, und "Lasthub mit Motorkraft", in denen das Schlupfglied jeweils durch die Vorspannkraft in Reibschluß gebracht und gehalten wird und schließlich die Position "Last definiert absenken", in der nicht die Vorspannkraft, sondern lediglich eine mit steigender Drehzahl der Windentrommel steigende Fliehkraft auf das Schlupfglied wirkt. Die einfache Verstellbarkeit der Betriebsart der Winde wirkt sich auch vorteilhaft für die Anwendung der erfindungsgemäßen Winde im Rettungseinsatz, beispielsweise auf Schiffen, aus.A particularly space-saving design is that the switching means by Switching hollow shaft is formed, in which the crankshaft is rotatably supported and preferably is axially fixed. The switching hollow shaft is in turn turned by means of a lever, for example, brought into their various displacement positions via a spindle. For this purpose, the lever is preferably guided in a shifting gate in which it is connected to it attached ball catch can be locked in the desired displacement positions. These displacement positions are preferably the "load stroke" positions with hand force slowly "," load stroke with hand force fast ", in which a load with the Hand crank is raised, and "load stroke with engine power", in which the slip member is brought into frictional engagement and held by the prestressing force and finally the position "lower load defined", in which not the pretensioning force, but only one with increasing speed of the winch drum, increasing centrifugal force acts on the slip member. The simple adjustability of the operating mode of the winch also has an advantageous effect on the Use of the winch according to the invention in rescue operations, for example on ships, out.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen die Antriebswelle vom Antriebsmotor auf das Sonnenrad der Antriebsplanetenstufe eine Freilaufkupplung geschaltet, die ein Drehen der Antriebswelle entgegen der Drehrichtung des Antriebsmotors verhindert. Durch die Freilaufkupplung wird das Reaktionsmoment zum Stillsetzen der Antriebswelle übertragen. Die Freilaufkupplung sorgt zusammen oder auch alternativ zu der auf der Antriebswelle des Motors angeordneten geschlossenen Haltebremse, daß das Sonnenrad der Antriebsplanetenstufe stillsteht, wenn im freien Fall bei Absenken der Last eine Relativdrehzahl entstehen soll an dem Schlupfglied. Die Freilaufkupplung stellt gleichermaßen sicher, daß bei Wegfall des Lasthubs durch Handkraft die Last in der Schwebe bleibt und nicht von selbst absinken kann.In a preferred embodiment of the invention is between the drive shaft from Drive motor connected to the sun gear of the drive planetary stage a one-way clutch, which prevents rotation of the drive shaft against the direction of rotation of the drive motor. The reaction torque for stopping the drive shaft becomes due to the one-way clutch transfer. The one-way clutch provides together or alternatively to that on the Drive shaft of the motor arranged closed holding brake that the sun gear Drive planetary stage stops when a relative speed in free fall when the load is lowered should arise on the slip member. The one-way clutch provides equally sure that if the load stroke is lost by hand, the load remains suspended and cannot sink by itself.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur beschrieben. Dabei werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbart. Es zeigt:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Winde.
- Figure 1
- a schematic representation of a winch according to the invention.
Figur 1 zeigt eine Winde 1 mit einer Windentrommel 2, die durch einen Motor 15 über ein
zweistufiges Planetengetriebe angetrieben wird bzw. antreibbar ist.FIG. 1 shows a winch 1 with a
Der Motor 15 treibt über eine Antriebswelle 16 ein Sonnenrad 43 einer Antriebsplanetenstufe
42 an. Dieses Sonnenrad 43 steht mit Planetenrädern in Eingriff, die ihrerseits mit
einem Hohlrad 48 der Antriebsplanetenstufe 42 kämmen. Ein Planetenträger 44 der
Planetenräder der Antriebsplanetenstufe 42 ist drehsteif mit einem Sonnenrad 43 einer
Abtriebsplanetenstufe 22 verbunden. Es erfolgt somit über den Planetenträger 44 der
Abtrieb von der Antriebsplanetenstufe 42 auf die Abtriebsplanetenstufe 22. Der Planetenträger
44 umschließt die Antriebswelle 16 konzentrisch. Das Sonnenrad 23 kämmt mit
Planetenrädern der Abtriebsplanetenstufe 22, deren Planetenträger 24 zur Aufnahme des
Reaktionsmoments an einem Rahmen 3 der Winde 1 abgestützt ist. Die Planetenräder der
Abtriebsplanetenstufe 22 kämmen mit deren Hohlrad 28, das drehsteif mit der Windentrommel
2 verbunden ist.The
Die Windentrommel 2 ist gegenüber dem Hohlrad 48 der Antriebsplanetenstufe 42
drehgelagert. Das Hohlrad 48 trägt ein Primärteil 48a eines Schlupfglieds 11, im
Ausführungsbeispiel einer Lamellenkupplung 11. Mit dem Primärteil 48a sind Lamellen der
Lamellenkupplung 11 drehsteif und in Richtung einer Drehachse der Windentrommel 3
geradverschiebbar verbunden. Mit der Windentrommel 2 ist als Gegenstück zum Primärteil
48a ein Sekundärteil 48b der Lamellenkupplung drehsteif verbunden. Die Lamellen des
Primärteils 48a sind an verschiebbaren Innenringen zweier beidseitig der Lamellenkupplung
11 angeordneter Drehlager zwischen dem Hohlrad 48 und dem Windenrahmen 3 befestigt,
deren jeweiligen Außenringe an der Windentrommel 2 angebracht sind. Zur Erhöhung der
Stabilität ist das Primärteil 48a bzw. das Hohlrad 48 zusätzlich auf dem Planetenträger 24
der Abtriebsplanetenstufe 22 drehgelagert. Zu diesem Zweck sind die am Windenrahmen 3
fixierten Achsen des Planetenträger 24 ein Stück über die Planetenräder der Abtriebsplanetenstufe
22 hinaus verlängert.The
Wird die Lamellenkupplung 11 geschlossen, indem die Lamellen des Primärteils 48a gegen
die des Sekundärteils 48b gedrückt werden, so wird die Antriebsplanetenstufe 42 mit der
Abtriebsplanetenstufe 22 über die Windentrommel 2 gekoppelt. Es entsteht ein zweistufiges
Planetenkoppelgetriebe mit einem sehr gleichmäßigen Kraftfluß von der Antriebswelle 16
durch die beiden Planetenstufen 42 und 22 auf die Windentrommel 2.The multi-plate clutch 11 is closed by countering the plates of the primary part 48a
that of the secondary part 48b are pressed, the drive
Alternativ könnte auch das Hohlrad 28 am Windenrahmen 3 abgestützt und dementsprechend
der Planetenträger 24 drehsteif mit der Windentrommel 2 verbunden sein. Auch
könnte der Abtrieb von der Antriebsplanetenstufe 42 auf die Abtriebsplanetenstufe 22 über
deren Hohlrad 48 anstatt über deren Planetenträger 44 erfolgen. Statt des Hohlrads 48
würde in dieser Ausführungsform der Planetenträger 44 der Antriebsplanetenstufe 42 als
Träger für das Primärteil 48a der Lamellenkupplung 11 dienen.Alternatively, the
Die Lamellenkupplung 11 ist bei ausreichender thermischer Belastbarkeit als feinfühlig
regulierbares Schlupfglied ausgebildet, das reibungsverzehrend einen kontrollierten Freifall
einer an einem Seil der Windentrommel 2 befestigten Last gestattet. Kontrolliert heißt
hierbei, daß die Last zwar unter ihrem Eigengewicht absinkt, das Absinken jedoch durch
einen feinfühlig regulierbaren Reibungsverzehr im Schlupfglied 11 kontrolliert wird. Die
Antriebswelle 16 wird im Freifallbetrieb der Winde 1 stillgesetzt. Hierzu wird die
Antriebswelle 16 durch eine Haltebremse 6 gebremst. Die Haltebremse 6 ist als Lamellenbremse
ausgeführt. Ein Primärteil der Haltebremse 6 ist am Windenrahmen 3 und ein
Sekundärteil an der Antriebswelle 16 entsprechend befestigt. Die Haltebremse 6 steht unter
einer Vorspannkraft, so daß sie bei Wegfall ihrer Energiezufuhr die Antriebswelle 16 bremst
bzw. festsetzt.The multi-plate clutch 11 is sensitive with sufficient thermal resilience
adjustable slip member, which consumes friction a controlled free fall
a load attached to a rope of the
Da für das Stillsetzen der Antriebswelle 16 dort ein Reaktionsmoment übertragen werden
muß, ist zwischen der Antriebswelle 16 und dem Sonnenrad 43 der Antriebsplanetenstufe
42 eine Freilaufkupplung 17 angeordnet. Die Freilaufkupplung 17 sorgt dafür, daß
zusammen mit oder alternativ zu der durch eine Vorspannkraft, insbesondere durch
Federdruck, geschlossenen Haltebremse 6, das Sonnenrad 43 stillsteht, wenn im Freifallbetrieb
bei Absinken der Last eine Relativdrehzahl an der in diesem Betriebsmodus als
Freifallbremse wirkenden Lamellenkupplung 11 entstehen soll. Die Freilaufkupplung 17
verhindert dabei ein Drehen des Sonnenrads 43 der Abtriebsplanetenstufe 42 entgegen der
Drehrichtung im Hubbetrieb.Since a reaction torque is transmitted there for stopping the
Am Primärteil 48a der Lamellenkupplung 11 ist ein Kraftübertragungsstück 50 - im
folgenden seiner Wirkungsweise wegen Druckstück genannt - schwenkbar befestigt. Das
Druckstück 50 ist durch eine Vorspannkraft, im Ausführungsbeispiel durch die Kraft einer
am Umfang des Primärteils 48a angeordneten Feder 12, beaufschlagbar, so daß es mit einer
Nase 50a gegen die Lamellen des Primärteils 48a drückt. Hierdurch wird ein Reibschluß
zwischen dem Primärteil 48a und dem Sekundärteil 48b und somit zwischen dem Hohlrad
48 und der Windentrommel 2 hergestellt. Die Nase 50a drückt dabei gegen den Innenring
der Drehlager zwischen der Windentrommel 2 und dem Hohlrad 48. Am Umfang des
Primärteils 48a sind mehrere solcher federkraftbeaufschlagbaren Druckstücke 50
gleichmäßig verteilt angeordnet.On the primary part 48a of the multi-plate clutch 11 there is a
Die Federn 12 wirken jeweils über ein Betätigungsmittel 18b, das in der Art einer
Kupplungsmuffe ausgebildet ist, auf den Teil eines Druckstücks 50, der von der Nase 50a
aus gesehen über das Schwenklager 49 des Druckstücks 50 verlängert ist. Die Druckstücke
50 wirken somit wie Kipphebel.The springs 12 each act via an actuating means 18b, which is in the manner of a
Coupling sleeve is formed on the part of a
An jedem der Druckstücke 50 ist eine Fliehkrafteinrichtung befestigt. Die wesentlichen
Elemente jeder dieser Fliehkrafteinrichtungen sind ein Fliehgewicht 13, eine Führung 51 und
eine Regelfeder 52. Die Führungen 51 werden im Ausführungsbeispiel durch gerade Wellen
gebildet. Jedes der Fliehgewichte 13 ist entlang seiner Führung 51 gegen den Druck der
jeweiligen Regelfeder 52 geradverschiebbar angeordnet. Die Wellen 51 sind ihrerseits an den
Druckstücken 50 fest angebracht. Sie weisen unter einem Winkel von mindestens 40°,
bevorzugterweise von etwa 60°, von der Drehachse der Windentrommel 2 weg. Die
Mittellinien der Wellen 51 laufen beim Drehen des Primärteils 48a somit auf einem
Kegelmantel mit einem Öffnungswinkel von zumindest 80° und bevorzugterweise von etwa
120° um. Bei einer Drehung des Primärteils 48a bewegen sich die Fliehgewichte 13 entlang
ihrer Führungen 51 gegen den Druck der Regelfedern 52 aufgrund der auf sie wirkenden
Fliehkräfte nach außen. Durch die Reaktionskräfte werden die Druckstücke 50 entsprechend
um ihre Drehlager 49 geschwenkt, so daß sie mit ihren Nasen 50a die verschiebbar
angeordneten Lamellen des Primärteils 48a gegen die Lamellen des Sekundärteils 48b der
Lamellenkupplung 11 drücken und dadurch einen Reibschluß herstellen oder verstärken.A centrifugal device is attached to each of the
Damit das Schlupfglied 11 als Freifallbremse wirken kann, d.h. um den Freifallbetrieb der
Winde 1 zu ermöglichen, kann die durch die Federn 12 erzeugte Vorspannkraft von dem
Druckstück 50 und damit von der Lamellenkupplung 11 genommen werden. Zu diesem
Zweck ist als Schaltmittel eine Schalthohlwelle 59 am Windenrahmen 3 in Richtung der
Drehachse der Windentrommel 2 geradverschiebbar angeordnet. Das Verschieben der
Schalthohlwelle 59 erfolgt durch Verdrehen derselben über einen zwischen der Schalthohlwelle
59 und dem Windenrahmen 3 ausgebildeten Spindeltrieb 63. Das Verdrehen der
Schalthohlwelle 59 kann von Hand über einen Hebel 60, der vorzugsweise mittels eines
Handseilzugs 65 betätigt wird, erfolgen. Auf der Schalthohlwelle 59 ist ein Drehlager 18a
in Längsrichtung der Schalthohlwelle 59 verschiebbar angeordnet. An einem Außenring des
Drehlagers 18a ist das Betätigungsmittel 18b befestigt, das sich zusammen mit dem
Primärteil 48a des Schlupfglieds 11 dreht. Die Schalthohlwelle 59, an deren inneren Ende
das als Ausrücklager wirkende Drehlager 18a für das Betätigungsmittel 18b angeordnet ist,
weist einen Anschlag 59a für das Ausrücklager 18a auf, mit dem sie beim Verschieben
gegen dieses Ausrücklager 18a drücken kann. Liegt der Anschlag 59a am Anrücklager 18a
an, so wird beim weiteren Verschieben der Schalthohlwelle 59 das Ausrücklager 18a durch
den Anschlag 59a, beispielsweise einem Seegerring, mitgenommen, wodurch die
Betätigungsmittel 18b von den Druckstücken 50 abrücken und die Lamellenkupplung 11
geöffnet wird.So that the
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Schlupfglieds 11 zwischen der Windentrommel
2 und dem Hohlrad 48 oder dem Planetenträger 44 der Antriebsplanetenstufe 42 wird ein
Zugang für eine Handkurbel 53 zu den Sonnenrädern 23 und 43 der beiden Planetenstufen
22 und 42 eröffnet. Eine Kurbelwelle 54 der Handkurbel 53 ist in Verlängerung der
Antriebswelle 16 an der dem Motor 15 gegenüberliegenden Seite der Winde 1 angeordnet.
Die Kurbelwelle 54 ist in der Schalthohlwelle 59 konzentrisch drehgelagert und axial
gegenüber der Schalthohlwelle 59 fixiert. Beim Drehen der Schalthohlwelle 59 und deren
damit einhergehender Längsverschiebung wird die Kurbelwelle 54 daher gleichermaßen in
Richtung der Drehachse der Windentrommel 2 längsverschoben. An ihrem inneren Ende
weist die Kurbelwelle 54 zwei Aufschaltmittel in Form eines Außenzahnkranzes 55 und eines
Innenzahnrads 56 auf. Die Gegenstücke zu diesen beiden Aufschaltmitteln 55 und 56 werden
durch ein Innenzahnrad 58, das an den durch die Planetenräder der Antriebsplanetenstufe
42 hinaus verlängerten Achsen des Planetenträgers 44 drehsteif angebracht ist, und ein
Außenzahnrad 57 gebildet, das über eine die Antriebswelle 16 verlängernde Welle drehsteif
zum Sonnenrad 43 der Antriebsplanetenstufe angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel sind
das Innenzahnrad 58 und das Außenzahnrad 57 zum Antreiben der beiden Sonnenräder 43
und 23 in Deckung zueinander angeordnet, während die entsprechenden Aufschaltmittel 55
und 56 der Handkurbel 53 in Längsrichtung der Kurbelwelle 54 versetzt zueinander
angeordnet sind. Ebenso könnten diese beiden Aufschaltmittel 55 und 56 durch ein einziges,
außen und innen verzahntes Zahnrad gebildet werden und die beiden Gegenstücke 57 und
58 zueinander versetzt angeordnet sein. Wichtig ist lediglich, daß immer nur eines der
beiden Aufschaltmittel 55, 56 treibend auf sein entsprechendes Gegenstück 58 oder 57
wirken kann. Somit ist es durch entsprechende Verschiebung der Schalthohlwelle 59
möglich, gleichzeitig die Handkurbel 53 in wahlweisen Eingriff zu einem der beiden
Sonnenräder 23 und 43 der beiden Planetenstufen 22 und 42 zu bringen. Darüberhinaus
kann auch noch das Betätigungsmittel 18b durch Verschiebung der Schalthohlwelle 59 außer
Eingriff auf die Druckstücke 50 gebracht werden, so daß ein Freifallbetrieb möglich wird.The inventive arrangement of the
Die Längsverschiebung der Schalthohlwelle 59 wird durch einen Spindeltrieb 63 bewirkt,
bei dem sich die Schalthohlwelle 59 spindelartig in einer am Windenrahmen fixierten Muffe
64 dreht und durch die Drehbewegung längsverschoben wird. Auf der Muffe 64 oder auch
am Windenrahmen 3 ist eine Schaltkulisse 61 angeordnet, in der eine am Hebel 60 der
Schalthohlwelle 59 befestigte Kugelraste 62 geführt wird. Die Kugel dieser Kugelraste 62
wird durch Federkraft fest in die Kulissenführung 61 hineingedrückt. Dabei ist die
Kugelraste 62 in vier Verschiebepositionen in der Kulisse 61 einrastbar. Diese Verschiebe- oder
Rastpositionen entsprechen den Betriebsmodi der Winde 1.The longitudinal displacement of the switching
In Figur 1 befindet sich die Winde 1 im Betriebsmodus "Lasthub mit Motorkraft". Hierbei
ist die Haltebremse 6 zwangsgeöffnet, und der Motor 15 treibt über die Antriebswelle 16
das Sonnenrad 43 der Antriebsplanetenstufe 42 an. Die Betätigungsmittel 18b werden durch
ihre jeweiligen Federn 12, die am Primärteil 48a des Schlupfglieds 11 abgestützt sind,
gegen die jeweils von den Nasen 50a aus gesehen über die Schwenklager 49 hinaus
verlängerten Teile der Druckstücke 50 gedrückt. Die Druckstücke 50 werden dadurch mit
ihren Nasen 50a gegen die Lamellen des Primärteils 48a des Schlupfglieds 11 gedrückt, das
dadurch in einen festen Reibschluß mit dem Sekundärteil 48b gebracht und darin gehalten
wird, so daß eine drehsteife Verbindung zwischen dem Hohlrad 48 der Antriebsplanetenstufe
42 und dem Windenrahmen 2 gewährleistet ist. In dieser Stellung der Schalthohlwelle 54
wirkt das Schlupfglied 11 als Lamellenkupplung und koppelt die beiden Planetenstufen 22
und 42 über deren jeweiligen Hohlräder 28 und 48.In Figure 1, the winch 1 is in the operating mode "load stroke with motor power". Here
the holding
Zum Umschalten auf Handbetrieb werden der Motor 15 und die Haltebremse 6 energielos
geschaltet, so daß die Haltebremse 6 unter Federdruck schließt und den Motor 15 sowie die
Antriebswelle 16 festsetzt. Die Freilaufkupplung 17 wird geöffnet, so daß die Antriebswelle
16 vom Sonnenrad 43 der Antriebsplanetenstufe 42 entkoppelt ist. Die Schalthohlwelle 59
kann in die Stellung "Lasthub mit Handkraft schnell" oder "Lasthub mit Handkraft langsam"
verschoben werden. In der Stellung "Lasthub mit Handkraft schnell" kämmt das Außenzahnrad
55 der Handkurbelwelle 54 mit dem Innenzahnrad 58 des Planetenträgers 44. Durch
weiteres Verschieben der Schalthohlwelle 59 aus dem Windenrahmen 3 heraus in die
Stellung "Lasthub mit Handkraft langsam" wird das Außenzahnrad 55 außer Eingriff und
das Innenzahnrad 56 in Eingriff zu dem drehsteif mit dem Sonnenrad 43 der Antriebsplanetenstufe
42 verbundenen Zahnrad 57 gebracht. Somit ist ein Zugang zu den
schnelldrehenden und wenig Drehmoment aufnehmenden Sonnenrädern 23 und 43, wie er
gerade für den Handbetrieb wünschenswert ist, gegeben. Ferner hat die Bedienperson zwei
verschiedene Hubübersetzungen zur Verfügung, nämlich für den Schwerlastzug und für den
Eilgang mit stark unterschiedlichem Kraftaufwand. Die Freilaufkupplung 17 stellt ferner
sicher, daß bei Wegfall einer Hubkraft an der Handkurbel 53 die Last in der Schwebe bleibt
und nicht von selbst absinken kann, indem durch sie das Sonnenrad 43 festgesetzt ist. To switch to manual operation, the
In die vierte Stellung, nämlich "Last definiert absenken" mit fliehkraftgeschlossenem
Schlupfglied 11, wird die Winde 1 gebracht, indem die Schalthohlwelle 59 über ihre
Positionen "Lasthub mit Handkraft schnell" und "Lasthub mit Motorkraft" weiter in das
Innere des Windenrahmens 3 hinein längsverschoben wird. Bei diesem weiteren Verschieben
drückt der Anschlag 59a gegen das Ausrücklager 18a, das in den anderen drei Positionen
auf der Schalthohlwelle 59 frei längsverschiebbar und lediglich durch die auf die
Druckstücke 50 wirkenden Betätigungsmittel 18b in Längsrichtung fixiert gewesen ist. Das
Ausrücklager 18a wird mit den daran befestigten Betätigungsmitteln 18b gegen die Kraft
der Federn 12 vom Anschlag 59a mitgenommen und von den Druckstücken 50 wegbewegt.
In der Stellung "Last definiert absenken" wirkt somit keine Vorspannkraft auf die
Druckstücke 50 und über diese Druckstücke 50 auf das Schlupfglied 11. Die Windentrommel
2 kann sich somit unter dem Gewicht einer Last entgegen dem Drehsinn im
Hubbetrieb drehen. Die Freilaufkupplung 17 verhindert ein Mitdrehen des Sonnenrads 43,
so daß im freien Fall bei Absinken der Last eine Relativdrehzahl an dem Schlupfglied 11
entstehen kann. Die Drehung der Windentrommel 3 wird über die Abtriebsplanetenstufe 22
auf die Antriebsplanetenstufe 42 und damit auf deren Hohlrad 48 übertragen. Die
Druckstücke 50 und damit die Fliehkrafteinrichtungen 13, 51, 52 sind am Primärteil 48a
und somit am Hohlrad 48 drehsteif befestigt, drehen sich also damit. Unter dem Einfluß der
Fliehkraft werden die Fliehgewichte 13 gegen die Kraft der Regelfeder 52 entlang ihren
Führungen 51 nach außen verschoben. Die Reaktionskräfte der Regelfedern 52 bewirken
ein Kippen der Druckstücke 50 gegen die Lamellen des Primärteils 48a des Schlupfglieds
11. Bei zunehmender Drehzahl der Windentrommel 3 wird durch die im Quadrat zur
Drehzahl ansteigenden Fliehkräfte der Reibschluß im nunmehr als Lamellenbremse
wirkenden Schlupfglied 11 ständig größer. Hierdurch wird in höchst zuverlässiger Weise
ein Bremsmoment erzeugt, das mit zunehmender Abwärtsgeschwindigkeit zunimmt und
damit das Einhalten einer eindeutigen Grenzgeschwindigkeit gewährleistet.In the fourth position, namely "lower load defined" with centrifugal
Wegen dem flexiblen Umstellen zwischen den Betriebsmodi der erfindungsgemäßen Winde mit zwei Hubübersetzungen für den Handbetrieb, der darüberhinaus vorhandenen Möglichkeit des Motorbetriebs empfiehlt sich die Winde in besonderer Weise auch als Rettungswinde, beispielsweise für Rettungsboote, Rettungshubschrauber und Rettungsinseln.Because of the flexible switch between the operating modes of the winch according to the invention with two stroke ratios for manual operation, the existing ones The possibility of motor operation recommends the winch in a special way as Rescue winch, for example for lifeboats, rescue helicopters and liferafts.
Claims (22)
- A winch comprisinga) a drive motor (15)b) an output planetary stage (22)b1) the sun gear (23) of which is driven,b2) the planet carrier (24) or annular gear (28) of which is supported by the frame (3) of the winch (1),b3) the remaining free member of which is non-rotationally connected to the drum (2) of the winch (1),c) an input planetary stage (42)c1) the sun gear (43) of which is driven,c2) the planet carrier (44) or annular gear (48) of which drives the sun gear (23) of said output planetary stage (22), andd) a holding brake (6) arranged on an input shaft (16) of said drive motor (15),
characterized in thate) a regulable slip member (11) is connected as a coupling and as a free-fall brake between said planet carrier (44) or said annular gear (48) of said input planetary stage (42) and the winch drum (2). - The winch as set forth in claim 1, characterized in that said slip member (11) can be pre-tensioned by a pre-tension force, in particular by a pre-tensioned spring (12), to produce a friction contact.
- The winch as set forth in claim 2, characterized in that at least one power transmission piece (50) is pivoted on a primary part (48a) of said slip member (11), said power transmission piece (50) acting on said slip member (11) to produce the friction contact of the slip member (11) under the influence of the pre-tension.
- The winch as set forth in claim 3, characterized in that said power transmission piece (50) is pivotally secured to said primary part (48a).
- The winch as set forth in any of the claims 2 to 4, characterized in that said pre-tension can be received from said slip member (11) by a shift means (59).
- The winch as set forth in claim 5, characterized in that said pre-tension acts on said power transmission piece (50) via an actuator (18b), which is definable by said shift means (59) in a position, in which said actuator (18b) effects no transmission of said pre-tension to said power transmission piece (50).
- The winch as set forth in claim 6, characterized in that said actuator (18b) is secured to a definable release bearing (18a).
- The winch as set forth in claim 7, characterized in that said release bearing (18a) is a rotative bearing, shiftably arranged on said shift means (59).
- The winch as set forth in any of the claims 6 to 8, characterized in that said shift means (59) is shiftable in the direction of a rotational axis of said winch drum (2) and is provided with a stop (59a) for defining said actuator (18b).
- The winch as set forth in any of the preceding claims, characterized in that, upon rotation of said winch drum (2), a centrifugal force is applied to or applicable to said slip member (11) to produce or reinforce a friction contact.
- The winch as set forth in claim 10, characterized in that a flyweight (13) is arranged movable along a guide (51) at said power transmission piece (50), and is supported against a regulating spring (52) in its movement caused by centrifugal force.
- The winch as set forth in claim 11, characterized in that said guide (51) is formed by a straight shaft, the longitudinal centerline of which runs at an angle of at least 40°, in particular approx. 60°, to said rotational axis of said winch drum (2).
- The winch as set forth in any of the claims 3 to 12, characterized in that at said primary part (48a) of said slip member (11) several power transmission pieces (50) are arranged evenly distributed circumferentially.
- The winch as set forth in any of the preceding claims, characterized in that a hand crank (53) for lifting a load manually, in particular on its crankshaft (54), is provided with at least one shift adapter means (55, 56), with which it is connectable to at least one of said sun gears (23, 43) of said planetary stages (22, 42), preferably by being shifted in the direction of said rotational axis of said winch drum (2).
- The winch as set forth in claim 14, characterized in that said hand crank (53) is optionally connectable to said planet carrier (44) or to said sun gear (43) of said input planetary stage (42), and comprises preferably two shift adapter means (55, 56) for this purpose.
- The winch as set forth in claim 14 or 15, characterized in that, upon shifting said shift means (59), said hand crank (53) is entrained by said shift means (59).
- The winch as set forth in any of the claims 14 to 16, characterized in that said shift means (59) is formed by a shift quill shaft, in which said hand crankshaft (54) is rotatably mounted, said shift quill shaft (59) being shiftable into its various shift positions by rotation by means of a lever (60), and preferably a shift gate (61).
- The winch as set forth in any of the claims 14 to 17, characterized in that said shift means (59) is latchable in shift positions "slow manual lift", "fast manual lift" and "power lift", in which said slip member (11) is brought into friction contact by said pre-tension, and is latchable with said slip member (11) being closed by centrifugal force in said position "defined load lower".
- The winch as set forth in claim 18, characterized in that said lever (60) can be shifted by a manual cable drive (65) from said position "fast manual lift" via said position "power lift" into said position "defined load lower".
- The winch as set forth in any of the preceding claims, characterized in that connected between said input shaft (16) and said sun gear (43) of said input planetary stage (42) is an overrunning clutch (17), which prevents rotation of said input shaft (16) contrary to the direction of rotation of said drive motor (15).
- The winch as set forth in any of the preceding claims, characterized in that, upon failure of the hydraulic power, in particular during a power failure, said holding brake (6) arranged on said input shaft (16) of said drive motor (15) is closed by a pre-tension acting thereon.
- The winch as set forth in any of the preceding claims, characterized by it being employed as a cable winch for rescue services, in particular rescues services on ships.
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