FI78053C

FI78053C - VINSCH.

Info

Publication number: FI78053C
Application number: FI845058A
Authority: FI
Inventors: John Thomas Hird Webb
Original assignee: Webb John Thomas H
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1989-06-12
Also published as: IT1174524B; FI78053B; EP0150187A1; RO94168A; CA1246540A; RO94168B; IL71687A0; AU588217B2; NO844918L; AU2867084A; FI845058L; GB2138768B; WO1984004291A1; ATE32598T1; DK153021B; ZA843155B; DD218340A5; DK627384D0; HUT34930A; GB8410905D0

Abstract

A winch comprises a capstan (2) provided with a plurality of circumferential grooves (11). The grooves (11) comprise a high friction material and the density of the material of each groove (11) is different, so that the coefficient of friction of the cable bearing surface increases from the load end to the tail end of the capstan (2).

Description

1 780531 78053

Vintturi Tämä keksintö liittyy vintturiin, joka käsittää kantopinnan kaapelia varten, jolloin vinssin pyöritettä-5 vän kantopinnan ja määrätyn kaapelimateriaalin välinen kitka kaapelin määrätyllä jännityksellä muuttuu pitkin pyörimisakselia.This invention relates to a winch comprising a bearing surface for a cable, wherein the friction between the rotatable bearing surface of the winch and a certain cable material at a certain cable tension varies along the axis of rotation.

US-patenttiselityksissä nro 4 274 606 ja 4 230 306 ehdotetaan ja selitetään sekä valaistaan vinttureita, 10 joissa pyöritettävän rummun loppupäässä on tyhjennysväli-ne. Tarkoituksena on, että tyhjennysvälineessä on vain yksi ainoa köysi- tai kaapelikierros ja se käsittää kehä-uran ja/tai kitkamateriaalia. Lisäys tyhjennysvälineessä olevan köysikierroksen jännityksessä lisää voimaa, jolla 15 tyhjennysväline tarttuu siihen. Tyhjennysväline pitää loppupään köyttä paikallaan, niin että toisaalta köyden kuor-mituspäähän kohdistuva jännityksen lisäys ei aiheuta köy-sikierrosten luisumista ympäri rummun ja toisaalta ei köyden loppupää löysty ja mahdollisesti sotke köysilinjaa.U.S. Patent Nos. 4,274,606 and 4,230,306 propose and explain and illustrate winches having a discharge means at the end of a rotatable drum. It is intended that the discharge means have only a single turn of rope or cable and comprise a circumferential groove and / or friction material. An increase in the tension of the rope loop in the discharge means increases the force with which the discharge means grips it. The emptying means holds the end end of the rope in place so that on the one hand the increase in tension on the load end of the rope does not cause the rope turns to slip around the drum and on the other hand the end of the rope does not loosen and possibly tangle the rope line.

20 US-patenttiselitys nro 4 272 606 painottaa, että alueen, jossa kitka on suurempi, tulee olla vain rummun loppupäässä, koska muutoin joukko loppupäätä lähellä olevia köysikierroksia saattaisi löystyä. Sen vuoksi on näissä aikaisemmin ehdotetuissa vinttureissa köyden tai kaapelin 25 sekä kaapelin kantopinnan kitkakuluminen epätasaista.U.S. Patent No. 4,272,606 emphasizes that the area where the friction is higher should only be at the end of the drum, otherwise a number of rope turns near the end could loosen. Therefore, in these previously proposed winches, the frictional wear of the rope or cable 25 as well as the bearing surface of the cable is uneven.

GB-patenttiselitys nro 1 599 521 selittää nelike-laisen kaksoisakselivintturin, jossa kaapelin jännitys voitetaan käyttämällä suurta määrää uria, niin että vintturi kannattaa suurta lukumäärää kaapelikierroksia.GB Patent Specification No. 1,599,521 describes a quadruple twin shaft winch in which the cable tension is overcome by using a large number of grooves so that the winch supports a large number of cable turns.

30 Koska vintturin vetokelat kuitenkin on sijoitettu useammalle kuin yhdelle akselille, on vaikeaa pitää kuorman, molempien akseleiden ympäri kohdistamaa, vääntömomenttia oikeassa tasapainossa.30 However, because the winch's spools are placed on more than one axle, it is difficult to keep the torque applied by the load around both axles in the right balance.

Tämän keksinnön eräänä kohteena on tehdä mahdolli-35 seksi sellaisen vintturin aikaansaaminen, jossa yllä mainitut varjopuolet voidaan voittaa tai ainakin lievittää niitä.It is an object of the present invention to make it possible to provide a winch in which the above-mentioned drawbacks can be overcome or at least alleviated.

2 78053 Tämä keksintö tarjoaa vintturin, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että kitka muuttuu jatkuvasti tai portaittain useissa portaissa.The present invention provides a winch which, according to the invention, is characterized in that the friction changes continuously or stepwise in several stages.

Vintturi käsittää edullisesti kelan, jossa on pin-5 ta, jonka kitka kasvaa pitkin kelan pyörimisakselia. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti käsittää vintturi kelan, joka on varustettu useilla kehäurilla, kunkin uran kaapelinkan-natuspinnan ala on erilainen.The winch preferably comprises a spool with a pin 5, the friction of which increases along the axis of rotation of the spool. Additionally or alternatively, the winch comprises a coil provided with a plurality of circumferential grooves, the area of the cable support surface of each groove being different.

Siten, kun kaapelin jännitys pienenee, voidaan kaa-10 pelin ja kelan välillä vallitseva kitka pitää olennaisesti samansuuruisena suurentamalla kitkakerrointa ja/tai pienentämällä kaapelin ja kelan välistä tehollista kosketuspintaa (ja suurentamalla siten painetta). Tästä on seurauksena, että kehäurat kuluvat olennaisesti samalla no-15 peudella, mikä helpottaa kunnossapitoa. Niinikään, kun tämän keksinnön piirteiden puuttuessa kaapelin jännitys pienenee hyvin vähitellen kaapelikierrosten lukumäärän lisääntyessä, tekee tämä keksintö mahdolliseksi vintturin, jossa kaapelin jännitys voitetaan suhteellisen harvoilla 20 kaapelinkierroksilla, niin että yksiakselinen kaksoiske-lavintturi, jota ei aikaisemmin ole ehdotettu, tulee toteuttamiskelpoiseksi.Thus, as the cable tension decreases, the friction between the kaa-10 game and the coil can be kept substantially equal by increasing the coefficient of friction and / or reducing the effective contact area between the cable and the coil (and thus increasing the pressure). As a result, the circumferential grooves wear at substantially the same no-15 speed, which facilitates maintenance. Likewise, in the absence of features of the present invention, the cable tension decreases very gradually as the number of cable turns increases, the present invention enables a winch in which the cable tension is overcome with relatively few cable turns so that a uniaxial double-spindle winch not previously proposed becomes feasible.

Sen mukaisesti tarjoaa tämä keksintö myös kelavint-turin, jossa vintturin vetokelat on sijoitettu yhdelle 25 ainoalle akselille ja käsittävät ensimmäisen ja toisen kelan. Ensimmäinen ja toinen kela on mieluummin pyöritettävissä vastakkaisiin suuntiin, esimerkiksi episyklisen hammaspyöräryhmän avulla ja käytettävissä on jarru sen varmistamiseksi, että ensimmäinen ja toinen kela eivät 30 pyöri toisiinsa nähden, niin että ne toimivat kuin yksi ainoa kiintokela. Kun ensimmäinen ja toinen kela on kiinnitetty tällä tavoin, voivat ne jatkaa kuorman kannattamista silloinkin, kun vetomekanismista irrotetaan osia tarkastusta tai korjausta varten.Accordingly, the present invention also provides a spool winch in which the winch spools are disposed on a single shaft and comprise first and second spools. Preferably, the first and second coils are rotatable in opposite directions, for example by means of an epicyclic gear group, and a brake is available to ensure that the first and second coils do not rotate relative to each other so that they act as a single fixed coil. Once the first and second coils are attached in this way, they can continue to support the load even when parts are removed from the traction mechanism for inspection or repair.

35 Jotta tätä keksintöä voitaisiin paremmin ymmärtää ja jotta voitaisiin esittää, miten se voidaan toteuttaa, 3 78053 viitataan nyt esimerkin avulla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on kaavamainen sivupystykuva keksinnön mukaisesta yksiakselisesta kaksoiskelavintturista, 5 kuvio 2 esittää rataa, jota kuvion 1 kaksoiskela- vintturin ohjaama kaapeli seuraa ja kuvio 3 on poikkileikkauskuva otettuna pitkin kuvion 1 viivaa III-III.35 In order to better understand the present invention and to show how it can be carried out, 3,78053 will now refer, by way of example, to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a schematic side elevational view of a single-axis twin-screw winch according to the invention; the guided cable follows and Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of Fig. 1.

Nyt viitataan piirustuksiin, joissa kuvio 1 esit-10 tää kaksoiskelavintturia, joka käsittää ensimmäisen yksi-urakelan 1 ja toisen kelan 2, joilla on yhteinen pyörimisakseli, sekä useita ohjauspyöriä tai uritettuja köysipyö-riä 3. Kuten kuviossa 3 voidaan nähdä, on kolme ohjausrul-laa 3 kiinnitetty pyöritettävästä akselille 4, joka on en-15 simmäisen ja toisen vetokelan 1, 2 pyörimisakselin suuntainen. Myös neljäs ohjausrulla 3 on kiinnitetty pyöritettävästä akselille 5, joka on siirretty hiukan sivulle tuosta akselista, jotta kaapelin kulku neljännen ohjausrullan 3 ja yksiuraisen kelan 1 kautta olisi helpompaa. Keloja 1, 20 2 pyörittää moottori 6 moottorin 6 vetoakselille kiinni tetyn planeettapyörästön keskipyörän 7, toisen kelan 2 yhteistä rakennetta olevalle akselille 9 pyörivästi asennetun planeettapyörän 8 ja ensimmäisen kelan 1 sisähammastuk-sen 10 välityksellä. Käytettävissä on haluttaessa myös jar-25 ru (ei esitetty) ohjausrullien 1, 2 suhteellisen pyörimisen estämiseksi.Reference is now made to the drawings in which Figure 1 shows a twin reel winch comprising a first single groove reel 1 and a second reel 2 having a common axis of rotation, and a plurality of guide wheels or grooved rope wheels 3. As can be seen in Figure 3, there are three guide rollers. laa 3 is mounted on a rotatable shaft 4 parallel to the axis of rotation of the first and second traction coils 1, 2. The fourth guide roller 3 is also attached to a rotatable shaft 5, which is moved slightly to the side of that shaft, in order to facilitate the passage of the cable through the fourth guide roller 3 and the single-groove coil 1. The coils 1, 20 2 are rotated by a motor 6 via a central gear 7 of a planetary gear attached to the drive shaft of the motor 6, a planetary gear 8 rotatably mounted on a shaft 9 of common construction of the second coil 2 and an internal gear 10 of the first coil 1. If desired, a jar-25 ru (not shown) is also available to prevent relative rotation of the guide rollers 1, 2.

Toinen kela 2 on varustettu kolmella kehäuralla 11, jotka on siirretty puolen uranleveyden verran sivulle yhdensuuntaisella akselilla 4 olevien ohjausrullien 3 uriin 30 nähden pitkin kelan pyörimisakselia. Kehäurat käsittävät kitkamateriaalia, jonka kitkakerroin kasvaa toisen kelan 2 suurjännitys- eli kuormapäästä sen pienjännitys- eli poistopäähän.The second coil 2 is provided with three circumferential grooves 11 which are offset by half the width of the groove side parallel to the axis of the guide rollers 4 in the grooves 3 along the reel 30 with respect to the axis of rotation. The circumferential grooves comprise a friction material whose coefficient of friction increases from the high stress or load end of the second coil 2 to its low stress or discharge end.

Suosittuihin kitkamateriaaleihin kuuluvat Silumiini, 35 joka on runsaasti piillä seostettu alumiini, kuten AL20, jossa on yli 12 % piitä ja, käytettäväksi mahdollisesti 4 78053 syövyttävissä olosuhteissa, kitkapolymeerit, kuten polyuretaani, polypropyleeni ja Kautex, joka on polyvinyyli-kloridiperusteinen materiaali. "Silumiini" ja "Kautex" ovat tavaramerkkejä. Suositussa järjestelyssä on kussa-5 kin urassa vuorotellen Kautex- ja Silumiinialueita, joista edellinen muodostaa kitkakomponentin ja jälkimmäisen tehtävänä on tukea kaapelia. Ainakin osan toisen kelan 2 pinnan kitkakertoimesta teräsvaijerille tulee mieluummin olla merkittävästi suurempi kuin teräksen kitkakertoimen 10 teräksellä. On todettu, että joillakin materiaaleilla, kuten ainakin polyuretaanilla, vallitsee materiaalin tiheyden ja kitkakertoimen välillä suhde määrättyä kaapeli-materiaalia varten. Sen mukaisesti pienenee eräässä järjestelyssä tiheys eksponenttisesti toisen kelan 2 suurjän-15 nitys- eli kuormapäästä sen pienjännitys- eli loppupäähän. Myös urien leveyttä voidaan vaihdella (ei esitetty), niin että kaapelin ja kunkin uran pinnan välinen paine vaihte-lee määrätyllä kaapelin jännityksellä.Popular friction materials include Silumin, a high silicon alloyed aluminum such as AL20 with more than 12% silicon and, for use in potentially 4,78053 corrosive conditions, friction polymers such as polyurethane, polypropylene and Kautex, a polyvinyl chloride based material. "Silumin" and "Kautex" are trademarks. In the preferred arrangement, there are alternating Kautex and Silumin areas in each of the 5 grooves, the former forming the friction component and the latter acting to support the cable. The friction coefficient of at least part of the surface of the second coil 2 for the steel wire should preferably be significantly higher than the coefficient of friction of the steel for the steel 10. It has been found that some materials, such as at least polyurethane, have a relationship between the density of the material and the coefficient of friction for a given cable material. Accordingly, in one arrangement, the density decreases exponentially from the high-voltage or load end of the second coil 2 to its low-voltage or end end. The width of the grooves can also be varied (not shown) so that the pressure between the cable and the surface of each groove varies with a given cable tension.

Käytössä voittaa kaapelin ja kelojan välinen kitka 20 vintturin ohjaamassa kaapelissa vallitsevan jännityksen, niin että vintturin poistopäässä oleva kaapeli on melkein täysin löysä. Kaapelin jännityksestä ottaa ainakin 40 % ja jopa 50 % ensimmäinen kela, jota ympäröivä kietomis-kulma on 250-280 astetta, tavallisesti noin 270 astetta.In use, the friction between the cable and the coil overcomes the tension in the cable controlled by the winch 20, so that the cable at the outlet end of the winch is almost completely loose. At least 40% and even 50% of the cable tension is taken by the first coil, which is surrounded by a wrapping angle of 250-280 degrees, usually about 270 degrees.

25 Normaalisti pienenee kitka asteittain toisen kelan 2 kuormapäästä poistopäähän. Johtuen kuitenkin siitä, että urien 11 ja kaapelin välinen kitkakerroin kasvaa toisen kelan 2 kuormapäästä poistopäähän, jakautuu kitkavoima tasaisesti toiselle kelalle 2, mistä on seurauksena, että kaapeliin 30 ja uriin 11 ei kohdistu kohtuuttoman suuria kitkavoimia missään yksittäisessä kohdassa. Samanaikaisesti säilyy riittävä jännitys lähellä poistopäätä olevan kaapelin parissa viimeisessä kierroksessa, niin että kaapeli ei löysty.25 Normally, the friction gradually decreases from the load end of the second coil 2 to the discharge end. However, due to the fact that the coefficient of friction between the grooves 11 and the cable increases from the load end to the outlet end of the second coil 2, the frictional force is evenly distributed on the second coil 2, resulting in the cable 30 and the grooves 11 not subjected to unreasonable frictional forces. At the same time, sufficient tension is maintained with the cable near the outlet end in the last turn so that the cable does not loosen.

Claims

A winch, comprising a support surface for a cable, wherein the friction between the rotatable carrier surface of the winch and a given cable material at a given cable tension varies along a axis of rotation, characterized in that the friction varies continuously or incrementally in a plurality of steps.

Winch according to claim 1, characterized in that the coefficient of friction of the surface of a given cable material increases gradually or incrementally several steps along the axis of rotation.

Winch according to claim 2, characterized in that the surface comprises a friction material.

4. Winch according to claim 3, characterized in that the coefficient of friction of the friction material in steel is substantially greater than the coefficient of friction of steel in steel.

Winch according to claim 3, characterized in that the friction material comprises a friction polymer.

Winch according to claim 5, characterized in that the friction polymer is a polyurethane, a polypropylene or a polyvinyl chloride.

Winch according to claim 3, characterized in that the friction material comprises silicon enriched aluminum.

Winch according to claim 2, comprising a drum (2) provided with a plurality of circumferential latches (11), characterized in that the coefficient of friction of the surface of each latch (11) is different.

9. Winch according to claim 2, characterized in that the surface comprises material whose density decreases exponentially eroded by the axis of rotation.

The winch of claim 1, which winch comprises a drum (2) provided with a plurality of