WO2018138000A1 - Seildurchlaufwinde - Google Patents

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Publication number
WO2018138000A1
WO2018138000A1 PCT/EP2018/051259 EP2018051259W WO2018138000A1 WO 2018138000 A1 WO2018138000 A1 WO 2018138000A1 EP 2018051259 W EP2018051259 W EP 2018051259W WO 2018138000 A1 WO2018138000 A1 WO 2018138000A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rope
traction sheave
drive
cable
groove
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/051259
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Schumann
Thorsten Schmidt
Thomas Leonhardt
Original Assignee
Technische Universität Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universität Dresden filed Critical Technische Universität Dresden
Priority to EP18700911.3A priority Critical patent/EP3573918B1/de
Publication of WO2018138000A1 publication Critical patent/WO2018138000A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/74—Capstans
    • B66D1/7415—Friction drives, e.g. pulleys, having a cable winding angle of less than 360 degrees

Definitions

  • the invention relates to a rope pulley, comprising a traction sheave with a circumferentially introduced at its periphery drive groove for receiving a rope and opposite the drive groove in the region of a rope-driving part of the circumference of the traction sheave for frictional pressure of the rope against the drive groove formed Hülltrieban nie, the circulating endless element which is placed with a first strand at least via Hüllrete nulemente and with a second strand over the cable-driving part of the circumference of the traction sheave, wherein the traction sheave and the Hülltrieban Aunt are synchronized in such a way that those surfaces of the drive groove and Hülltrieban kann that is in contact with the rope are provided, are movable in the same direction and at the same speed.
  • Rope pulleys are used in numerous applications. Especially in the field of small goods, facade and maintenance lifts they are used. In addition, there are applications on construction sites in which rope traction winches are used as traction means for temporarily moving, moving or holding loads. Rope winches are based on a frictional connection between the drive element and the rope. The frictional force caused by the frictional engagement must be greater than the maximum tensile force to be transmitted. In the prevailing principle of operation of a rope winch rope runs in the groove of a traction sheave. The relationships between the traction sheave and the rope are in the equation of Eytelwein
  • the rope is additionally pressed by pressure elements in the groove.
  • pressure elements are usually designed as rollers or clamping mechanisms that load the rope with another pressure point in line contact.
  • various solutions are known, which act on the rope at one or more locations.
  • a solution with a strong localized action on the rope is shown in US Pat. No. 4,706,940, wherein at least one pressure roller presses the rope into a very steep wedge groove and causes corresponding wear.
  • An improved embodiment provides a greater part of the circumference of a traction sheave for the pressure to which the load is distributed.
  • a variant is provided in which by a plurality of rollers which are interconnected by standing chain links, the rope is pressed against the traction sheave. Each roller touches the rope, however, by a line contact and claimed thereby also very high.
  • the bending radii on the pinch rollers are very small in relation to the rope diameter. There is a significant rope bending stress.
  • the pinch rollers touch the rope by a line load and press this in a again the rope high-stressing V-groove. Due to the load-dependent pressure force, it can also lead to slippage of the rope under jerky load.
  • a V-groove is used, so that even with this construction, a high stress of the rope in the groove occurs.
  • the cable pulling device has an automatic contact pressure regulation.
  • the traction sheave In order to produce the necessary frictional engagement between cable and traction sheave, the traction sheave is mounted on a movable carriage. This sits in a rigid housing to which the pinch roller (reference numeral 4) is attached. Depending on the cable force, the traction sheave is pressed more or less strongly against the pinch roller during operation and so the frictional connection is produced. In order to avoid slippage at very low rope forces, a spring is additionally attached to the traction sheave. This maintains a minimum bias.
  • a disadvantage of this variant is that the rope high-stress line load acts on the rope by the pinch roller. Despite the high pressure of the pressure roller, the driving force remains low. Despite the biasing device there is a risk of slipping of the rope through the traction sheave.
  • Document DE 10 2012 100 099 A1 describes a continuous winch comprising a traction sheave (reference numeral 4) mounted in a rigid housing (reference numeral 2) on which a rope (reference numeral 3) runs, which is driven by a pressure roller (reference numerals 8, 9). is pressed onto the traction sheave.
  • the pressure rollers are mounted on movable levers (reference numerals 13 and 14). Depending on the design, the levers are coupled to one another via a tension spring or individually connected to the housing by compression springs (reference numeral 29).
  • the principle of the proposed continuous winch provides that under load standing rope end (reference L) deflects the pressure roller of the respective side and thus presses the other role to the traction sheave to increase the frictional engagement between the rope and the traction sheave.
  • the pressure force behaves proportionally to the cable force.
  • the symmetrical design enables the lifting operation at both ends of the rope.
  • the disadvantage of this construction are high pressures between pinch roller and rope. Due to the pinch rollers, only one line load is applied to the rope. In addition, the rope undergoes one and a half counterbends when passing through the winch, which also stress the rope. The risk of slipping of the rope by the traction sheave with jerky load is also here. A scaling of the principle is not feasible, since the driving forces are firmly coupled to geometric conditions.
  • the compact continuous cable device generates a load-dependent contact pressure.
  • the cable (reference numeral 2) is here pressed by rollers (reference numeral 4) against a traction sheave (reference numeral 1) to produce an additional frictional engagement.
  • the contact force can be applied via the cable force or a permanently installed spring. If the contact force is to be generated via the cable force, a tie rod (reference A) must be firmly connected to an anchoring point (reference 5). The tie rod then presses the rollers against the traction sheave with a force proportional to the rope force. Alternatively, however, the tie rod can apply the contact force with a spring mounted between the armature end and the housing of the continuous winch.
  • the lateral clamping which is to be solved in the rope run in permanent change and to fix again, usually requires a higher expenditure on equipment and is therefore relatively expensive, maintenance-intensive and susceptible to wear.
  • wedge groove and jaws exert line contact on the rope and thus stress it up.
  • the clamping force is very limited by the individual, small leaf springs. It can only be increased by considerable extra effort.
  • the clamping mechanism is sensitive to manufacturing deviations and dimensional and shape changes due to wear. These factors greatly affect the clamping and pulling force. The correct position between jaw and rope must be enforced by tight manufacturing tolerances.
  • Another disadvantage is that the pressure force on the circumference of the traction sheave is not constant. At high conveyor speeds, there is the danger that the clamping mechanism can not open fast enough due to the inertia and the rope is torn out of this.
  • the clamping and opening of the traction sheave is done in principle by tilting at least one traction sheave half, the rope is clamped only on a very short section of the traction sheave circumference. Due to the principle, no larger wrap angles than 180 ° are possible. Otherwise, the clamp could not work because the axial clamping forces would cancel. In case of segmentation of the traction sheave, there is only one line contact to the rope. The rope stress is then significant. A simple scaling of the principle is not possible.
  • the clamping and thus the driving force of the proposed solution are coupled to fixed geometric relationships. With a jagged undercut there is a risk of pinching individual rope wires. In this case, the driving force is no longer given. Furthermore, the traction sheave is sensitive to dirt.
  • a passively circulating pressure chain is provided on a section of the traction sheave.
  • the pressure elements cause an additional load on the rope.
  • the pressure chain affects the design but only on a very short section of the traction sheave on the rope. There is no uniform, area pressure, so there is no uniform surface load. Manufacturing deviations and wear of the kidney-shaped chain roller conveyor can lead to deviations of the pressure height. In the worst case, not several pressure elements press the rope into the groove, but only the furthest protruding. The same effect occurs in manufacturing deviations of the groove.
  • the chain is positively driven by the traction sheave.
  • the construction is characterized by the following disadvantages: It will find when passing through the rope a total of three bends in the loaded rope section even a reverse bend instead. Each bending change is associated with an increased rope stress, because Gegenbiege Oli on narrow sections stress the rope particularly strong.
  • the pulley in the incoming cable area also has a very small bending radius, which also causes a high rope stress.
  • Another, particularly serious problem is that the rope is pressed only on a very short portion of the traction sheave circumference by the pressure elements of the chain, since the design of the pressure mechanism allows no further wrap.
  • the driving force remains relatively low despite high pressure forces.
  • the Hauptan founded Switzerland is, mainly due to the design of the pressure mechanism, in relation to the traction sheave circumference very low.
  • the pressure chain follows in its profile not the outer rope contour, it instead touches the rope with a flat surface and claimed by the line contact considerably.
  • the rope is pressed into a steep V-groove, which also leads to high rope loads.
  • the loaded members alternate when passing through one link to the other under the role. As a result, the clamping and driving force fluctuate. At high conveyor speeds there is a risk of lifting the pinch rollers. A clamping and driving force loss are the consequences.
  • a driven chain (reference numeral 24) additionally presses the rope into the groove of the traction sheave.
  • the wrap angle is approximately 180 °.
  • the tensioning of the chain is achieved by a lever (reference numeral 26) with leg spring (reference numeral 27).
  • leg spring reference numeral 27
  • the rope Before leaving the rope to the right side, the rope wraps around another traction sheave at approximately 80 ° wrap angle (reference numeral 32).
  • the solution is characterized by the following disadvantages. There are a total of one and a half Gegenbiege Functional when passing through the rope by the winds on the rope. This takes up the rope very high.
  • the diameter of the traction sheaves in relation to the rope diameter is very low. In addition, this causes a very high rope stress every time a bend is changed.
  • the object of the invention is to provide a winch, which achieves a uniform, flat applied Anyakraft at high constant driving force even at high cable speeds and regardless of the load at the expiring end of the rope and minimizes the rope wear.
  • a rope winch comprising a
  • Traction sheave shaft which is provided in particular for driving or driven, with a traction sheave with a peripheral circumferential drive groove.
  • the traction sheave shaft is at least rotatably connected to the traction sheave.
  • the peripheral circumferential drive groove serves to receive a rope.
  • a relative to the drive groove, for example, on a rope-driving part of the circumference of the traction sheave arranged Hüllretean ever is designed for frictional pressure of the rope against the drive groove.
  • the Hülltrieban extract comprises a revolving endless element which is placed with a first strand on Hülltrieb nulemente and with a second strand on the cable driving part of the circumference of the traction sheave.
  • the traction sheave and the hull drive arrangement are synchronized in such a way that those surfaces of the drive groove and Hülltrieban himself are movable in the same direction and at the same speed, which are provided for contact with the rope.
  • the traction sheave with the drive groove and the front surface of the hull drive arrangement with a pressure groove pointing toward the drive groove each have a contour that is substantially complementary to the profile of the rope, so that the rope is caught on a large part of its lateral surface;
  • profile cables are also included in the invention.
  • the envelope drive arrangement comprises at least one endless element and pressure elements connected to or formed in one piece from the endless element. Necessary for the function of the Hülltrieban ever are the Endloselement supporting Hülltrieb nulemente that allow a circulation of the endless element. If the endless element is designed as a belt, the envelope drive support elements are designed, for example, as pulleys, if a chain or a conveyor chain is provided as an endless element, as described below, the envelope drive support elements are designed, for example, as sprockets.
  • the Hülltrieb nulemente include according to the invention but also other means that support the circulation of the endless element, such. B. a roller conveyor or even a slide.
  • the rope traction winch according to the invention thus has a rope-gentle pressure mechanism, which is the rope
  • the envelope drive arrangement as endless element does not only comprise a conveyor chain, it can also be designed as a toothed belt, as a flat belt or as an arrangement of spliced ropes.
  • the variant with an arrangement spliced ropes is designed with a rope for a deep rope groove or more, connected to the lateral surface ropes.
  • the endless element is designed as a conveyor chain
  • pressure elements are arranged on the conveyor chain, while the function of the pressure elements is preferably integrated in other types of endless element in this. This applies, for example, timing belt, which then have on one side a profile that takes over the function of the pressure elements.
  • the envelope drive arrangement comprising the conveyor chain has pressure elements which are arranged continuously on one side of the conveyor chain and form the front surface facing the drive groove with a quasi-continuous pressure groove forming the envelope drive arrangement, the envelope drive support elements and the envelope drive coupling element being sprockets, namely as Stützkettenrad or Tre ib chain nrad, are formed.
  • the Hülltriebkoppelelement has in addition to the support function, as well as the Hüllrete nulemente also, the function of transmitting force and movement of a drive assembly, for. As a motor with drive shaft, on the endless element.
  • the Hüllrete needleholder designed as sprockets, especially as support sprockets
  • the Hüllretekoppel element are designed as a drive sprockets.
  • a conveyor chain designed as a skew-capable chain has proven.
  • the conveyor chain is designed as a wide chain or as a multiple chain. With these versions, a particularly high driving force is transferable.
  • the synchronization is preferably carried out by a gear technical positive connection. This can be achieved for example by meshing gears on the drive pinion and traction sheave.
  • the drive is then for example by means of a drive pinion, which is for example driven by a motor and with its toothing is in engagement with a toothing of the traction sheave, in particular an external drive toothing in the preferred embodiment.
  • Manufacturing or wear-related deviations can cause differences in the envelope drive and traction sheave speed. These differences are advantageously compensated by a compensation possibility between enveloping drive and traction sheave, for which example a countershaft differential can be used. As a result, influences such as a game in the chain or its wear-related elongation compensated, so that always a sufficient synchronization can be achieved.
  • the synchronization between the traction sheave and Hülltrieban kann by at least one side, preferably double-sided Hülltriebverzahnung the traction sheave and side of the front surface arranged on the Hülltriebanssenung engagement means such as drive rollers for a running as a spline Hülltriebvertechnikung.
  • the drive rollers are arranged and arranged so that they in the Hüllreteverzahnung, z. B. the roller teeth, engage and form with the traction sheave a temporary positive connection in the region of the circumference of the traction sheave, in which the frictional pressure of the rope is provided against the drive groove.
  • a double-sided Hülltriebverzahnung the traction sheave is disposed on both sides of the drive groove and appropriately arranged A handle medium on the Hülltrieban kann are provided.
  • a cable winch which comprises a conveyor chain
  • this type of synchronization is also applicable, for example, to flat belts or toothed belts, wherein instead of the drive rollers also corresponding formations of the edges of the drive pulley suitable for engagement in the roller teeth of the traction sheave are used. or toothed belt can be used.
  • Multiple chains can also be a different arrangement of the drive rollers, so that they do not necessarily have to be arranged laterally of the front surface of the Hülltrieban emblem, but for example, additionally or exclusively between individual strands of the multiple chain.
  • At least one Hülltriebkoppelelement is provided, wherein the Hülltriebkoppelelement is at least rotatably connected to a Hüllretewelle, driven by the drive assembly, as the drive is generally referred to below.
  • the Hüllretekoppelelement allows the power or energy flow between the drive assembly and the Hüllreteanowski, so that the Hüllretean ever is driven.
  • the rope hoist winch according to the invention is used, for example, to move a load on the rope or on the housing of the cable winch by the work of the drive motor acts on the rope, especially the incoming part of the cable rope winch part of the rope.
  • the drive motor used as a drive or as a generator is therefore also referred to below generally as a traction sheave drive arrangement.
  • a drive of a preferred embodiment of the cable winch or a drive through the cable winch are thus provided by means ofmaschinenantriebsan kann, Hülltriebantriebsan himself and / or a direct drive of the endless element, wherein the power transmission between the traction sheave and the drive pulley, the Hüllreteantriebsan himself and the Hüllrete or the direct drive of the endless element and the endless element via a gear arrangement, as explained below.
  • the traction sheave drive arrangement, the Hülltriebantriebsan himself or the direct drive all three generally referred to as a drive arrangement, designed as a drive motor.
  • the traction sheave drive arrangement of the drive motor acts on the traction sheave
  • the drive motor acts on the envelope and in the direct drive of the endless element of the drive motor acts directly on the endless element, wherein a pinion, sprocket or the like may be present, the rotational movement of the motor of a drive shaft on traction sheave, envelope or endless element transmits.
  • the gear arrangement is designed as a gear transmission, as a chain transmission or as a belt transmission.
  • the endless element has a first and a second strand, wherein the first strand of the endless element, which is located between a first envelope drive support element, for example a sprocket, and a last one Hülltrieb sublement is placed over at least one further Hülltrieb mainlement and extending over at least the Hülltriebspannelement, designed for tensioning the endless element Hüllrete basic element.
  • a first envelope drive support element for example a sprocket
  • the Hülltrieb the clamping device provides that the mechanical stress is generated by a constant-force device, in particular a simple and inexpensive spring arrangement.
  • a uniform pressure force of the spring-loaded Hülltrieban Aunt is achieved in the direction of rope, also takes place a balance of thickness variations of the rope.
  • a tensioning device which comprises a spring arrangement whose spring force is caused by disc springs, in particular those with a strongly degressive characteristic.
  • an area of the spring characteristic is used in which the force changes little and which is referred to below as the constant force range. As a result, no force change is caused when the path changes.
  • a preferred tensioning device provides a spring arrangement as a constant force device, which comprises a tensioning fork and a tensioning axis which is mounted so as to be movable radially with respect to the axis of the traction sheave in the housing.
  • the clamping axis is arranged in the region of a first end of the clamping fork and for receiving one of the Hülltrieb nulemente, when using a conveyor chain thus the Spannkettenrads provided.
  • the tensioning fork is mounted in the housing at a second end lying opposite the clamping axis, so that the spring force acts between the housing and the tensioning axis and is transmitted to the tensioning axis, that is to say the force flow through the housing is closed.
  • a Patrillige design of the traction sheave so that several ropes can be taken at the same time, and a corresponding design with multiple Hüllmaschinean effet.
  • the rope is almost completely enclosed by the pressure elements as part of the Hülltrieban Ich after entering the rope on the rope-protecting round groove of the traction sheave.
  • the pressure surfaces of the pressure elements for example, designed as pressure grooves or integrated into the endless element, advantageously represent almost completely the negative of the rope.
  • the conveyor chain is in a preferred embodiment of the Hülltrieban Ich as a conveyor chain through the drive sprocket, which is fixed to the seated on the motor shaft drive pinion can be connected, powered directly by motor.
  • the traction sheave is toothed in this case and is driven by the drive pinion.
  • both the frictional engagement between the cable and the traction sheave and the frictional engagement between the rope and the pressure elements act to drive the rope.
  • the maximum possible contact surface is used to produce the rope-friendly frictional engagement, so that the peripheral surface of the rope is almost completely enclosed and in contact with driving groove and pressure groove.
  • the pressure force is preferably generated by a suitable constant-force device, as approximately in practice a disc spring column.
  • a suitable constant-force device as approximately in practice a disc spring column.
  • disc springs are used with a strong degressive curve or another constant-force device in which no drop in the force occurs.
  • the disc springs are supported between the housing and the tension fork.
  • the tensioning fork transmits the pressure force over the clamping axis and the Hülltriebspannide, z. B. the sprocket, on the conveyor chain in the present embodiment.
  • the clamping axle is mounted with a translational degree of freedom radially or perpendicular to the main axis movable in the housing. As a result, the clamping path can be realized for the endless element. An elongation of the endless element or the chain is also compensated without significant force drop.
  • All other Hülltrieb allemente such. B. sprockets are preferably mounted in the housing on bearings. They have only one rotational degree of freedom.
  • the endless element or the conveyor chain wrap around the traction sheave on the circumference.
  • the rope leaves the traction sheave at approximately 270 ° offset from the entry point.
  • the pressure elements detach from the rope and release it for leaving the traction sheave.
  • the expiring, unloaded rope end runs past the incoming, loaded rope end laterally.
  • the rope is guided by the Seilfinger component.
  • the location of the pressing and releasing of the pressure elements with respect to the rope is determined by the size and position of the Hülltriebstütz- or coupling elements located at the cable inlet and cable outlet, in particular sprockets.
  • the endless element or the conveyor chain centers itself axially in the pressure area on the rope.
  • the characteristic is made possible by the use of a conveyor chain due to the considerable skewing ability of chains. Lateral wear or manufacturing deviations are compensated without additional effort.
  • the traction sheave has lateral limits which prevent the pressure elements and the conveyor chain from slipping laterally from the traction sheave when there is no rope in the rope traction winch which can be used, in particular, as a high-load pressure winch.
  • the clamping of the rope takes place in the preferred embodiment of the invention almost completely up to 3/4 (270 °) of the traction sheave circumference, in special cases more, to approximately 360 °.
  • the rope hoist winch according to the invention is also suitable for conveying at high speed.
  • the pressure elements are attached separately to the links of the conveyor chain, if such is used as an endless element. Thus, they can be exchanged economically and with little effort for different requirements or in the event of wear without the entire conveyor chain having to be replaced.
  • the cable traction winch according to the invention can be advantageously used in various areas of conveyor technology and hoists.
  • the looping of the traction sheave through the rope is 180 °.
  • This embodiment offers further great potential because it can substitute for all classic traction sheave applications, such as those of the counterweight hoists. Due to the increased propulsion capability of the above-mentioned extended Eytelwein equation with the same payload, the mass of cabin and counterweight, which provide in the prior art for a corresponding pressure of the rope on the traction sheave, be significantly reduced. Enormous energy and cost savings are possible.
  • the looping of the traction sheave through the rope is greater than 180 ° and in a particularly preferred case, which is also shown in the figures, 270 °.
  • a rope finger is provided, which preferably diverts the unloaded rope when driving through the cable winch and past the loaded rope, so that it can run on a straight path on the traction sheave.
  • a rope traversing winch in which the looping of the traction sheave through the rope is 180 °.
  • the wrap of the traction sheave be provided by the rope less than or greater than 180 ° and a rope finger to pass the incoming rope and the expiring rope at a wrap greater than 180 ° to each other.
  • the wrap can also be more than 270 °, up to approximately 360 ° in special cases.
  • a particularly advantageous use of the cable winch according to the invention is when it is combined with a cable storage winch in such a way that storage of the rope can be done and / or relieved Rope end can be biased to increase the driving force of the Hochlastan horrwinde.
  • This fact is represented by the extended equation of Eytelwein described above.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view with the housing open and the cable spring open, an embodiment of a rope-type winch according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail of the rope-passing winch according to the invention from FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a rope hoist according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal section of an embodiment of a rope hoist according to the invention
  • Fig. 5 a detail of the rope hoist winch according to the invention from Fig. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view with the housing open and the cable spring closed, an embodiment of a rope-passing winch according to the invention
  • FIG. 7 shows the cable winch according to the invention from FIG. 6 with the housing closed
  • FIG. 8 shows schematically a detail of an embodiment of a rope hoist according to the invention in a sectional illustration
  • FIG. 9 shows a schematic side view of an embodiment of a link of a conveyor chain with pressure element
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of an embodiment of a link of a conveyor chain with pressure element
  • Fig. 1 1 schematically in perspective view with the housing open and closed rope finger another embodiment of a rope hoist according to the invention
  • FIG. 12 a detail of the rope hoist winch according to the invention from Fig. 1 1;
  • FIG. 13 shows an embodiment of a link of a conveyor chain with pressure element in a perspective view as a detail of the rope passage winch according to the invention from FIG. 1;
  • FIG. 13 shows an embodiment of a link of a conveyor chain with pressure element in a perspective view as a detail of the rope passage winch according to the invention from FIG. 1;
  • FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view of the embodiment of the rope-passing winch according to the invention from FIG. 11; FIG.
  • FIG. 15 is a schematic sectional view of a detail of the embodiment of a rope-passing winch according to the invention from FIG. 1; FIG.
  • FIG. 16 shows schematically in side view with a closed housing an embodiment of a rope hoist winch according to the invention with a tensioning fork;
  • FIG. 17 is a schematic sectional view of the embodiment of a rope-type winch according to the invention with a tensioning fork according to FIG. 16;
  • FIG. 17 is a schematic sectional view of the embodiment of a rope-type winch according to the invention with a tensioning fork according to FIG. 16;
  • FIG. 18 is a schematic perspective view of an embodiment of a rope storage winch in combination with a rope-type winch according to the invention with the housing open.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view of an embodiment of a rope storage winch in combination with a rope-type winch according to the invention with the housing open.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a cable winch 1 according to the invention schematically in a perspective view with the housing open (only housing part 12 visible) and likewise open loop finger 20,
  • FIG. 2 shows the enlarged detail X of FIG. 1.
  • Fig. 3 shows schematically in a cross-sectional view of this embodiment of the cable winch 1 according to the invention with two housing parts 12, 13.
  • a rope 3, 3 'enters with an incoming portion of the rope 3 in the rope winch 1 and with a running portion of the rope 3' from this again out, with an angle of 270 ° is spanned between the two sections, accordingly, the wrap is 270 ° on a traction sheave 2.
  • the traction sheave 2 is mounted with its main axis 37 via a ball bearing 26 in the housing (only housing part 12 visible).
  • the traction sheave 2 has on its circumference a drive groove 22, in which the cable 3, 3 'on or runs from this, as seen especially in Fig. 2.
  • the pressure elements 5 are individually designed on a side facing the traction sheave 2 side of a conveyor chain 4 so that a An horrrille 50 reproduces the rope shape in the negative and thereby closely and evenly to the rope 3,3 'hugs.
  • the length of the Anticianrillen 50 of the individual pressure elements 5 is dimensioned so that they are close to each other, virtually gapless, abut each other when the chain rotates about the traction sheave 2 and is curved in the radius of the traction sheave 2.
  • the power transmission takes place not only on the static friction between the drive groove 22 and rope 3, 3 ', because the conveyor chain 4 is also connected to a motor 42, which serves as a drive, transmission technology, such as the traction sheave 2.
  • the drive of the traction sheave 2 takes place via a drive pinion 46, the toothing of which is in engagement with the external drive toothing 38 of the traction sheave 2.
  • the motor 42 also drives a drive sprocket 9, which is arranged on the same drive shaft as the drive pinion 46.
  • the conveyor chain 4 forms a first strand, spanned between the drive chain nrad 9 and the last Stauerkettenrad 6, and a second strand, clamped between the last in the direction of rotation Stauerkettenrad 6 and the drive sprocket 9, considered when driving the incoming rope 3.
  • the second strand thus serves the pressure of the rope 3, 3 'in the drive groove 22, while the conveyor chain 4 runs back over the first strand.
  • the conveyor chain 4 is tensioned in the first strand by the Spannkettenrad 7, so that the voltage in the conveyor chain 4 increases overall and also the pressure of the pressure elements 5 is increased to the drive wheel 2 and is adaptable.
  • the Spannkettenrad 7 is arranged radially movable relative to the traction sheave 2.
  • This mobility allows a on both sides of the housing (only housing part 12 visible) supporting the clamping fork 14 which acts on a clamping axis 8, on which the Spannkettenrad 7 runs.
  • the voltage is caused by a package disc springs 15 and is adjustable via a nut 17.
  • the previously described embodiment of the rope-passing winch 1 is again shown schematically in FIG. 4, but there in longitudinal section.
  • FIG. 5 shows a detail Y of the rope-passing winch according to the invention from FIG. 4.
  • the section through the rope 3 'and the traction sheave 2 clearly shows how the rope 3' runs out of the drive groove 22 and is deflected by the rope finger 20, to make a collision to avoid with the incoming rope 3. It can also be seen how the pressure elements 5 with the pressure grooves 50 through the conveyor chain 4, which runs on the Stützkettenrad 6, are first pressed against the cable 3 'and then release it again at the expiration of the traction sheave 2.
  • the conveyor chain 4 runs over the drive chain nrad 9, the support sprockets 6 and the Spannkettenrad 7.
  • Fig. 6 shows schematically in perspective view with the housing open (only housing part 12 visible), but with a closed cable finger 20 an embodiment of a rope hoist according to the invention.
  • Fig. 7 shows the rope traction winch according to the invention from Fig. 6 with a closed housing, consisting of the housing parts 12, 13. Thus, construction and function of the clamping fork 14 are illustrated.
  • the package disc springs 15 pushes the tensioning fork 14 away from the tensioning fork abutment 19, the spring force being adjustable by the nut 17.
  • the clamping fork 14 acts on the clamping axis 8 with the not visible here Spannkettenrad inside the housing 12, 13th
  • Fig. 8 shows schematically a detail of an embodiment of a rope hoist according to the invention 1 in transverse to the longitudinal axis of the rope 3, 3 'cut representation. This clearly shows how closely the drive groove 22 and the pressure groove 50 rest against the cable 3, 3 'and enclose it on almost its entire circumference.
  • the drive groove 22 is part of the traction sheave 2
  • the pressure groove 50 is part of the pressure element 5, which is supported by the conveyor chain 4 and pressed against the traction sheave 2.
  • Fig. 9 shows schematically in side view an embodiment of a member of a conveyor chain 4 with pressure element 5
  • Fig. 10 shows schematically in perspective the link of the conveyor chain 4 with pressure element 5, wherein the pressure groove 50 is visible.
  • FIG. 1 1 shows schematically in perspective view with the housing open and closed rope finger 20, a further embodiment of a rope hoist according to the invention 100, which differs above all in the manner of driving the conveyor chain 140 from the previously explained in the description of Figures 1 to 10 embodiment
  • FIG. 12 shows a detail of the rope-passing winch 100 according to the invention from FIG. 11.
  • the drive acts exclusively on a traction sheave 120 which has internal drive teeth 122 in which the pinion of the motor 42 engages.
  • an external toothing would also be possible.
  • a conveyor chain 140 as an endless element of a Hülltrieban ist 160 is driven by a roller teeth 124 on the traction sheave 120. It comes to engagement of the conveyor chain 140 with the roller teeth 124 via drive rollers 142, which are arranged laterally on the conveyor chain 140 as soon as the conveyor chain 140 of the traction sheave 120 approaches. Also shown are the pressure elements 5 and the cable 3, 3 '. In the housing part 12, the support sprockets 6 and the clamping shaft 8 are received on the clamping fork 14. The tensioning fork 14 carries the cup springs 15 and the nut 17.
  • the traction sheave 120 is supported by the main shaft 37 mounted in the ball bearing 16.
  • FIG. 13 shows an embodiment of a link of a conveyor chain 140 with pressure element 5 and drive rollers 142 in a perspective view as a detail of the rope pass winch 100 according to the invention from FIG.
  • the drive rollers 142 are rotatably mounted on or with an axis which is arranged transversely to the running direction of the conveyor chain 140.
  • Fig. 14 shows schematically in longitudinal section representation of the embodiment of Fig. 1 1 of a rope hoist 100 according to the invention.
  • Fig. 15 shows schematically a detail of the embodiment of Fig. 1 1 of a rope hoist according to the invention 100 in transverse to the axis of the rope 3 cut representation.
  • 16 shows schematically in a side view with a closed housing, consisting of the housing parts 12, 13, an embodiment of a cable winch 1 according to the invention with tensioning fork 14 with cup springs 15, nut 17 and the tensioning axis 8 and the tensioning fork abutment 19.
  • the position of the sections AA FIG. see Fig. 17
  • BB see Fig. 18
  • FIG. 17 shows a schematic sectional view of a section AA of an embodiment of a cable winch 1 according to the invention with a tensioning fork 14 according to FIG. 16, wherein once again the function of the cable finger 20 is clearly recognizable.
  • FIG. 18 shows diagrammatically, in a further illustration cut in sectional plane BB, an embodiment of a rope-passing winch 1 according to the invention with a tensioning fork 14 according to FIG. 16.
  • FIG. 19 schematically shows a perspective view of an embodiment of a cable storage winch 170 in combination with a cable winch 1 according to the invention with the housing 12, 13.
  • the cable 3 'running out of the cable winch 1 is taken up by a cable storage 174, which is driven by a cable storage drive 175 ,
  • the cable storage drive 175 thus not only ensures a clean and space-saving winding of the rope, but can enhance the driving force of the rope winch 1, since the expiring rope 3 'is acted upon by a biasing force which increases the cable force.

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Abstract

Seildurchlaufwinde (1), umfassend eine Treibscheibe (2) mit einer am Umfang umlaufenden Treibrille (22) zur Aufnahme eines Seils (3, 3') und eine gegenüber der Treibrille (22) auf einem seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe (2) zum reibschlüssigen Andruck des Seils (3, 3') gegen die Treibrille (22) ausgebildeten Hülltriebanordnung (60), die ein umlaufendes Endloselement (4) umfasst, das mit einem ersten Trum über Hülltriebstützelemente (6) und mit einem zweiten Trum über den seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe (22) gelegt ist, wobei die Treibscheibe (2) und die Hülltriebanordnung (60) in der Weise synchronisiert sind, dass diejenigen Flächen von Treibrille (22) und Hülltriebanordnung (60), die zum Kontakt mit dem Seil (3, 3') vorgesehen sind, in die gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegbar sind. Erfindungsgemäß weisen die Treibscheibe (2) mit der Treibrille (22) und die zu der Treibrille (22) hin weisende Frontfläche der Hülltriebanordnung (60) mit einer Andruckrille (50) jeweils eine zum Profil des Seils (3, 3') im Wesentlichen komplementäre Kontur auf.

Description

Seildurchlaufwinde
Die Erfindung betrifft eine Seildurchlaufwinde, umfassend eine Treibscheibe mit einer an deren Umfang umlaufend eingebrachten Treibrille zur Aufnahme eines Seils und eine gegenüber der Treibrille im Bereich eines seiltreibenden Teils des Umfangs der Treibscheibe zum reibschlüssigen Andruck des Seils gegen die Treibrille ausgebildeten Hülltriebanordnung, die ein umlaufendes Endloselement umfasst, das mit einem ersten Trum zumindest über Hülltriebstützelemente und mit einem zweiten Trum über den seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe gelegt ist, wobei die Treibscheibe und die Hülltriebanordnung in der Weise synchronisiert sind, dass diejenigen Flächen von Treibrille und Hülltriebanordnung, die zum Kontakt mit dem Seil vorgesehen sind, in die gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegbar sind.
Seildurchlaufwinden werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. Besonders im Bereich der Kleingüter-, Fassaden- und Wartungsaufzüge finden sie Verwendung. Außerdem existieren auf Baustellen Anwendungen, bei denen Seildurchlaufwinden als Zugmittel zum temporären Bewegen, Verschieben oder Halten von Lasten eingesetzt werden. Seildurchlaufwinden beruhen auf einem Reibschluss zwischen Antriebselement und Seil. Die durch den Reibschluss hervorgerufene Reibkraft muss dabei größer sein als die maximal zu übertragende Seilzugkraft. Bei dem vorherrschenden Funktionsprinzip einer Seildurchlaufwinde läuft das Seil in der Rille einer Treibscheibe. Die zwischen Treibscheibe und Seil wirkenden Zusammenhänge werden in der Eytelweinschen Gleichung
S1 < F1 = S2 mit
F1 maximale Treibkraft
51 aktuell wirkende Seilkraft durch Last
52 Vorspannkraft
aw Umschlingungswinkel
μ Reibungszahl zwischen Seil und Rille ausgedrückt. Es wird deutlich, dass es möglich ist, durch drei Größen die Treibkraft F1 zu maximieren. Bei gleicher Vorspannkraft bleibt zunächst nur die Möglichkeit der Maximierung des Umschlingungswinkels und der Reibungszahl. Die Erhöhung des Umschlingungswinkels über 180° bringt das Problem mit sich, dass der ein- und der auslaufende Seilabschnitt ohne Gegenbiegung aneinander vorbeigeführt werden müssen.
Die Erhöhung der Reibungszahl bietet eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Treibkraft. Nach dem Stand der Technik wurden Bestrebungen unternommen, durch geeignete Rillenmaterialien und entsprechende Seilkonstruktionen die Reibungszahl zu erhöhen. Des Weiteren bietet die Form der Rille eine Möglichkeit zur Steigerung der Reibungszahl. Um eine hohe Reibungszahl zu erzielen, werden bei Seildurchlaufwinden statt Rundrillen sehr steile Keilrillen verwendet. Nachteilig ist bei dieser Möglichkeit, dass das Seil beim Durchlauf durch die Seildurchlaufwinde sehr stark verformt und damit mechanisch hoch beansprucht wird. Dies führt im Allgemeinen zu verstärktem Verschleiß.
Zwischen dem Seil und der Treibscheibe im unverschlissenen Zustand findet bei keilförmigen Rillen ein Linienkontakt statt, der zu einer überhöhten Pressung an den Kontaktstellen führt. Hohe Beanspruchung von Seil und Rille sind die Folgen.
Zur weiteren Steigerung der Treibkraft wird das Seil zusätzlich durch Andruckelemente in die Rille gedrückt. Diese Andruckelemente sind zumeist als Rollen oder Klemmmechanismen ausgebildet, die das Seil mit einer weiteren Druckstelle im Linienkontakt belasten. Hierfür sind verschiedene Lösungen bekannt, die an einem oder mehreren Orten auf das Seil einwirken. Eine Lösung mit stark lokal begrenzter Einwirkung auf das Seil zeigt die Druckschrift US 4 706 940, wobei mindestens eine Andruckrolle das Seil in eine sehr steile Keilrille drückt und dementsprechenden Verschleiß hervorruft.
Eine verbesserte Ausführungsform sieht einen größeren Teil des Umfangs einer Treibscheibe für den Andruck vor, auf den sich die Last verteilt. Nach der Druckschrift US 4 555 091 ist eine Variante vorgesehen, bei der durch eine Vielzahl von Rollen, die durch stehende Kettenglieder miteinander verbunden sind, das Seil an die Treibscheibe angedrückt wird. Jede Rolle berührt das Seil jedoch durch einen Linienkontakt und beansprucht dieses dadurch ebenfalls noch sehr hoch.
Eine ähnliche Lösung ist in der Druckschrift US 6 247 680 beschrieben, die durch ein sehr einfaches Prinzip zur Treibkrafterzeugung gekennzeichnet ist. Die Last befindet sich an einem oberen Seilende. Nach dem Einlaufen des belasteten Seilendes auf die Treibscheibe wird das Seil zusätzlich von mehreren Andruckrollen an die Treibscheibe gedrückt. Die Andruckrollen sind durch mehrere Laschen miteinander verbunden und werden so in Position gehalten. Ein erstes Laschenende ist mit dem Gehäuse verbunden. Die Andruckkraft ist dabei lastabhängig. Sie wird durch die Rolle am einlaufenden Seilende erzeugt. Beim Wirken einer Last werden die Andruckrollen an die Treibscheibe herangezogen. Nachteilig ist an dieser Lösung, dass das Seil beim Durchlauf durch die Treibscheibe insgesamt drei Biegewechsel erfährt. Die Biegeradien an den Andruckrollen sind im Verhältnis zum Seildurchmesser sehr gering. Es tritt eine erhebliche Seilbiegebeanspruchung auf. Die Andruckrollen berühren das Seil durch eine Linienlast und drücken dieses in eine nochmals das Seil hochbeanspruchende Keilrille. Durch die lastabhängige Andruckkraft kann es außerdem zum Durchrutschen des Seils unter ruckartiger Belastung kommen. Zudem kommt eine Keilrille zum Einsatz, sodass auch bei dieser Konstruktion eine hohe Beanspruchung des Seils in der Rille auftritt.
Eine weitere Lösung, die einzelne Andruckrollen vorsieht, wird in der Druckschrift US 3 329 406 vorgestellt, wobei die Winde auf dem Prinzip einer herkömmlichen Spillwinde mit zusätzlichen Andruckrollen beruht und das Seil die Treibscheibe mehrfach umschlingt. Um dies zu ermöglichen, ist die Treibscheibe als glatter Zylinder ausgeführt. Durch die mehrfache Umschlingung wird der Umschlingungswinkel erhöht und die Treibkraft gesteigert. Durch Andruckrollen wird das Seil auf der Treibscheibe in Position gehalten und zusätzlich an diese angedrückt. Die Andruckrollen sind fest mit dem Gehäuse verschraubt. Nachteilig an dieser Erfindung ist, dass das Seil durch das schraubenförmige Aufwickeln auf der Treibscheibe seitlich verdrillt wird. Sowohl zwischen Treibscheibe und Seil als auch zwischen den keilförmigen Rillen der Andruckrollen und dem Seil finden Linienberührungen statt. Diese beanspruchen das Seil sehr hoch. Des Weiteren sind zum Auflegen des Seils gesonderte Maßnahmen notwendig, das Seil wird nicht selbsttätig eingezogen. Da die Andruckrollen fest verschraubt sind, können keine Schwankungen des Seildurchmessers ausgeglichen werden. Auch der Ausgleich von Maßabweichungen, die zum Beispiel als Folge von Verschleiß auftreten, ist nicht möglich.
Zur Regulierung oder Einstellung der auf das Seil wirkenden Andruckkraft sind verschiedene Lösungen bekannt. Diese sind in den Druckschriften DE 03 60 033 B1 (eine Seilzugvorrichtung mit Treibscheibe und automatischer Seilanpressung), DE 10 2012 100 099 A1 (Durchlaufwinde) und EP 0677480 B1 (Kompaktes Durchlaufseilzuggerät) dargestellt.
Das Seilzuggerät gemäß Druckschrift EP 03 60 033 B1 verfügt über eine automatische Anpresskraftregulierung. Um den notwendigen Reibschluss zwischen Seil und Treibscheibe herzustellen, ist die Treibscheibe auf einem beweglichen Schlitten befestigt. Dieser sitzt in einem starren Gehäuse, an dem auch die Andruckrolle (Bezugszeichen 4) befestigt ist. Je nach Seilkraft wird im Betrieb die Treibscheibe mehr oder weniger stark gegen die Andruckrolle gedrückt und so der Reibschluss hergestellt. Um ein Durchrutschen bei sehr geringen Seilkräften zu vermeiden, ist an der Treibscheibe zusätzlich eine Feder angebracht. Diese hält eine Mindestvorspannung aufrecht. Nachteilig ist bei dieser Variante, dass durch die Andruckrolle eine das Seil hochbeanspruchende Linienlast auf das Seil wirkt. Trotz der hohen Pressung der Andruckrolle bleibt die Treibkraft gering. Trotz der Vorspanneinrichtung besteht die Gefahr des Durchrutschens des Seils durch die Treibscheibe.
Die Druckschrift DE 10 2012 100 099 A1 beschreibt eine Durchlaufwinde, die eine in einem starren Gehäuse (Bezugszeichen 2) gelagerte Treibscheibe (Bezugszeichen 4) umfasst, auf der ein Seil (Bezugszeichen 3) läuft, das von einer Andruckrolle (Bezugszeichen 8, 9) auf die Treibscheibe gedrückt wird. Die Andruckrollen sind dabei auf beweglichen Hebeln (Bezugszeichen 13 und 14) angebracht. Je nach Ausführung sind die Hebel über eine Zugfeder miteinander gekoppelt oder einzeln durch Druckfedern (Bezugszeichen 29) mit dem Gehäuse verbunden. Zusätzlich befindet sich zur Führung ein Koppelglied (Bezugszeichen 21 ) zwischen beiden Rollen. Das Prinzip der vorgeschlagenen Durchlaufwinde sieht vor, dass das unter Last stehende Seilende (Bezugszeichen L) die Andruckrolle der jeweiligen Seite ablenkt und somit die andere Rolle an die Treibscheibe anpresst, um den Reibschluss zwischen Seil und Treibscheibe zu vergrößern. Die Andruckkraft verhält sich dabei proportional zur Seilkraft. Der symmetrische Aufbau ermöglicht den Hubbetrieb an beiden Seilenden. Nachteilig sind bei dieser Konstruktion hohe Pressungen zwischen Andruckrolle und Seil. Durch die Andruckrollen wirkt nur eine Linienlast auf das Seil. Zusätzlich erfährt das Seil beim Durchlauf durch die Winde eineinhalb Gegenbiegungen, die das Seil ebenfalls beanspruchen. Die Gefahr des Durchrutschens des Seils durch die Treibscheibe bei ruckartiger Belastung besteht auch hier. Eine Skalierung des Prinzips ist nicht realisierbar, da die Treibkräfte fest an geometrische Verhältnisse gekoppelt sind.
Das kompakte Durchlaufseilzuggerät nach Druckschrift EP 06 77 480 B1 erzeugt eine belastungsabhängige Anpresskraft. Das Seil (Bezugszeichen 2) wird hierbei von Rollen (Bezugszeichen 4) gegen eine Treibscheibe (Bezugszeichen 1 ) gepresst, um einen zusätzlichen Reibschluss herzustellen. Die Anpresskraft kann über die Seilkraft oder über eine fest verbaute Feder aufgebracht werden. Soll die Anpresskraft über die Seilkraft erzeugt werden, muss ein Zuganker (Bezugszeichen A) fest mit einer Verankerungsstelle (Bezugszeichen 5) verbunden werden. Der Zuganker drückt die Rollen dann mit einer zur Seilkraft proportionalen Kraft gegen die Treibscheibe. Alternativ kann der Zuganker die Anpresskraft jedoch auch mit einer zwischen Ankerende und Gehäuse der Durchlaufwinde montierten Feder aufbringen. Durch die Andruckrollen wirken zwei das Seil hochbeanspruchende Linienlasten auf das Seil ein. Die zweite Andruckrolle ist so positioniert, dass das Seil einen Gegenbiegewechsel erfährt. Dieser beansprucht das Seil hoch. Bei ruckartiger Belastung kann das Seil durch die Treibscheibe hindurchrutschen. Die Anpresskraft und damit die Treibkraft sind an feste geometrische Verhältnisse gekoppelt. Eine Steigerung der Anpresskraft ist nicht problemlos möglich.
Verschiedene Lösungen sehen anstelle des radialen Andrucks eines Seils gegen eine Treibscheibe eine seitliche, also axiale Klemmung des Seils vor. Dabei sind zumeist einzelne Klemmbacken oder bewegliche Scheibenhälften vorgesehen. Beispiele für diese Gruppe von Lösungen enthalten die Druckschriften DE 518 706 A (Antriebsseilscheibe), US 4 193 31 1 A (Treibscheibenmechanismus), DE 10 2012 1 10 782 A1 (Klemmwinde), AT 359 691 B (Treibscheibe für ein Hebezeug), DE 26 41 446 C2 (Treibscheibe für ein Hebezeug), DE 325 438 A (Seilscheibe), DE 449 153 A (Seilscheibe mit geklemmten Seil), DE 636 412 A (Seiltreibscheibe), DE 429 820 A (zweiteilige Seilscheibe), DE 720 955 A (Treibscheibe für Zugseile und Förderketten), DE 416 051 A (Antriebsseilscheibe) und DE 284 134 A (Seilscheibe mit in der Seilrille verschiebbar angeordneten Klemmbacken und einem die Klemmbacken beeinflussenden Anschlag).
Die seitliche Klemmung, die beim Seildurchlauf in permanentem Wechsel zu lösen und wieder zu fixieren ist, erfordert zumeist einen höheren apparativen Aufwand und ist daher vergleichsweise kostenaufwändig, wartungsintensiv und verschleißanfällig. Zudem üben Keilrille und Klemmbacken einen Linienkontakt auf das Seil aus und beanspruchen dieses dadurch hoch. Des Weiteren ist bei federbelasteter Klemmung die Klemmkraft durch die einzelnen, kleinen Blattfedern sehr begrenzt. Sie lässt sich nur durch erheblichen Mehraufwand steigern. Außerdem ist der Klemmmechanismus empfindlich gegenüber Fertigungsabweichungen sowie Maß- und Formänderungen durch Verschleiß. Diese Faktoren beeinflussen in hohem Maße die Klemm- und Zugkraft. Die korrekte Position zwischen Klemmbacke und Seil muss durch enge Fertigungstoleranzen erzwungen werden. Nachteilig ist außerdem, dass die Andruckkraft auf dem Umfang der Treibscheibe nicht konstant ist. Bei hohen Fördergeschwindigkeiten besteht die Gefahr, dass der Klemmmechanismus aufgrund der Massenträgheit nicht schnell genug öffnen kann und das Seil aus diesem herausgerissen wird.
Sofern die Klemmung und Öffnung der Treibscheibe prinzipbedingt durch eine Verkippung mindestens einer Treibscheibenhälfte erfolgt, wird das Seil nur auf einem sehr kurzen Abschnitt des Treibscheibenumfangs geklemmt. Prinzipbedingt sind außerdem keine größeren Umschlingungswinkel als 180° möglich. Die Klemmung könnte ansonsten nicht funktionieren, weil sich die axialen Klemmkräfte aufheben würden. Im Falle einer Segmentierung der Treibscheibe besteht nur ein Linienkontakt zum Seil. Die Seilbeanspruchung ist dann erheblich. Eine einfache Skalierung des Prinzips ist nicht möglich. Die Klemmung und damit die Treibkraft der vorgeschlagenen Lösung sind an feste geometrische Verhältnisse gekoppelt. Bei einem gezackten Unterschnitt besteht die Gefahr des Einklemmens einzelner Seildrähte. In diesem Fall ist die Treibkraft nicht mehr gegeben. Des Weiteren ist die Treibscheibe empfindlich gegen Schmutz. Verklemmen sich Schmutzpartikel im Rillenunterschnitt, ist die Treibraft nicht mehr gegeben. Bei einzelnen Lösungen können Abweichungen der Nennmaße von Seil, Rillenfutter und Klemmbacken nur in geringem Maße ausgeglichen werden. Einzelne Elemente tragen dann nicht. Nachteilig ist in der Regel die hohe Anzahl an sehr genau zu fertigenden Spezialteilen.
Bei einer weiteren Gruppe von Lösungen ist auf einem Abschnitt der Treibscheibe eine passiv umlaufende Andruckkette vorgesehen. Bei dieser Konstruktion wirkt durch die Andruckelemente eine zusätzliche Flächenlast auf das Seil. Eine solche Lösung ist in der Druckschrift DE 43 30 162 A1 beschrieben. Die Andruckkette wirkt konstruktionsbedingt jedoch nur auf einem sehr kurzen Abschnitt der Treibscheibe auf das Seil ein. Es erfolgt kein gleichmäßiger, flächiger Andruck, somit liegt keine gleichmäßige Flächenlast vor. Fertigungsabweichungen und Verschleiß der nierenförmigen Kettenrollbahn können zu Abweichungen der Andruckhöhe führen. Im ungünstigsten Fall pressen nicht mehrere Andruckelemente das Seil in die Rille, sondern nur das am weitesten hervorstehende. Der gleiche Effekt tritt bei Fertigungsabweichungen der Rille auf. Dass stets mehrere Andruckelemente gleichzeitig auf das Seil einwirken, ist in der praktischen Ausgestaltung eher selten der Fall, da jede Fertigung toleranzbehaftet ist und zudem Verscheiß nicht ausgeschlossen werden kann. Auch bei dieser Lösung kommen Keilrillen zum Einsatz, deshalb tritt ebenfalls eine hohe Beanspruchung des Seils in der Rille auf.
Eine weitere, ähnlich geartete Lösung beschreibt die Druckschrift DE 22 01 548 C3 mit einer Treibscheibe für unbegrenzten Seildurchlauf. Bei dieser wird das auf der Treibscheibe befindliche Seil zusätzlich durch einzelne Glieder einer umlaufenden Andruckkette auf die Treibscheibe gedrückt. Auf den Kettengliedern sind Andruckelemente befestigt, die dem Negativ des Seils auf der Treibscheibe entsprechen. Dadurch ist die Kontaktfläche zwischen Andruckelement und Seil groß. Die Kette selbst läuft dabei locker um im Gehäuse angebrachte Führungsschienen. Die Andruckkraft wird durch einen Hebelmechanismus erzeugt. Sie wird durch Rollen auf die Ketteninnenseite übertragen. Die Klemmkraft selbst ist lastabhängig. Sie wird durch eine im belasteten Seilabschnitt wirkende Seilrolle erzeugt. Eine Feder hält eine Mindestvorspannkraft aufrecht. Um die Treibkraft zu verstärken, wird die Kette formschlüssig von der Treibscheibe angetrieben. Die Konstruktion ist jedoch durch folgende Nachteile gekennzeichnet: Es finden beim Durchlaufen des Seils insgesamt drei Biegungen im belasteten Seilabschnitt sogar eine Gegenbiegung statt. Jeder Biegewechsel geht mit einer erhöhten Seilbeanspruchung einher, denn Gegenbiegewechsel auf engen Abschnitten beanspruchen das Seil besonders stark. Die Seilrolle im einlaufenden Seilbereich hat zudem einen sehr kleinen Biegeradius, der ebenfalls eine hohe Seilbeanspruchung hervorruft. Ein weiteres, besonders gravierendes Problem besteht darin, dass das Seil nur auf einem sehr kurzen Bereich des Treibscheibenumfangs durch die Andruckelemente der Kette angedrückt wird, da die Gestaltung des Andruckmechanismus keine weitere Umschlingung zulässt. Die Treibkraft bleibt trotz hoher Andruckkräfte vergleichsweise gering. Durch das Aufbringen der Klemmkraft mit Hilfe einzelner Rollen auf der Ketteninnenseite ist zudem der Andruck der Klemmelemente nicht konstant. Beim Durchfahren eines Glieds nach dem anderen unter der Rolle wechseln sich die belasteten Glieder ab. Dadurch schwanken die Klemmkraft und damit auch die Treibkraft. Bei hohen Fördergeschwindigkeiten besteht in der Folge die Möglichkeit des Abhebens der Andruckrollen, ein Klemm- und Treibkraftverlust ist die Folge. Durch den lastabhängigen Andruckmechanismus besteht außerdem bei ruckartiger Seilbelastung die Gefahr des Durchrutschens des Seils durch die Treibscheibe.
Ein weiteres Prinzip aus dieser Gruppe von Lösungen ist in der Druckschrift US 2 628 813 A beschrieben. Dabei wird das Seil durch eine umlaufende Andruckkette zusätzlich in eine wiederum keilförmige Rille einer Treibscheibe gepresst. Die Andruckkraft wird durch Andruckrollen, die auf die Innenseite der Kette wirken, auf diese übertragen. Die Andruckkraft ist abhängig von der Last und wird durch einen Mechanismus zwischen Andruckrollen und Verankerungspunkt der Winde übertragen. Die Andruckkraft stellt die Reaktionskraft der von der Last erzeugten Seilkraft dar. Die Kette läuft passiv mit. Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass die Andruckkraft abhängig von der Seilkraft ist. Bei ruckartiger Belastung kann deshalb das Seil durch die Treibscheibe rutschen. Des Weiteren wird die Kette nicht separat angetrieben, sondern passiv durch den Reibschluss mit dem Seil in Bewegung versetzt. Sie dient damit nur dem Andruck des Seils und stellt keinen Antrieb auf der der Rille abgewandten Seite des Seils bereit. Die Reibungsverluste durch die Kette reduzieren die Treibkraft der Winde. Der Hauptandruckbereich ist, vornehmlich bedingt durch die Gestaltung des Andruckmechanismus, im Verhältnis zum Treibscheibenumfang sehr gering. Die Andruckkette folgt in ihrem Profil nicht der äußeren Seilkontur, sie berührt stattdessen das Seil mit einer ebenen Fläche und beansprucht dieses durch den Linienkontakt erheblich. Außerdem wird das Seil in eine steile Keilrille gepresst, was ebenfalls zu hohen Seilbeanspruchungen führt. Die belasteten Glieder wechseln sich beim Durchfahren des einen Gliedes zum anderen unter der Rolle ab. Dadurch schwanken die Klemm- und Treibkraft. Bei hohen Fördergeschwindigkeiten besteht die Gefahr des Abhebens der Andruckrollen. Ein Klemm- und Treibkraftverlust sind die Folgen. Es werden im Stand der Technik auch Lösungen angeboten, um die Nachteile der passiven Andruckmittel, insbesondere Andruckketten, die zusätzliche Reibungsverluste mit sich bringen, zu vermeiden. Diese Lösungen sehen aktiv angetriebene Andruckketten vor und sind in den Druckschriften US 3 018 934 und US 2 875 890 beschrieben. Die Druckschrift US 3 018 934 A beschreibt eine Winde (Titel: Windlass, aus dem Jahr 1962). Die vorgeschlagene Lösung sieht vor, dass das Seil beim Durchlauf durch die Winde eine Treibscheibe (Fig. 1 , Bezugszeichen 50) umläuft, die jedoch an ihrem Umfang eckig ausgeformt ist. Dadurch soll neben der Reibung eine Art Formschluss zwischen Treibscheibe und Seil erreicht und die Treibkraft erhöht werden. Eine angetriebene Kette (Bezugszeichen 24) drückt das Seil zusätzlich in die Rille der Treibscheibe. Der Umschlingungswinkel beträgt ungefähr 180°. Das Spannen der Kette wird durch einen Hebel (Bezugszeichen 26) mit Schenkelfeder (Bezugszeichen 27) erreicht. Vor dem Verlassen des Seils zur rechten Seite hin umschlingt das Seil mit ungefähr 80° Umschlingungswinkel eine weitere Treibscheibe (Bezugszeichen 32). Die Lösung ist durch folgende Nachteile gekennzeichnet. Es wirken insgesamt eineinhalb Gegenbiegewechsel beim Durchlaufen des Seils durch die Winde auf das Seil ein. Dies beansprucht das Seil sehr hoch. Außerdem ist der Durchmesser der Treibscheiben im Verhältnis zum Seildurchmesser sehr gering. Dies verursacht bei jedem Biegewechsel zusätzlich eine sehr hohe Seilbeanspruchung. Von den beiden Treibscheiben wird nur ein sehr geringer Teil des Treibscheibenumfangs für den Reibschluss genutzt. Obwohl die vorgeschlagene Vorrichtung materialintensiv ausgeführt ist, bleibt die nutzbare Treibkraft gering. Die eckige Treibscheibe beansprucht zudem das Seil stark durch die Linienberührungen quer zur Seillängsachse. Des Weiteren liegt die Kette direkt am Seil an. Die Buchsen und Laschen der Kette berühren das Seil so, dass Linien- und Punktlasten entstehen und das Seil zusätzlich erheblich beanspruchen.
Die Druckschrift US 2 875 890 A (Titel: Windlass, aus dem Jahr 1959) beschreibt eine Winde, bei der der Antrieb des Seils ausschließlich durch den Reibschluss zwischen zwei Ketten (Figuren 1 und 2, Bezugszeichen 14 und 15) entsteht. Beide Ketten sind dazu angetrieben. Das Seil läuft unter mehreren Biegungen durch die Winde, um den Reibschluss zu erhöhen. Jede Biegung wirkt wie eine geringfügige Umschlingung um eine hier nicht vorhandene Treibscheibe. Die Andruckkraft zwischen beiden Ketten wird durch Spindeln (Bezugszeichen 27 und 34) hervorgerufen und ist von Hand regelbar. Zwischengeschaltete Federn (Bezugszeichen 28 und 36) bewirken einen Ausgleich von Maßabweichungen der Reibschlusspartner. Folgende Nachteile werden dabei deutlich. Das Seil erfährt beim Durchlauf durch die Winde zweieinhalb Gegenbiegewechsel, die das Seil erheblich beanspruchen. Des Weiteren findet der Reibschluss direkt zwischen dem Seil und den Ketten statt, sodass Undefinierte, punktartige Berührungen die Folgen sind. Diese rufen hohe Pressungen am Seil hervor und beanspruchen dieses erheblich.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen insgesamt eine unzureichende Funktionssicherheit bei hohen Lasten auf, beanspruchen das Seil erheblich und sind häufig zudem aufwändig im Aufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Seilwinde anzubieten, die bei hoher, konstanter Treibkraft auch bei hohen Seilgeschwindigkeiten und unabhängig von der Last am auslaufenden Seilende eine gleichmäßige, flächig eingeleitete Andruckraft erreicht und den Seilverschleiß minimiert.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Seildurchlaufwinde, umfassend eine
Treibscheibenwelle, die insbesondere zum An- oder Abtrieb vorgesehen ist, mit einer Treibscheibe mit einer am Umfang umlaufenden Treibrille. Die Treibscheibenwelle ist zumindest drehfest verbunden mit der Treibscheibe. Die am Umfang umlaufende Treibrille dient zur Aufnahme eines Seils. Eine gegenüber der Treibrille, beispielsweise auf einem seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe, angeordnete Hülltriebanordnung ist zum reibschlüssigen Andruck des Seils gegen die Treibrille ausgebildet. Die Hülltriebanordnung umfasst ein umlaufendes Endloselement, das mit einem ersten Trum über Hülltriebstützelemente und mit einem zweiten Trum über den seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe gelegt ist. Die Treibscheibe und die Hülltriebanordnung sind in der Weise synchronisiert, dass diejenigen Flächen von Treibrille und Hülltriebanordnung in die gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegbar sind, die zum Kontakt mit dem Seil vorgesehen sind. Die Treibscheibe mit der Treibrille und die zu der Treibrille hin weisende Frontfläche der Hülltriebanordnung mit einer Andruckrille weisen erfindungsgemäß jeweils eine zum Profil des Seils im Wesentlichen komplementäre Kontur auf, sodass das Seil an einem Großteil seiner Mantelfläche gefasst wird; dadurch sind auch Profilseile von der Erfindung umfasst. Der reibschlüssige Andruck des Seils gegen die Treibrille erfolgt mittels der Hülltriebanordnung über einen seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe.
Die Hülltriebanordnung umfasst zumindest ein Endloselement und mit dem Endloselement verbundene oder einstückig aus diesem ausgebildete Andruckelemente. Notwendig für die Funktion der Hülltriebanordnung sind die das Endloselement stützenden Hülltriebstützelemente, die einen Umlauf des Endloselements ermöglichen. Ist das Endloselement als ein Riemen ausgebildet, sind die Hülltriebstützelemente beispielsweise als Riemenscheiben ausgebildet, ist als Endloselement eine Kette bzw. eine Förderkette vorgesehen, wie nachfolgend beschrieben, sind die Hülltriebstützelemente beispielsweise als Kettenräder ausgebildet. Die Hülltriebstützelemente umfassen im Sinne der Erfindung aber auch andere Mittel, die den Umlauf des Endloselements unterstützen, wie z. B. eine Rollenbahn oder sogar eine Gleitbahn. Die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde weist dadurch einen seilschonenden Andruckmechanismus auf, der das Seil
• mit geringer Seilbeanspruchung bei gleichzeitig hoher Treibkraft,
• mit konstanten Klemm- und Treibkräften, unabhängig vom Verschleißzustand der Treibscheibe, des Seils und der Andruckelemente,
• mit hoher Fördergeschwindigkeit,
• mit gleichmäßiger, flächig eingeleiteter Andruckkraft auf 3/4 bzw. 270° des Treibscheibenumfangs (oder mehr, in Sonderfällen bis zu 360°) und mit
• Selbstzentrierung der Andruckelemente auf dem Seil, in radialer als auch axialer Treibscheibenrichtung fördert.
Vorteilhafter Weise umfasst die Hülltriebanordnung als Endloselement nicht nur eine Förderkette, sie kann auch als ein Zahnriemen, als ein Flachriemen oder als eine Anordnung gespleißter Seile ausgeführt sein. Die Variante mit einer Anordnung gespleißter Seile ist mit einem Seil für eine tiefe Seilrille oder mehrere, an der Mantelfläche verbundene Seile ausgeführt. Ist das Endloselement der Hülltriebanordnung als Zahnriemen oder Flachriemen ausgeführt, weisen der Zahnriemen oder der Flachriemen ein solches Querschnittsprofil auf, dass die zu der Treibrille hin weisende Seite des Zahnriemens oder des Flachriemens eine zum Profil des Seils im Wesentlichen komplementäre Kontur aufweist. Wenn das Endloselement als Förderkette ausgebildet ist, sind an der Förderkette Andruckelemente angeordnet, während die Funktion der Andruckelemente bei anderen Arten des Endloselements vorzugsweise in dieses integriert ist. Das betrifft beispielsweise Zahnriemen, die dann an einer Seite ein Profil aufweisen, das die Funktion der Andruckelemente übernimmt. Vorteilhaft ist es somit, wenn die die Förderkette umfassende Hülltriebanordnung Andruckelemente aufweist, die an einer Seite der Förderkette kontinuierlich angeordnet sind und die zu der Treibrille hin weisende Frontfläche mit einer quasi durchgehenden Andruckrille, die Hülltriebanordnung ausbilden, wobei die Hülltriebstützelemente und das Hülltriebkoppelelement als Kettenräder, nämlich als Stützkettenrad bzw. Tre ib kette nrad, ausgebildet sind. Das Hülltriebkoppelelement hat neben der Stützfunktion, so wie die Hülltriebstützelemente auch, die Funktion der Übertragung von Kraft und Bewegung von einer Antriebsanordnung, z. B. einem Motor mit Antriebswelle, auf das Endloselement. Sind also die Hülltriebstützelemente als Kettenräder ausgeführt, speziell als Stützkettenräder, so sind die Hülltriebkoppelelemente als Treibkettenräder ausgeführt.
Als günstig für die Betriebssicherheit hat sich eine Förderkette, ausgebildet als eine schräglauffähige Kette, erwiesen. Vorteilhafterweise ist die Förderkette als eine breite Kette oder als Mehrfachkette ausgeführt. Mit diesen Ausführungen ist eine besonders hohe Treibkraft übertragbar.
Für die Funktion der Erfindung erforderlich ist die Synchronisierung zwischen der Drehbewegung der Treibscheibe und der Bewegung der Hülltriebanordnung, sodass die Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Treibscheibe und Hülltriebanordnung übereinstimmen, insbesondere betreffend die Flächen, die zum Kontakt mit dem Seil vorgesehen sind, die dann in die gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegbar sind. Die Synchronisierung erfolgt bevorzugt durch einen getriebetechnischen Formschluss. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch ineinandergreifende Zahnräder an Antriebsritzel und Treibscheibe. Der Antrieb erfolgt dann beispielsweise mittels eines Antriebsritzels, das beispielsweise angetrieben ist durch einen Motor und das mit seiner Verzahnung in Eingriff mit einer Verzahnung der Treibscheibe steht, insbesondere einer Außenantriebsverzahnung bei der bevorzugten Ausführungsform. Fertigungs- oder verschleißbedingte Abweichungen können Unterschiede in der Hülltriebs- und Treibscheibengeschwindigkeit hervorrufen. Diese Unterschiede werden vorteilhafterweise durch eine Ausgleichsmöglichkeit zwischen Hülltrieb und Treibscheibe angeglichen, wofür beispielsweise ein Vorgelegedifferential zum Einsatz kommen kann. Dadurch sind Einflüsse wie ein Spiel in der Kette oder deren verschleißbedingte Längung ausgleichbar, so dass stets eine hinreichende Synchronisation erreichbar ist.
Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Synchronisierung zwischen Treibscheibe und Hülltriebanordnung durch eine zumindest einseitige, bevorzugt doppelseitige Hülltriebverzahnung der Treibscheibe und seitlich der Frontfläche an der Hülltriebanordnung angeordnete Eingriffmittel, beispielsweise Treibrollen für eine als Rollenverzahnung ausgeführte Hülltriebverzahnung. Die Ein griff mittel, z. B. die Treibrollen, sind so beschaffen und angeordnet, dass sie in die Hülltriebverzahnung, z. B. die Rollenverzahnung, eingreifen und mit der Treibscheibe eine temporäre formschlüssige Verbindung in dem Bereich des Umfangs der Treibscheibe bilden, in dem auch der reibschlüssige Andruck des Seils gegen die Treibrille vorgesehen ist. Eine doppelseitige Hülltriebverzahnung der Treibscheibe ist beidseits der Treibrille angeordnet und entsprechend angeordnete Ein griff mittel an der Hülltriebanordnung sind vorgesehen.
Besonders bevorzugt ist für diese Ausführungsform eine Seildurchlaufwinde, die eine Förderkette umfasst, jedoch ist diese Art der Synchronisierung beispielsweise auch bei Flach- oder Zahnriemen einsetzbar, wobei anstelle der Treibrollen auch entsprechende, zum Eingriff in die Rollenverzahnung der Treibscheibe geeignete Ausformungen der Kanten des Flach- oder Zahnriemens zum Einsatz kommen können. Mehrfach ketten lassen auch eine andere Anordnung der Treibrollen zu, sodass diese nicht zwingend seitlich der Frontfläche an der Hülltriebanordnung angeordnet sein müssen, sondern beispielsweise zusätzlich oder ausschließlich zwischen einzelnen Strängen der Mehrfachkette.
Wenigstens ein Hülltriebkoppelelement ist vorgesehen, wobei das Hülltriebkoppelelement zumindest drehfest mit einer Hülltriebwelle verbunden ist, angetrieben durch die Antriebsanordnung, wie der Antrieb nachfolgend allgemein bezeichnet wird. Das Hülltriebkoppelelement ermöglicht den Kraft- bzw. Energiefluss zwischen der Antriebsanordnung und der Hülltriebanordnung, sodass die Hülltriebanordnung antreibbar wird.
Die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde wird beispielsweise eingesetzt, um eine Last am Seil oder an dem Gehäuse der Seildurchlaufwinde zu bewegen, indem die Arbeit des Antriebsmotors auf das Seil, speziell den in die Seildurchlaufwinde einlaufenden Teil des Seils wirkt. In anderen Anwendungsfällen erfolgt ein Antrieb des dann als Generator genutzten Antriebsmotors durch die Seildurchlaufwinde, wenn eine Last am Seil oder an dem Gehäuse der Seildurchlaufwinde die Treibscheibe und damit den Antriebsmotor bewegt, z. B. zur Energiegewinnung bzw. Energieumwandlung. Der als Antrieb oder als Generator genutzte Antriebsmotor wird daher nachfolgend auch allgemein als Treibscheibenantriebsanordnung bezeichnet. Ein Antrieb einer bevorzugten Ausführungsform der Seildurchlaufwinde oder ein Antrieb durch die Seildurchlaufwinde sind somit mittels der Treibscheibenantriebsanordnung, der Hülltriebantriebsanordnung und/oder eines Direktantriebs des Endloselements vorgesehen, wobei die Kraftübertragung zwischen der Treibscheibenantriebsanordnung und der Treibscheibe, der Hülltriebantriebsanordnung und dem Hülltrieb oder dem Direktantrieb des Endloselements und dem Endloselement über eine Getriebeanordnung erfolgt, wie nachfolgend erläutert.
Bevorzugt sind die Treibscheibenantriebsanordnung, die Hülltriebantriebsanordnung oder der Direktantrieb, alle drei allgemein als Antriebsanordnung bezeichnet, als Antriebsmotor ausgeführt. Bei der Treibscheibenantriebsanordnung wirkt der Antriebsmotor auf die Treibscheibe, bei der Hülltriebantriebsanordnung wirkt der Antriebsmotor auf den Hülltrieb und bei dem Direktantrieb des Endloselements wirkt der Antriebsmotor unmittelbar auf das Endloselement, wobei ein Ritzel, Kettenrad oder ähnliches vorhanden sein kann, das die Drehbewegung des Motors von einer Antriebswelle auf Treibscheibe, Hülltrieb bzw. Endloselement überträgt. Vorteilhafter Weise ist weiterhin die Getriebeanordnung als Zahnradgetriebe, als Kettengetriebe oder als Riemengetriebe ausgeführt.
Besondere Vorteile resultieren aus einer Spannvorrichtung, die auf ein Hülltriebspannelement wirkt und eine Spannung des Endloselements bzw. der gesamten Hülltriebanordnung bewirkt. Dazu weist das Endloselement einen ersten und einen zweiten Trum auf, wobei der erste Trum des Endloselements, der sich zwischen einem ersten Hülltriebstützelement, beispielsweise einem Kettenrad, und einem letzten Hülltriebstützelement über wenigstens ein weiteres Hülltriebstützelement gelegt ist und sich über wenigstens das Hülltriebspannelement, ein zum Spannen des Endloselements ausgebildetes Hülltriebstützelement erstreckt. Dann ist der erste Trum durch das Hülltriebspannelement, beispielsweise ein Spannkettenrad, unter mechanische Spannung gesetzt, so dass weiterhin der zweite Trum, der sich zwischen dem letzten Kettenrad und dem ersten Kettenrad erstreckt, gegen die Treibscheibe gedrückt wird. In der Folge liegt die Hülltriebanordnung, also das Endloselement mit den Andruckelementen, fest an der Treibscheibe in dem Bereich an, in dem das Seil verläuft. Dadurch wird das Seil eingeklemmt, die Haftreibung sowohl in der Treibrille als auch in der Andruckrille erhöht und die Kraftübertragung von der Treibscheibe und der Hülltriebanordnung auf das Seil bzw. umgekehrt verbessert. Das Hülltriebstützelement ist in einer oder mehreren Ausführungsformen als Hülltriebkoppelelement, beispielsweise als Treibkettenrad ausgeführt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Spannvorrichtung sieht vor, dass die mechanische Spannung durch eine Konstantkrafteinrichtung, insbesondere eine einfache und kostengünstige Federanordnung erzeugt wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Andruckkraft der federbelasteten Hülltriebanordnung in Richtung Seil erreicht, zudem erfolgt ein Ausgleich von Dickenschwankungen des Seils. Als vorteilhaft hat sich dabei eine Spannvorrichtung erwiesen, die eine Federanordnung umfasst, deren Federkraft von Tellerfedern, insbesondere solchen mit stark degressiver Kennlinie, hervorgerufen wird. Vorteilhafterweise wird ein Bereich der Federkennlinie genutzt, in dem sich die Kraft wenig ändert und der nachfolgend als Konstantkraftbereich bezeichnet wird. Dadurch wird bei Wegänderung keine Kraftänderung hervorgerufen.
Eine bevorzugte Spannvorrichtung sieht eine Federanordnung als Konstantkrafteinrichtung vor, die eine Spanngabel und eine mit translatorischem Freiheitsgrad radial beweglich zur Achse der Treibscheibe im Gehäuse gelagerte Spannachse umfasst. Die Spannachse ist im Bereich eines ersten Endes der Spanngabel angeordnet und zur Aufnahme eines der Hülltriebstützelemente, beim Einsatz einer Förderkette demnach des Spannkettenrads, vorgesehen. Die Spanngabel ist an einem der Spannachse gegenüber liegenden zweiten Ende in dem Gehäuse gelagert, so dass die Federkraft zwischen dem Gehäuse und der Spannachse wirkt und auf die Spannachse übertragen wird, also der Kraftfluss über das Gehäuse geschlossen ist. Vorteilhaft sind auch eine mehrrillige Ausführung der Treibscheibe, so dass mehrere Seile zugleich gefasst werden können, und eine entsprechende Ausgestaltung mit mehreren Hülltriebanordnungen.
Ist die zuvor beschriebene Vorrichtung in Funktion, wird nach dem Einlaufen des Seils auf die seilschonende Rundrille der Treibscheibe das Seil von den Andruckelementen als Teil der Hülltriebanordnung fast vollständig umschlossen. Die Andruckflächen der Andruckelemente, beispielsweise als Andruckrillen ausgeführt oder in das Endloselement integriert, stellen vorteilhafter Weise fast lückenlos das Negativ des Seils dar. Die Förderkette wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Hülltriebanordnung als Förderkette durch das Antriebskettenrad, welches fest mit dem auf der Motorwelle sitzenden Antriebsritzel verbunden sein kann, direkt von Motor angetrieben. Die Treibscheibe ist in dem Fall verzahnt und wird durch das Antriebsritzel angetrieben.
Dadurch wirkt zum Antrieb des Seils sowohl der Reibschluss zwischen Seil und Treibscheibe als auch der Reibschluss zwischen Seil und Andruckelementen. Die maximal mögliche Kontaktfläche wird zur Herstellung des seilschonenden Reibschlusses genutzt, sodass die Umfangfläche des Seils fast vollständig umschlossen und in Kontakt mit Treibrille und Andruckrille ist.
Im Andruckbereich wirkt im Gegensatz zum Stand der Technik eine gleichmäßige Andruckkraft. Diese bleibt auch bei fertigungs- oder verschleißbedingten Maßabweichungen von Seil, Treibscheibe und Andruckelement erhalten. Die Andruckkraft wird bevorzugt durch eine geeignete Konstantkrafteinrichtung erzeugt, wie näherungsweise in der Praxis eine Tellerfedersäule. Dabei kommen beispielsweise Tellerfedern mit stark degressiver Kennlinie zum Einsatz oder eine andere Konstantkrafteinrichtung, bei der gar kein Abfall der Kraft auftritt.
Für die Erzeugung der Andruckkraft wird der Konstantkraftbereich der Federkennlinie, in dem sich über den Federweg die Federkraft nur geringfügig ändert, genutzt, sodass bei einer Wegänderung die Kraft im Wesentlichen konstant bleibt. Die Tellerfedern stützen sich zwischen Gehäuse und Spanngabel ab. Die Spanngabel überträgt die Andruckkraft über die Spannachse und die Hülltriebspannelemente, z. B. das Kettenrad, auf die Förderkette im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Spannachse ist mit einem translatorischen Freiheitsgrad radial bzw. senkrecht zur Hauptachse beweglich im Gehäuse gelagert. Dadurch kann für das Endloselement der Spannweg realisiert werden. Eine Längung des Endloselements bzw. der Kette wird ebenfalls ohne wesentlichen Kraftabfall ausgeglichen.
Alle anderen Hülltriebstützelemente, wie z. B. Kettenräder, sind bevorzugt im Gehäuse auf Wälzlagern gelagert. Sie besitzen nur einen rotatorischen Freiheitsgrad. Durch die entsprechende Anordnung der Hülltriebstützelemente bzw. Kettenräder kann das Endloselement bzw. die Förderkette die Treibscheibe am Umfang umschlingen. Um ungefähr 270° versetzt zur Einlaufstelle verlässt das Seil bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Treibscheibe. Vorher lösen sich die Andruckelemente vom Seil und geben dieses zum Verlassen von der Treibscheibe frei. Dabei läuft das auslaufende, unbelastete Seilende an dem einlaufenden, belasteten Seilende seitlich vorbei. Die Führung des Seils übernimmt dabei hierfür das Bauteil Seilfinger.
Der Ort des Andrückens und Lösens der Andruckelemente in Bezug auf das Seil wird durch die Größe und Position der am Seileinlauf und Seilauslauf befindlichen Hülltriebstütz- bzw. koppelelemente, im Speziellen Kettenräder, bestimmt.
Das Endloselement bzw. die Förderkette zentriert sich im Andruckbereich axial von selbst auf dem Seil. Die Eigenschaft wird beim Einsatz einer Förderkette durch die erhebliche Schräglauffähigkeit von Ketten ermöglicht. Seitliche Verschleißerscheinungen oder Fertigungsabweichungen werden ohne zusätzlichen Aufwand ausgeglichen. Die Treibscheibe hat seitliche Begrenzungen, die verhindern, dass die Andruckelemente und die Förderkette seitlich von der Treibscheibe rutschen, wenn sich kein Seil in der Seildurchlaufwinde, die insbesondere als Hochlastandruckwinde nutzbar ist, befindet. Die Klemmung des Seils erfolgt bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung fast lückenlos auf bis zu 3/4 (270°) des Treibscheibenumfangs, in Sonderfällen auch mehr, bis annähernd 360°. Durch die große Andruckfläche zwischen dem Seil und den Andruckelementen bzw. der Rundrille der Treibscheibe können große Andruckkräfte auf das Seil einwirken und die Beanspruchung des Seils bleibt dennoch gering. Durch den einfachen und seitlich schmalen Aufbau können besonders breite Ketten oder Doppel- oder Mehrfach ketten eingesetzt werden, um eine hohe Treibkraft zu erzielen. Der Konstruktionsaufwand zur Steigerung der Treibkraft bleibt also im Gegensatz zum Stand der Technik auf niedrigem Niveau.
Liegt kein Seil in der Hochlastandruckwinde, so liegen die Andruckelemente neben der Seilrille auf der Treibscheibe auf und laufen mit der Treibscheibe mit. Zum Einlegen eines neuen Seils in die Hochlastandruckwinde sind keine gesonderten Hilfsmittel erforderlich. Durch die konstante Andruckkraft können in der Praxis unterschiedlichste Seile zum Einsatz kommen. Das können sowohl Stahl- als auch textile Faserseile sein. Die unterschiedliche Querdruckstabilität der benutzten Seile spielt im Gegensatz zum Stand der Technik keine wesentliche Rolle.
Aufgrund ihres Aufbaus eignet sich die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde auch zum Fördern mit hoher Geschwindigkeit. Die Andruckelemente sind separat an den Gliedern der Förderkette befestigt, sofern eine solche als Endloselement zum Einsatz kommt. So können sie für unterschiedliche Anforderungen oder bei Verschleiß wirtschaftlich und aufwandsarm ausgetauscht werden, ohne dass die gesamte Förderkette ersetzt werden muss.
Im Gegensatz zum Stand der Technik kommen in der Hochlastandruckwinde größtenteils Norm- und einfache Gleichteile zum Einsatz. Dadurch sind Robustheit und Wirtschaftlichkeit garantiert. Durch die hohe Zugkraft und den äußerst geringen Seilverschleiß kann die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde in verschiedenen Bereichen der Fördertechnik und der Hebezeuge vorteilhaft eingesetzt werden. Durch die Andruckelemente ist es möglich, die Hochlastandruckwinde so zu betreiben, dass das auslaufende Seilende der Hochlastandruckwinde komplett entlastet ist. Es kann trotzdem eine Treibkraft erzeugt werden. Mit einer klassischen Treibscheibe ist dies nach der eingangs angeführten Eytelweinschen Gleichung nicht möglich.
Der Sachverhalt wird aus der für Hochlastandruckwinden, so wie auch die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde, gültige erweiterte Eytelweinsche Gleichung
F1 = βμα S2 + qm R (βμα - l) + qm R
Figure imgf000020_0001
_ i) mit qm Andruckstreckenlast
μΑη Reibungszahl zwischen Seil und Andruckelement R Treibscheibenradius
deutlich. Ist die Vorspannkraft S2 gleich Null, dann fällt der erste Term weg. Durch die Andruckstreckenlast wird dennoch eine Treibkraft erzeugt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde beträgt die Umschlingung der Treibscheibe durch das Seil 180°. Diese Ausführungsform bietet weiteres, großes Potenzial, denn sie kann alle klassischen Treibscheibenanwendungen, wie beispielsweise die der Gegengewichtsaufzüge, substituieren. Durch die erhöhte Treibfähigkeit nach der oben angeführten erweiterten Eytelweinschen Gleichung kann bei gleicher Nutzlast die Masse von Kabinen- und Gegengewicht, die nach dem Stand der Technik für einen entsprechenden Andruck des Seils auf die Treibscheibe sorgen, erheblich reduziert werden. Enorme Energie- und Kosteneinsparungen sind möglich.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde ist die Umschlingung der Treibscheibe durch das Seil größer als 180° und beträgt in einem besonders bevorzugten Fall, der auch in den Figuren dargestellt ist, 270°. Dadurch lassen sich hohe Kräfte auf das Seil übertragen. Allerdings muss dafür gesorgt werden, dass das einlaufende am ablaufenden Seil vorbeilaufen kann. Hierfür ist ein Seilfinger vorgesehen, der bevorzugt das entlastete Seil beim Antrieb durch die Seildurchlaufwinde umleitet und an dem belasteten Seil vorbeiführt, so dass diese auf geradem Weg auf die Treibscheibe auflaufen kann.
Vorgesehen ist weiterhin eine Seildurchlaufwinde, bei der die Umschlingung der Treibscheibe durch das Seil 180° beträgt. Alternativ hierzu kann die Umschlingung der Treibscheibe durch das Seil kleiner oder größer als 180° und ein Seilfinger vorgesehen sein, um das einlaufende Seil und das ablaufende Seil bei einer Umschlingung größer als 180° aneinander vorbeizuführen. Die Umschlingung kann auch mehr als 270° betragen, bis hin zu annähernd 360° in Sonderfällen.
Eine besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde besteht, wenn diese mit einer Seilspeicherwinde in der Weise kombiniert ist, dass eine Speicherung des Seils erfolgen kann und/oder das entlastete Seilende vorgespannt werden kann, um die Treibkraft der Hochlastandruckwinde zu steigern. Dieser Sachverhalt wird durch die oben aufgeführte erweiterte Eytelweinsche Gleichung wiedergegeben. Es können jedoch auch nicht angetriebene, also passive Seilspeicher verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde besitzt gegenüber dem Stand der Technik zusammengefasst folgende Vorteile:
• Lösung des bisherigen Zielkonflikts zwischen hoher Treibkraft und hoher Seillebensdauer von Seildurchlaufwinden, damit geringere Seilbeanspruchung bei gleichzeitig hoher Treibkraft;
• konstante Klemm- und Treibkräfte, unabhängig vom Verschleißzustand der Treibscheibe, des Seils und der Andruckelemente, damit Vermeidung von Zugkraft- und Klemmkraftschwankungen;
· ermöglicht einen sicheren, störungsfreien Betrieb bei hohen
Fördergeschwindigkeiten;
• gleichmäßiger, flächiger Andruck des Seils an die Treibscheibe auf bis zu 3/4 des Treibscheibenumfangs, bei großem Verhältnis von Durchmesser der Treibscheibe zu Seildurchmesser auch bis zu 360° möglich;
· simpler Aufbau durch einfache Komponenten und viele Norm- und Gleichteile;
• Selbstzentrierung der Andruckelemente auf dem Seil, dadurch Ausgleich von Schwankungen des Seildurchmessers sowie Ausgleich von Verschleiß und Fertigungstoleranzen in hohem Maße ohne Klemmkraftschwankung möglich;
• durch Ausgleich unterschiedlicher Querdruckstabilitäten der eingesetzten Seile ist es möglich, ohne Umrüstung sowohl textile Faserseile als auch Stahlseile einzusetzen;
• Fertigungsabweichungen der Rundheit der Treibscheibe haben keine negativen Auswirkungen auf die Pressung des Seils auf der Treibscheibe und auf die Treibkraft, dadurch wirtschaftliche Fertigung und rentable Produkte;
· keine gesonderten Werkzeuge zum Einlegen des Seils erforderlich;
• problemlose Skalierbarkeit von Treibkraft, Seil- und Treibscheibendurchmesser für unterschiedlichste Anwendungen;
• Steigerung der Andruckkraft durch breitere Hülltriebanordnungen, also vor allem Ketten oder Riemen, problemlos möglich und • unempfindlich gegen Verunreinigungen und damit Gewährleistung eines hohen Maßes an Betriebssicherheit und Verfügbarkeit in einem breiten Einsatzspektrum. Die Auslegung von Ketten beziehungsweise von Riemen ist genauestens erforscht und genormt. Somit können verlässliche Wartungsintervalle für die erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinden definiert werden.
Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und ihrer Darstellung in den zugehörigen Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse und geöffnetem Seilfinger eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde;
Fig. 2: ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 1 ;
Fig. 3: schematisch in quergeschnittener Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde;
Fig. 4: schematisch in längsgeschnittener Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde;
Fig. 5: ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 4;
Fig. 6: schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse und geschlossenem Seilfinger eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde;
Fig. 7: die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde aus Fig. 6 mit geschlossenem Gehäuse;
Fig. 8: schematisch ein Detail einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde in geschnittener Darstellung;
Fig. 9: schematisch in Seitenansicht eine Ausführungsform eines Glieds einer Förderkette mit Andruckelement;
Fig. 10: schematisch in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines Glieds einer Förderkette mit Andruckelement;
Fig. 1 1 : schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse und geschlossenem Seilfinger eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde;
Fig. 12: ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 1 1 ; Fig. 13: eine Ausführungsform eines Glieds einer Förderkette mit Andruckelement in perspektivischer Ansicht als ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig.1 1 ;
Fig. 14: schematisch in längsgeschnittener Darstellung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 1 1 ;
Fig. 15: schematisch ein Detail der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 1 1 in geschnittener Darstellung;
Fig. 16: schematisch in Seitenansicht mit geschlossenem Gehäuse eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde mit Spanngabel;
Fig. 17: schematisch in geschnittener Darstellung der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde mit Spanngabel gemäß Fig. 16;
Fig. 18: schematisch in einer weiteren geschnittenen Darstellung der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde mit Spanngabel gemäß Fig. 16 und Fig. 19: schematisch in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer Seilspeicherwinde in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde mit geöffnetem Gehäuse.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse (nur Gehäuseteil 12 sichtbar) und ebenfalls geöffnetem Seilfinger 20, die Fig. 2 das vergrößerte Detail X der Fig. 1 . Fig. 3 zeigt schematisch in quergeschnittener Darstellung diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 mit beiden Gehäuseteilen 12, 13. Ein Seil 3, 3' tritt mit einem einlaufenden Abschnitt des Seils 3 in die Seildurchlaufwinde 1 ein und mit einem ablaufenden Abschnitt des Seils 3' aus dieser wieder heraus, wobei zwischen beiden Abschnitten ein Winkel von 270° aufgespannt wird, dementsprechend die Umschlingung 270° auf einer Treibscheibe 2 beträgt. Die Treibscheibe 2 ist mit ihrer Hauptachse 37 über ein Kugellager 26 im Gehäuse (nur Gehäuseteil 12 sichtbar) gelagert. Die Treibscheibe 2 weist auf ihrem Umfang eine Treibrille 22 auf, in die das Seil 3, 3' ein- bzw. von dieser abläuft, wie vor allem in Fig. 2 erkennbar. Sobald sich das Seil 3, 3' in der Treibrille 22 befindet, wird es durch Andruckelemente 5 in die Treibrille 22 hineingedrückt. Die Andruckelemente 5 sind einzeln an einer zur Treibscheibe 2 hin weisenden Seite einer Förderkette 4 so gestaltet, dass eine Andruckrille 50 die Seilform im Negativ wiedergibt und sich dadurch eng und gleichmäßig an das Seil 3,3' anschmiegt. Zudem ist die Länge der Andruckrillen 50 der einzelnen Andruckelemente 5 so bemessen, dass sie dicht an dicht, quasi lückenlos, aneinanderliegen, wenn die Kette um die Treibscheibe 2 umläuft und im Radius der Treibscheibe 2 gewölbt ist. Dadurch lastet ein sehr gleichmäßiger, die Reibkraft in der Treibrille 22 verstärkender Druck unter Vermeidung von hochbeanspruchenden Lastspitzen auf dem Seil 3,3'.
Darüber hinaus erfolgt die Kraftübertragung nicht nur über die Haftreibung zwischen Treibrille 22 und Seil 3, 3', weil die Förderkette 4 ebenso mit einem Motor 42, der als Antrieb dient, getriebetechnisch verbunden ist, wie die Treibscheibe 2. Der Antrieb der Treibscheibe 2 erfolgt über ein Antriebsritzel 46, dessen Verzahnung mit der Außenantriebsverzahnung 38 der Treibscheibe 2 in Eingriff steht. Neben dem Antriebsritzel 46 treibt der Motor 42 auch ein Treibkettenrad 9 an, das auf derselben Antriebswelle angeordnet ist, wie das Antriebsritzel 46.
Über das Tre ib kette nrad 9 läuft die Förderkette 4, die darüber hinaus durch Stützkettenräder 6 und ein Spannkettenrad 7 getragen wird. Diese werden wiederum durch eine im Lager 10 gelagerte und im Gehäuse (nur Gehäuseteil 12 sichtbar) angeordnete Achse 1 1 unterstützt. Die Förderkette 4 bildet einen ersten Trum, aufgespannt zwischen dem Treib kette nrad 9 und dem letzten Stützkettenrad 6, und einen zweiten Trum, aufgespannt zwischen dem in Umlaufrichtung letzten Stützkettenrad 6 und dem Treibkettenrad 9, betrachtet bei Antrieb des einlaufenden Seils 3. Der zweite Trum dient somit dem Andruck des Seils 3, 3' in die Treibrille 22, während die Förderkette 4 über den ersten Trum zurückläuft. Daneben wird die Förderkette 4 im ersten Trum durch das Spannkettenrad 7 gespannt, sodass die Spannung in der Förderkette 4 insgesamt ansteigt und auch der Druck der Andruckelemente 5 auf das Treibrad 2 erhöht wird bzw. anpassbar ist.
Zu diesem Zweck ist das Spannkettenrad 7 gegenüber der Treibscheibe 2 radial beweglich angeordnet. Diese Beweglichkeit ermöglicht eine sich beidseits am Gehäuse (nur Gehäuseteil 12 sichtbar) abstützende Spanngabel 14, die auf eine Spannachse 8 wirkt, auf der das Spannkettenrad 7 läuft. Die Spannung wird durch ein Paket Tellerfedern 15 hervorgerufen und ist über eine Mutter 17 einstellbar. Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Seildurchlaufwinde 1 ist nochmals schematisch in Fig. 4 gezeigt, dort jedoch in längsgeschnittener Darstellung. Dazu zeigt Fig. 5 ein Detail Y der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde aus Fig. 4. Der Schnitt durch das Seil 3' und die Treibscheibe 2 zeigt deutlich, wie das Seil 3' aus der Treibrille 22 abläuft und durch den Seilfinger 20 ausgelenkt wird, um eine Kollision mit dem einlaufenden Seil 3 zu vermeiden. Ebenso ist erkennbar, wie die Andruckelemente 5 mit den Andruckrillen 50 durch die Förderkette 4, die auf dem Stützkettenrad 6 läuft, zunächst gegen das Seil 3' gedrückt werden und dieses danach beim Ablauf von der Treibscheibe 2 wieder freigeben. Die Förderkette 4 läuft über das Treib kette nrad 9, die Stützkettenräder 6 und das Spannkettenrad 7. Fig. 6 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse (nur Gehäuseteil 12 sichtbar), jedoch mit geschlossenem Seilfinger 20 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 . Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Figuren 1 bis 5 wird die Seilführung erkennbar, durch die das einlaufende, belastete Seil 3 gestreckt in die Seildurchlaufwinde 1 einläuft, während das ablaufende, unbelastete Seil 3' durch den Seilfinger 20 abgelenkt und aus der Bahn des einlaufenden Seils 3 geleitet wird. Die Spanngabel 14 mit den Tellerfedern 15 wirkt auf die Spannachse 8 und damit auf das Spannkettenrad 7, sodass die Förderkette 4 mit den Andruckelementen 5 gespannt wird. Fig. 7 zeigt die erfindungsgemäße Seildurchlaufwinde aus Fig. 6 mit geschlossenem Gehäuse, bestehend aus den Gehäuseteilen 12, 13. Dadurch werden Aufbau und Funktion der Spanngabel 14 verdeutlicht. Diese wird in jeweils einem Spanngabelwiderlager 19 beidseitig geführt und am Gehäuse 12, 13 abgestützt. Das Paket Tellerfedern 15 drückt die Spanngabel 14 von dem Spanngabelwiderlager 19 weg, wobei die Federkraft durch die Mutter 17 einstellbar ist. Eine Mutter 17' begrenzt den Weg der Spanngabel 14. Die Spanngabel 14 wirkt auf die Spannachse 8 mit dem hier nicht sichtbaren Spannkettenrad im Innern des Gehäuses 12, 13.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Detail einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 in quer zur Längsachse des Seils 3, 3' geschnittener Darstellung. Dadurch wird deutlich, wie eng die Treibrille 22 und die Andruckrille 50 an dem Seil 3, 3' anliegen und dieses auf beinahe seinem gesamten Umfang umschließen. Die Treibrille 22 ist Teil der Treibscheibe 2, die Andruckrille 50 ist Teil des Andruckelements 5, das von der Förderkette 4 getragen und gegen die Treibscheibe 2 gedrückt wird. Fig. 9 zeigt schematisch in Seitenansicht eine Ausführungsform eines Glieds einer Förderkette 4 mit Andruckelement 5 und Fig. 10 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung das Glied der Förderkette 4 mit Andruckelement 5, wobei auch die Andruckrille 50 sichtbar ist.
Fig. 1 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung mit geöffnetem Gehäuse und geschlossenem Seilfinger 20 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 100, die sich vor allem in der Art des Antriebs der Förderkette 140 von der zuvor in der Beschreibung der Figuren 1 bis 10 erläuterten Ausführungsform unterscheidet. Fig. 12 zeigt ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 100 aus Fig. 1 1 . Bei der dargestellten Ausführungsform wirkt der Antrieb nämlich ausschließlich auf eine Treibscheibe 120, die eine Innenantriebsverzahnung 122 aufweist, in die das Ritzel des Motors 42 eingreift. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform wäre auch eine Außenverzahnung möglich.
Eine Förderkette 140 als Endloselement einer Hülltriebanordnung 160 hingegen wird durch eine Rollenverzahnung 124 auf der Treibscheibe 120 angetrieben. Es kommt zum Eingriff der Förderkette 140 mit der Rollenverzahnung 124 über Treibrollen 142, die seitlich an der Förderkette 140 angeordnet sind, sobald sich die Förderkette 140 der Treibscheibe 120 nähert. Ebenfalls dargestellt sind die Andruckelemente 5 und das Seil 3, 3'. In dem Gehäuseteil 12 werden die Stützkettenräder 6 sowie die Spannachse 8 an der Spanngabel 14 aufgenommen. Die Spanngabel 14 trägt die Tellerfedern 15 und die Mutter 17. Die Treibscheibe 120 wird von der im Kugellager 16 gelagerten Hauptachse 37 getragen.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform eines Glieds einer Förderkette 140 mit Andruckelement 5 und Treibrollen 142 in perspektivischer Ansicht als ein Detail der erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 100 aus Fig. 1 1 . Die Treibrollen 142 sind auf oder mit einer Achse, die quer zur Laufrichtung der Förderkette 140 angeordnet ist, drehbar gelagert.
Fig. 14 zeigt schematisch in längsgeschnittener Darstellung der Ausführungsform aus Fig. 1 1 einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 100. Fig. 15 zeigt schematisch ein Detail der Ausführungsform aus Fig. 1 1 einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 100 in quer zur Achse des Seils 3 geschnittener Darstellung. Fig. 16 zeigt schematisch in Seitenansicht mit geschlossenem Gehäuse, bestehend aus den Gehäuseteilen 12, 13, eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 mit Spanngabel 14 mit Tellerfedern 15, Mutter 17 sowie der Spannachse 8 und dem Spanngabelwiderlager 19. Durch die Lage der Schnitte A-A (siehe Fig. 17) und B-B (siehe Fig. 18) sind die Funktion und die Lage der Bauteile zueinander besser verständlich. Fig. 17 zeigt eine schematisch in Schnittebene A-A geschnittene Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 mit Spanngabel 14 gemäß Fig. 16, wobei nochmals die Funktion des Seilfingers 20 gut erkennbar ist. Fig. 18 zeigt schematisch in einer weiteren, in Schnittebene B-B geschnittenen Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 mit Spanngabel 14 gemäß Fig. 16.
Fig. 19 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer Seilspeicherwinde 170 in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Seildurchlaufwinde 1 mit geöffnetem Gehäuse 12, 13. Das aus der Seildurchlaufwinde 1 ablaufende Seil 3' wird von einem Seilspeicher 174 aufgenommen, der durch einen Seilspeicherantrieb 175 angetrieben wird. Der Seilspeicherantrieb 175 sorgt damit nicht nur für ein sauberes und platzsparendes Aufwickeln des Seils, sondern kann die Antriebskraft der Seildurchlaufwinde 1 verstärken, da das ablaufende Seil 3' mit einer Vorspannkraft beaufschlagt wird, die die Seilkraft erhöht.
Bezugszeichenliste
1 , 100 Seildurchlaufwinde
2, 120 Treibscheibe
3, Seil (belastet)
3' Seil (entlastet)
4, 140 Förderkette, Endloselement
5 Andruckelement
6 Stützkettenrad, Hülltriebstützelement, Kettenrad
7 Spann ketten rad, Hülltriebspannelement, Kettenrad
8 Spannachse
9 Hülltriebkoppelelement, Treibkettenrad, Kettenrad
10 Lager Kettenrad
1 1 Achse Kettenrad
12 Gehäuse, Gehäuseteil (erste Hälfte)
13 Gehäuse, Gehäuseteil (zweite Hälfte)
14 Spanngabel
15 Konstantkrafteinrichtung, Federanordnung, Tellerfeder
17, 17' Mutter
19 Spanngabelwiderlager
20 Seilfinger
22 Treibrille
24 Verzahnung
26 Kugellager Treibscheibe
30 Steuerung
37 Hauptachse
38 Außenantriebsverzahnung
40 Gestell
42 Motor, Antrieb, Antriebsanordnung
46 Antriebsritzel
48 Antriebskettenrad
50 Andruckrille
60, 160 Hülltriebanordnung
122 Innenantriebsverzahnung
124 Hülltriebverzahnung, Rollenverzahnung Eingriffmittel, Treibrolle Seilspeicherwinde Seilspeicher
Seilspeicherantrieb

Claims

Patentansprüche
1 . Seildurchlaufwinde (1 , 100), umfassend eine Treibscheibe (2, 120) mit einer an deren Umfang umlaufend eingebrachten Treibrille (22) zur Aufnahme eines Seils (3, 3') und eine gegenüber der Treibrille (22) zum reibschlüssigen Andruck des Seils (3, 3') gegen die Treibrille (22) ausgebildeten Hülltriebanordnung (60, 160), die ein umlaufendes Endloselement (4, 140) umfasst, das mit einem ersten Trum zumindest über Hülltriebstützelemente (6) und mit einem zweiten Trum über den seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe (22) gelegt ist, wobei die Treibscheibe (2, 120) und die Hülltriebanordnung (60, 160) in der Weise synchronisiert sind, dass diejenigen Flächen von Treibrille (22) und Hülltriebanordnung (60, 160), die zum Kontakt mit dem Seil (3, 3') vorgesehen sind, in die gleiche Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegbar sind, wobei die Treibrille (22) und die zu der Treibrille (22) hin weisende Frontfläche der Hülltriebanordnung (60), die als eine Andruckrille (50) ausgebildet ist, jeweils eine zum Profil des Seils (3, 3') im Wesentlichen komplementäre Kontur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der reibschlüssige Andruck des Seils (3, 3') gegen die Treibrille (22) mittels der Hülltriebanordnung (60, 160) über einen seiltreibenden Teil des Umfangs der Treibscheibe (2, 120) erfolgt.
2. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 1 , wobei die Hülltriebanordnung (60, 160) als Endloselement (4, 140) eine Förderkette umfasst, als ein Zahnriemen, ein Flachriemen oder eine Anordnung gespleißter Seile ausgeführt ist oder diese umfasst.
3. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 2, wobei die die Förderkette (4, 140) umfassende Hülltriebanordnung (60, 160) Andruckelemente (5) aufweist, die an einer Seite der Förderkette (4, 140) dicht nebeneinander angeordnet sind und die zu der Treibrille (22) hin weisende Frontfläche der Hülltriebanordnung (60, 160) ausbilden, wobei die Hülltriebstützelemente und das Hülltriebkoppelelement als Kettenräder (6, 9) ausgebildet sind.
4. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Förderkette (4, 140) als breite Kette oder als Mehrfachkette ausgeführt ist.
5. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 2, wobei der Zahnriemen oder der Flachriemen ein solches Querschnittsprofil aufweisen, dass die zu der Treibrille (22) hin weisende Seite des Zahnriemens oder des Flachriemens eine zum Profil des Seils (3, 3') im Wesentlichen komplementäre Kontur aufweist. Seildurchlaufwinde nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine mechanische Synchronisierung zwischen Treibscheibe (2, 120) und Hülltriebanordnung (60, 160) mittels einer Getriebeanordnung durch einen getriebetechnischen Formschluss, ausgeführt als Zahnradgetriebe oder als Kettengetriebe, erfolgt oder als Riemengetriebe ausgeführt ist.
Seildurchlaufwinde nach Anspruch 6, wobei zur Synchronisierung zwischen Treibscheibe (2) und Hülltriebanordnung (60) eine Außenantriebsverzahnung (38) und eine mit dieser in Eingriff stehende Verzahnung eines durch eine Antriebsanordnung (42) antreibbaren Antriebsritzels (46) vorgesehen sind, wobei die Antriebsanordnung (42) zugleich zum Antrieb des Endloselements (4) über ein Hülltriebkoppelelement (9) vorgesehen ist, wobei Hülltriebkoppelelement (9) und Antriebsritzel (46) drehfest mit der Antriebsanordnung (42) verbunden sind.
Seildurchlaufwinde nach Anspruch 6, wobei zur Synchronisierung zwischen Treibscheibe (120) und Hülltriebanordnung (160) eine zumindest einseitige Hülltriebverzahnung (124) der Treibscheibe (120) und seitlich der Frontfläche an der Hülltriebanordnung (160) angeordnete Eingriffmittel (142) vorgesehen sind, die so beschaffen und angeordnet sind, dass die Eingriffmittel (142) in die Hülltriebverzahnung (124) eingreifen und mit der Treibscheibe (120) eine temporäre formschlüssige Verbindung in dem Bereich des Umfangs der Treibscheibe (120) bilden, in dem der reibschlüssige Andruck des Seils (3, 3') gegen die Treibrille (22) vorgesehen ist.
Seildurchlaufwinde nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Endloselement (4, 140) einen ersten und einen zweiten Trum aufweist, wobei der erste Trum des Endloselements (4, 140), der sich zwischen einem ersten Hülltriebstützelement (6) und einem letzten Hülltriebstützelement (6) über wenigstens ein weiteres Hülltriebstützelement (6) gelegt ist und sich über wenigstens ein Hülltriebstützelement (6), das als Hülltriebspannelement (7) zumindest radial zur Hauptachse (37) durch eine Spannvorrichtung auslenkbar zum Spannen des Endloselements (4, 140) ausgebildet ist, erstreckt, sodass der erste Trum und damit auch der zweite Trum durch das Hülltriebspannelement (7) unter mechanische Spannung gesetzt sind, so dass der zweite Trum, der sich zwischen dem letzten Hülltriebstützelement (6) und dem ersten Hülltriebstützelement (6) erstreckt, gegen die Treibrille (22) der Treibscheibe gedrückt wird.
10. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 9, wobei die Spannvorrichtung eine Spanngabel (14) und eine mit translatorischem Freiheitsgrad radial beweglich zu einer Hauptachse (37) der Treibscheibe (2) im Gehäuse (12, 13) gelagerte Spannachse (8) umfasst, wobei die Spannachse (8) zur Aufnahme eines der Hülltriebstützelemente (6) vorgesehen ist, und wobei die Spanngabel (14) an einem der Spannachse (8) gegenüber liegenden Ende in dem Gehäuse (12, 13) gelagert ist, so dass eine Spannkraft zwischen dem Gehäuse (12, 13) und der Spannachse (8) wirkt und auf die Spannachse (8) übertragen wird.
1 1 . Seildurchlaufwinde nach Anspruch 10, wobei die Auslenkung des Hülltriebspannelements (7) und die Spannkraft durch eine Konstantkrafteinrichtung (15) hervorgerufen werden.
12. Seildurchlaufwinde nach Anspruch 1 1 , wobei die Konstantkrafteinrichtung (15) Tellerfedern mit einer degressiven Federkennlinie umfasst und ein Federweg in der Weise gewählt ist, dass ein nahezu konstanter Kraftbereich der Federkennlinie genutzt wird.
13. Seildurchlaufwinde nach einem der vorherigen Ansprüche, die mit einer Seilspeicherwinde (170) in der Weise kombiniert ist, dass eine Speicherung des Seils (3, 3') erfolgen kann und/oder das entlastete Seilende vorgespannt werden kann, um die Treibkraft der Seildurchlaufwinde (1 ) zu steigern.
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