WO2019048303A1 - Freifallwinde - Google Patents

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WO2019048303A1
WO2019048303A1 PCT/EP2018/073212 EP2018073212W WO2019048303A1 WO 2019048303 A1 WO2019048303 A1 WO 2019048303A1 EP 2018073212 W EP2018073212 W EP 2018073212W WO 2019048303 A1 WO2019048303 A1 WO 2019048303A1
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free
brake
drum
fall
winch
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PCT/EP2018/073212
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Inventor
Norbert Hausladen
Original Assignee
Liebherr-Components Biberach Gmbh
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Publication date
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Priority to EP18762821.9A priority Critical patent/EP3658485A1/de
Priority to CN201880064360.4A priority patent/CN111164041B/zh
Priority to CA3076272A priority patent/CA3076272A1/en
Priority to AU2018328714A priority patent/AU2018328714B2/en
Publication of WO2019048303A1 publication Critical patent/WO2019048303A1/de
Priority to US16/808,193 priority patent/US11124396B2/en

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    • 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
    • B66D1/54—Safety gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/18—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes for generating braking forces which are proportional to the loads suspended; Load-actuated brakes
    • 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
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/12—Driving gear incorporating electric motors
    • 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
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/24—Operating devices
    • B66D5/26—Operating devices pneumatic or hydraulic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D2700/00—Capstans, winches or hoists
    • B66D2700/07—Brakes with axial thrust for winches, hoists or similar devices

Definitions

  • the present invention relates to a free fall winch with a drum which is rotatably drivable by a winch drive via a gear and fixed by a holding brake, wherein in addition to the holding brake a free-fall brake for braking the drum is provided in free fall operation.
  • Free-fall winches are used in various applications in which the rope wound on the drum of the winch or another pulling or lifting means such as a belt with high speeds over long distances to be unwound or discharged, the drum more or less resistant idle or possibly also with slight braking by the transmission resistors rotated. Such unwinding is sometimes referred to as a "free fall.” At least at the end of the free fall, it is necessary to decelerate the cable drum relatively quickly to allow uncontrolled further unwinding of the rope and, consequently, slack rope on the winch drum and an unclean, tangled rope image avoid.
  • Such free-fall winches can be used, for example, in cable-operated excavators when ground compacting a compressor mass in free fall on the ground is dropped.
  • individual planetary stages are decoupled, for example, used in drums planetary gears, so that the compressor load reaches the ground with the highest possible energy impact.
  • the freefall brake must be braked so as not to create a slack rope on the winch drum.
  • a free-fall winch of the type mentioned initially shows, for example, the document EP 0 538 662 B1, in which the winch drive drives the drum via a two-stage planetary gear, which is accommodated in the interior of the drum.
  • a sun gear of one of the planetary stages can be driven by the winch drive and on the other hand blocked by a holding brake.
  • a planet carrier of one of the planetary stages is brought out via a shaft from the opposite end of the drum to be braked there by a freefall brake, which is supported on the counter-bearing shield.
  • the present invention seeks to provide an improved free-fall winch of the type mentioned, avoids the disadvantages of the prior art and the latter in an advantageous manner further develops.
  • an efficient cooling of the free-fall brake is to be achieved and a simple assembly of the winch and its end shields also be made possible in the case of a non-released free-fall brake.
  • the freefall brake so that the freefall brake can rotate in the winch operation and / or can rotate the counter-bearing plate even when detected freefall brake.
  • the free-fall brake is no longer supported rotatably as previously customary on the counter bearing plate, but arranged inside the drum between the drum and winch drive and holding brake.
  • the free-fall brake between the winch drive and the holding brake on the one hand and drum on the other hand arranged such that when the free-fall brake drum is disconnected from the winch drive and the holding brake and can rotate with respect to the winch drive and the holding brake idle.
  • the freefall brake is arranged such that always at least a part of the freefall brake rotates with the drum and / or with the winch drive.
  • freewheel brakes can be achieved by the continuous running of the free-fall brake a much better cooling, since the free-fall brake flowing around cooling fluid is continuously circulated or at least forced convection is achieved if there is no remplisstechniksum mecanicung the free-fall brake.
  • the rotational decoupling of the free fall brake from the counter bearing shield prevents the braking torque of the free fall brake having to be removed via the counter bearing shield. Accordingly, the counter-end shield can only be designed for its bearing function and made less massive.
  • one half of the free-fall brake can be rotatably connected to the cable drum and the other half of the free-fall brake rotatably connected to a transmission element of the transmission, so that at both open and closed freefall brake always at least part of the freefall brake with the drum co-rotating is trained.
  • the non-rotatable connection of a freefall brake half with the cable drum can be done by directly attaching to the cable drum or by indirectly attaching a rotatably connected to the cable drum intermediate part.
  • the said free-fall brake is accommodated inside the drum shell of the drum and fastened with a free-fall brake outer part on the drum shell or a shell attachment rigidly connected thereto, so that said free-fall brake outer part always rotates with the drum shell.
  • the free-fall brake can run in an oil bath or cooling fluid bath provided there, which can advantageously also be used to lubricate and / or cool the transmission if the transmission is advantageously accommodated simultaneously in the interior of the drum shell , This allows a particularly efficient cooling of the free-fall brake can be achieved.
  • Said transmission via which the winch drive drives the drum, may advantageously comprise a single or multi-stage planetary gear, which may be accommodated in the interior of the drum.
  • a free-fall brake inner member may advantageously be non-rotatably connected to a planetary gear member to rotate with said planetary gear member. Depending on the design of the planetary gear, these may be different planetary gear elements.
  • the said free-fall brake inner part can be fixed against rotation on a ring gear of the planetary gear.
  • a compact arrangement can be achieved because the ring gear forms one of the larger diameter gear elements and is arranged close to the drum shell, so that the free-fall brake can attack in a simple manner on the one hand on the drum shell and on the other hand on the said ring gear.
  • said ring gear can form a ring gear common to several planetary stages.
  • the aforementioned inner and outer parts of the free-fall brake could in principle be interchanged, i.
  • the free-fall brake inner part could be fixed in a rotationally fixed manner to the drum casing and the free-fall brake outer part fixed in a rotationally fixed manner to the planetary gear element, for example by means of corresponding fastening flanges.
  • the free-fall brake may advantageously be actuated via an actuating unit, i. dissolved and / or determined, which can be arranged on a side opposite the winch drive and the holding brake side of the drum.
  • said actuating unit is rotatably supported on a counter-bearing plate and / or rotatable in itself, so that at least part of said actuator unit is freely rotatable with respect to the counter-bearing plate even when the free-fall brake is applied.
  • no torque is transmitted to the abovementioned abutment plate or supported thereon.
  • said actuator unit comprises a rotationally and axially adjustable actuating cylinder for actuating the Have free-fall brake, which is mounted rotatably relative to at least a portion of the free-fall brake.
  • the actuating unit can also be axially supported on the drum itself.
  • the said actuating unit extends at least partially, preferably with a predominant part within the drum.
  • Said free-fall brake can be advantageously designed as a multi-disc brake, wherein a first set of disks can be rotatably attached to the drum and a second set of disks rotatably connected to a transmission element can be.
  • the interlocking plate sets can advantageously be arranged transversely, in particular perpendicular to the axis of rotation of the drum and / or be received in the interior of the drum shell, said first set of plates rotatably attached to the inner wall of the drum shell or a plate carrier attached thereto.
  • Said second set of plates can advantageously be secured against rotation on a ring gear of the planetary gear, for example, on a said ring gear continuing, axially projecting cylindrical support stub.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a free-fall winch according to an advantageous embodiment of the invention with a non-stationary free-fall brake.
  • the free-fall winch 1 comprises a drum 2, which has an approximately cylindrical drum shell 3, on which a cable 4 can be wound up.
  • Said drum shell 3 is enclosed laterally or at its ends in each case by a flange 5, which extend transversely to the longitudinal axis of the drum shell 3 and protrude beyond its outer dimension.
  • the drum 2 is rotatably mounted parallel to the longitudinal axis of the cylindrical drum shell 3.
  • a pair of end shields 6 and 7 may be provided, on which the drum 2 is rotatably mounted.
  • the end shields 6 and 7 themselves are mounted on a base structure on which the winch is to be used, for example the superstructure of a cable excavator.
  • the winch further comprises a winch drive 8, for example in the form of an electric motor or a hydraulic motor, which can be arranged on one side of the drum 2, for example outside of the bearing plate 6 provided there and supported on the said bearing plate.
  • a winch drive 8 for example in the form of an electric motor or a hydraulic motor, which can be arranged on one side of the drum 2, for example outside of the bearing plate 6 provided there and supported on the said bearing plate.
  • the winch drive 8 can thereby rotationally drive the drum 2 via a gear 9, said gear 9 advantageously comprising a planetary gear which can be of one or more stages.
  • said gear 9 may be accommodated in the interior of the drum shell 3, so that the winch drive 8 and the majority of the gear 9 extend on opposite sides of the bearing plate 6.
  • the winch drive 8 drive a sun gear arranged in the interior of the drum shell 3 planetary stage
  • the planet carrier may be coupled to the sun gear of another planetary stage.
  • the planetary gear 2 or 3 or more planetary stages may have to achieve the desired gear ratio.
  • a holding brake 10 is provided which can engage the winch drive 8 and / or an element of the transmission 9.
  • the holding brake 10 may be disposed between the winch drive 8 and said gear 9, in particular coaxially with the output shaft of the winch drive 8 between the engine and the gearbox 9.
  • the holding brake 10 may act on the input shaft of the gearbox 9 which meshes with the sun gear previously mentioned planetary stage can be connected.
  • Said holding brake 10 may be, for example, a multi-disc brake, which is detectable by a biasing device, for example in the form of a spring device and releasable by pressure medium.
  • the said holding brake 10 can be arranged outside of the bearing plate 6.
  • the free fall winch 1 further comprises a free-fall brake 1 1, which couples said gear 9 to the drum 2 and / or is arranged in the power flow between winch drive 8 and drum 2.
  • said freefall brake 1 1 connect a transmission element of the transmission 9 with the drum 2, so that when the freefall brake 1 1 said transmission element can drive the drum 2 and the freewheel brake 1 1, the drum 2 are uncoupled from the gearbox 9 is rotated in open freefall brake can.
  • the free-fall brake 1 1 a ring gear 12 of the planetary gear with the drum shell 3 couple, so that - with open freefall brake 1 1 - a part of the free-fall brake 1 1 rotates with the drum shell 3 and the other part of the free-fall brake 1 1 with the ring gear 12th rotates, if said ring gear 12 rotates.
  • said ring gear 12 may comprise a cylindrical extension 12 a, which may act as a brake carrier and may be rotatably supported on the drum shell 3.
  • a free-fall brake inner part 1 1 i can be rotatably attached to said ring gear cylinder 12a, while a Freefallbremsenau put 1 1 a rotatably on the inner shell side of Tronnnneinnantels 3 or a rigidly connected intermediate part can be attached.
  • the free-fall brake 1 1 can advantageously be designed as a multi-disc brake, whose two inter-engaging plate sets are arranged transversely to the axis of rotation of the drum 2.
  • a first set of blades can be fixed in rotation on the inside of the drum shell 3, while a second set of disks is non-rotatably coupled to the ring gear 12 or another transmission element.
  • the free-fall brake 1 1 can be completely accommodated in the interior of the drum shell 3.
  • the free-fall brake 1 1 can be actuated by an actuator 13, i. dissolved and / or determined, which may advantageously also extend at least predominantly in the interior of the drum shell 3.
  • Said actuator 13 may include a biasing means 14 which sets the free-fall brake 1 1 under bias.
  • Said biasing means 14 may for example comprise a spring means which can axially bias the blades of the free-fall brake 1 1.
  • a pressure medium device for releasing the bias voltage may include a piston-cylinder unit 15, which is coupled on the one hand with the free-fall brake inner part 1 1 i and on the other hand with the free-fall brake outer part 1 1 a to tension the two brake parts against each other or to solve each other, the effective direction of Piston cylinder unit 15, for example, axially, so may be substantially parallel to the axis of rotation of the drum 2.
  • Said piston-cylinder unit 15 can likewise be accommodated at least partially in the interior of the drum 2. Regardless of this, the piston-cylinder unit 15 can be rotatably mounted relative to the drum 2 and / or axially supported thereon, so that braking forces are supported directly on the drum 2.
  • the counter-end shield 7 remains freely rotatable regardless of whether the free-fall brake 1 1 is detected or released. The counter-end shield 7 does not need to absorb reaction moments, even if the free-fall brake is braked.
  • the free-fall brake 1 1 rotates the free-fall brake 1 1 in normal lifting or winch operation with the speed of the drum 2, so that the fins of the free-fall brake 1 1 circulate in the oil bath, which may be provided in the interior of the drum 2 to the transmission 9 to lubricate.
  • the inner and outer parts of the free-fall brake 1 1 may be provided with a groove through which the oil or the cooling fluid can better flush the free-fall brake.
  • the free-fall brake 1 1 is released.
  • the winch drive 8 and / or the holding brake 10 is braked, so that the input shaft of the transmission 9 is fixed.
  • the said input shaft of the transmission 9 may be connected to said sun gear 16 so that said sun gear 16 is stationary.
  • the drum 2 can still rotate because the ring gear 12, which can form a common ring gear for several planetary stages, is decoupled from the drum shell 3 by the released free-fall brake 1 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freifallwinde mit einer Trommel, die von einem Windenantrieb über ein Getriebe rotatorisch antreibbar und durch eine Haltebremse festhaltbar ist, wobei zusätzlich zur Haltebremse eine Freifallbremse zum Abbremsen der Trommel im Freifallbetrieb vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Freifallbremse zwischen Windenantrieb und Haltebremse einerseits und Trommel andererseits derart angeordnet, dass bei geöffneter Freifallbremse die Trommel vom Windenantrieb und von der Haltebremse abgekoppelt ist und sich gegenüber dem Windenantrieb und der Haltebremse im Leerlauf drehen lässt.

Description

Freifallwinde
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freifallwinde mit einer Trommel, die von einem Windenantrieb über ein Getriebe rotatorisch antreibbar und durch eine Haltebremse festhaltbar ist, wobei zusätzlich zur Haltebremse eine Freifallbremse zum Abbremsen der Trommel im Freifallbetrieb vorgesehen ist.
Freifallwinden werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, bei denen das auf der Trommel der Winde aufgewickelte Seil bzw. ein anderes Zug- bzw. Hubmittel wie beispielsweise ein Gurt mit hohen Geschwindigkeiten über längere Strecken abgespult bzw. abgelassen werden soll, wobei die Trommel mehr oder minder widerstandslos im Leerlauf oder ggf. auch unter leichter Bremsung durch die Getriebewiderstände rotiert. Ein solches Abspulen wird bisweilen als„freier Fall" bezeichnet. Dabei ist es zumindest am Ende des freien Falles notwendig, die Seiltrommel relativ rasch abzubremsen, um ein unkontrolliertes weiteres Abspulen des Seils und damit einhergehend Schlaffseil auf der Windentrommel und ein unsauberes, wirres Seilbild zu vermeiden.
Solche Freifallwinden können beispielsweise bei Seilbaggern eingesetzt werden, wenn zum Bodenverdichten eine Verdichtermasse im freien Fall auf den Boden fallengelassen wird. Hierzu werden beispielsweise bei an Trommeln verwendeten Planetengetrieben einzelne Planetenstufen entkoppelt, so dass die Verdichterlast mit möglichst hoher Fallenergie auf den Boden gelangt. Kurz vor dem Auftreffen auf den Boden muss jedoch die Freifallbremse angebremst werden, um kein Schlaffseil auf der Windentrommel entstehen zu lassen.
Ebenso wird beim Arbeiten mit einer Schleppschaufel diese durch Drehung des Seilbagger-Oberwagens - ähnlich dem Auswerfen eines Angelhakens mit einer Angel - in einen Baggersee geworfen, um z.B. Kies zu fördern. Beim Auftreffen der Schlepperschaufel auf die Wasseroberfläche muss die zuvor freigeschaltete Trommel eingebremst werden, um Schlaffseil zu vermeiden.
Bei Schlitzwandgreifern, mittels derer sehr tiefe Fundamente gegraben werden, erfolgt das Ablassen des Greifers mit hoher, kontrollierter Fallgeschwindigkeit, wobei hier schon während des Ablassens zum Kontrollieren der Fallgeschwindigkeit diese durch Anbremsen der Freifallbremse kontrolliert werden muss.
Den verschiedenen Anwendungsfällen gemeinsam ist, dass in sehr kurzer Zeit hohe Bremsenergien aufzunehmen sind, wobei die hierbei an der Freifallbremse entstehende Wärme während des Hubvorganges, der regelmäßig sehr viel länger als das Absenken dauert, über eine Öl- bzw. Fluidkühlung abgeführt wird. Je nach Konfiguration der Freifallbremse ist es jedoch nicht ganz einfach, die Wärmemenge in das Kühlfluid abzuführen, insbesondere dann, wenn das Kühlfluid die Freifallbremse nicht ausreichend umspülen kann.
Weiterhin besteht bei derartigen Freifallwinden die Problematik, dass das Bremsmoment der Freifallbremse häufig in den Gegenschild eingeleitet wird. Insbesondere bei Freifallwinden, bei denen der Windenantrieb und die Haltebremse auf der einen Windenseite angeordnet sind und die Freifallbremse auf der gegenüberliegenden Trommelseite positioniert ist, greift der stehende Teil der Freifallbremse am Gegenlagerschild an, so dass das Bremsmoment über das Gegenlagerschild abgetragen werden und der Gegenlagerschild entsprechend massiv ausgebildet werden muss. Hinzu kommt, dass bei der Montage der Winde der Gegenlagerschild ohne Öffnen der Freifallbremse nicht in die richtige Position gedreht werden kann.
Eine Freifallwinde der eingangs genannten Art zeigt beispielsweise die Schrift EP 0 538 662 B1 , bei der der Windenantrieb die Trommel über ein zweistufiges Planetengetriebe antreibt, das im Inneren der Trommel aufgenommen ist. Ein Sonnenrad einer der Planetenstufen kann dabei von dem Windenantrieb angetrieben und andererseits von einer Haltebremse blockiert werden. Ein Planetenträger einer der Planetenstufen ist über eine Welle aus dem gegenüberliegenden Ende der Trommel herausgeführt, um dort von einer Freifallbremse gebremst werden zu können, die sich am Gegenlagerschild abstützt.
Ferner sind auch Freifallwinden bekannt, die mit nur einer Bremse arbeiten und die Haltebremse gleichzeitig als Freifallbremse nutzen. Die DE 3 223 632 C2 zeigt beispielsweise eine Freifallbremse, deren Trommel von einem Hydraulikmotor über ein zweistufiges Planetengetriebe angetrieben wird, wobei das für beide Planetenstufen gemeinsame Hohlrad mit einem Bremsschild verbunden ist, an dem die direkt auf die Bordscheibe der Seiltrommel einwirkende Trommelbremse befestigt ist. Bei geschlossener Bremse wird das Drehmoment über die Bremse auf die Seiltrommel übertragen und damit die Verbindung zwischen Motor und Seiltrommel erreicht, während bei geöffneter Bremse das Planetengetriebe von der Seiltrommel abgekoppelt wird. Das beschriebene Kühlproblem besteht bei dieser Bremsenanordnung jedoch weiter. Zudem müssen zum Festhalten der Seiltrommel im Lastbetrieb, beispielsweise beim Festhalten einer angehobenen großen Last, hohe Bremskräfte aufgebracht werden, die über die Bordscheibe, an der die Bremse angreift, auf den Trommelmantel übertragen werden müssen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Freifallwinde der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine effiziente Kühlung der Freifallbremse erreicht und eine einfache Montage der Winde und deren Lagerschilde auch bei nicht gelöster Freifallbremse ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch eine Freifallwinde gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, die Freifallbremse so anzuordnen, dass sich die Freifallbremse im Windenbetrieb mitdrehen kann und/oder der Gegenlagerschild auch bei festgestellter Freifallbremse drehen lässt. Hierzu wird die Freifallbremse nicht mehr wie bislang üblich rotatorisch fest am Gegenlagerschild abgestützt, sondern im Inneren der Trommel zwischen Trommel und Windenantrieb sowie Haltebremse angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Freifallbremse zwischen Windenantrieb und Haltebremse einerseits und Trommel andererseits derart angeordnet, dass bei geöffneter Freifallbremse die Trommel vom Windenantrieb und von der Haltebremse abgekoppelt ist und sich gegenüber dem Windenantrieb und der Haltebremse im Leerlauf drehen lässt.
Insbesondere ist die Freifallbremse derart angeordnet, dass stets zumindest ein Teil der Freifallbremse mit der Trommel und/oder mit dem Windenantrieb mitdreht. Im Gegensatz zu am Gegenlagerschild stehend angeordneten Freifallbremsen kann durch das kontinuierliche Mitlaufen der Freifallbremse eine sehr viel bessere Kühlung erzielt werden, da das die Freifallbremse umspülende Kühlfluid stetig umgewälzt wird oder zumindest eine Zwangskonvektion erzielt wird, wenn keine Flüssigkeitsumspülung der Freifallbremse vorliegt. Gleichzeitig wird durch die rotatorische Abkoppelung der Freifallbremse vom Gegenlagerschild vermieden, dass das Bremsmoment der Freifallbremse über den Gegenlagerschild abgetragen werden muss. Dementsprechend kann der Gegenlagerschild nur für seine Lagerfunktion ausgelegt und weniger massiv ausgebildet werden. Gleichzeitig kann der Gegenlagerschild auch bei geschlossener Freifallbremse verdreht werden, was die Montage der Winde wesentlich vereinfacht. In Weiterbildung der Erfindung kann eine Hälfte der Freifallbremse drehfest mit der Seiltrommel verbunden sein und die andere Hälfte der Freifallbremse mit einem Getriebeelement des Getriebes drehfest verbunden sein, so dass sowohl bei geöffneter als auch bei geschlossener Freifallbremse stets zumindest ein Teil der Freifallbremse mit der Trommel mitdrehend ausgebildet ist. Die drehfeste Verbindung der einen Freifallbremsenhälfte mit der Seiltrommel kann dabei durch direktes Befestigen an der Seiltrommel oder durch indirektes Befestigen über ein drehfest mit der Seiltrommel verbundenes Zwischenteil erfolgen.
Insbesondere ist die genannte Freifallbremse im Inneren des Trommelmantels der Trommel aufgenommen und mit einem Freifallbremsenaußenteil am Trommelmantel oder einem damit starr verbundenen Mantelanbauteil befestigt, so dass sich der genannte Freifallbremsenaußenteil stets mit dem Trommelmantel mitdreht. Durch die Anordnung im Inneren des Trommelmantels kann die Freifallbremse in einem dort vorgesehenen Ölbad bzw. Kühlfluidbad laufen, das vorteilhafterweise auch dazu verwendet werden kann, um das Getriebe zu schmieren und/oder zu kühlen, wenn das Getriebe vorteilhafterweise gleichzeitig im Inneren des Trommelmantels aufgenommen ist. Hierdurch kann eine besonders effiziente Kühlung der Freifallbremse erzielt werden.
Das genannte Getriebe, über das der Windenantrieb die Trommel antreibt, kann dabei vorteilhafterweise ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe umfassen, das im Inneren der Trommel aufgenommen sein kann. Ein Freifallbremseninnenteil kann vorteilhafterweise mit einem Planetengetriebeelement drehfest verbunden sein, um mit dem besagten Planetengetriebeelement mitzudrehen. Je nach Ausbildung des Planetengetriebes können dies verschiedene Planetengetriebeelemente sein.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das genannte Freifallbremseninnenteil an einem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest befestigt sein. Hierdurch kann eine kompakte Anordnung erzielt werden, da das Hohlrad eines der im Durchmesser größeren Getriebeelemente bildet und nahe am Trommelmantel angeordnet ist, so dass die Freifallbremse in einfacher Weise einerseits am Trommelmantel und andererseits an dem besagten Hohlrad angreifen kann.
Bei einer zweistufigen oder mehrstufigen Ausbildung des Planetengetriebes kann das genannte Hohlrad ein für mehrere Planetenstufen gemeinsames Hohlrad bilden.
Die zuvor genannten Innen- und Außenteile der Freifallbremse könnten grundsätzlich miteinander vertauscht werden, d.h. das Freifallbremseninnenteil könnte drehfest am Trommelmantel befestigt und das Freifallbremsenaußenteil drehfest an dem Planetengetriebeelement befestigt sein, beispielsweise durch entsprechende Befestigungsflansche. Um eine Platz sparende, klein bauende Anordnung mit direktem Kraftfluss zu erreichen, kann es jedoch vorteilhaft sein, in der vorgenannten Weise das Freifallbremsenaußenteil am Trommelmantel zu befestigen und das Freifallbremseninnenteil an dem Hohlrad des Planetengetriebes zu befestigen.
Die Freifallbremse kann vorteilhafterweise über eine Betätigungseinheit betätigt, d.h. gelöst und/oder festgestellt werden, die auf einer dem Windenantrieb und der Haltebremse gegenüberliegenden Seite der Trommel angeordnet sein kann.
Vorteilhafterweise ist die genannte Betätigungseinheit dabei drehbar an einem Gegenlagerschild abgestützt und/oder in sich verdrehbar ausgebildet, so dass zumindest ein Teil der genannten Betätigungseinheit auch bei angezogener Freifallbremse gegenüber dem Gegenlagerschild frei drehbar ist. Hierdurch wird kein Drehmoment auf den genannten Gegenlagerschild übertragen bzw. daran abgestützt.
Vorteilhafterweise kann die genannte Betätigungseinheit einen rotatorisch stehenden und axial verstellbaren Betätigungszylinder zum Betätigen der Freifallbremse aufweisen, der gegenüber zumindest einem Teil der Freifallbremse verdrehbar gelagert ist. Hierdurch wird die Drehbewegung der Freifallbremse nicht auf den Betätigungszylinder übertragen, so dass dieser sich nicht mitdrehen muss.
Um die Einleitung der axialen Stellkräfte der Betätigungseinheit auf den Gegenlagerschild zu vermeiden, kann die Betätigungseinheit auch an der Trommel selbst axial abgestützt sein.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die genannte Betätigungseinheit zumindest teilweise, vorzugsweise mit einem überwiegenden Teil innerhalb der Trommel.
Die genannte Freifallbremse kann vorteilhafterweise als Lamellenbremse ausgebildet sein, wobei ein erster Lamellensatz drehbar an der Trommel befestigt sein kann und ein zweiter Lamellensatz drehfest mit einem Getriebeelement verbunden sein kann. Die ineinander greifenden Lamellensätze können vorteilhafterweise quer, insbesondere senkrecht zur Drehachse der Trommel angeordnet und/oder im Inneren des Trommelmantels aufgenommen sein, wobei der genannte erste Lamellensatz drehfest an der Innenwandung des Trommelmantels oder einem daran befestigten Lamellenträger befestigt sein kann. Der genannte zweite Lamellensatz kann vorteilhafterweise an einem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest befestigt sein, beispielsweise auf einem das genannte Hohlrad fortsetzenden, axial vorspringenden zylindrischen Trägerstummel.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht einer Freifallwinde nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung mit einer nicht ortsfesten Freifallbremse.
Wie Fig. 1 zeigt, umfasst die Freifallwinde 1 eine Trommel 2, die einen etwa zylindrischen Trommelmantel 3 besitzt, auf den ein Seil 4 aufwickelbar ist. Der genannte Tronnnneinnantel 3 kann hierzu auf seiner Außenseite Seilrillen aufweisen, um das Seil 4 kontrolliert auf der Trommel 2 aufzuwickeln. Der genannte Trommelmantel 3 ist seitlich bzw. an seinen Enden jeweils durch eine Bordscheibe 5 eingefasst, die sich quer zur Längsachse des Trommelmantels 3 erstrecken und über dessen Außenmaß vorspringen.
Die Trommel 2 ist parallel zur Längsachse des zylindrischen Trommelmantels 3 drehbar gelagert. Hierzu können ein paar Lagerschilde 6 und 7 vorgesehen sein, an denen die Trommel 2 drehbar gelagert ist. Die Lagerschilde 6 und 7 selbst sind an einer Basisstruktur montiert, auf der die Seilwinde Verwendung finden soll, beispielsweise der Oberwagen eines Seilbaggers.
Die Seilwinde umfasst weiterhin einen Windenantrieb 8 beispielsweise in Form eines Elektromotors oder eines Hydraulikmotors, der an einer Seite der Trommel 2, beispielsweise außerhalb des dort vorgesehenen Lagerschilds 6 angeordnet und an dem besagten Lagerschild abgestützt sein kann.
Der Windenantrieb 8 kann dabei über ein Getriebe 9 die Trommel 2 rotatorisch antreiben, wobei das genannte Getriebe 9 vorteilhafterweise ein Planetengetriebe umfassen kann, das ein- oder mehrstufig ausgebildet sein kann.
Wie Fig. 1 zeigt, kann das genannte Getriebe 9 im Inneren des Trommelmantels 3 aufgenommen sein, so dass sich der Windenantrieb 8 und der überwiegende Teil des Getriebes 9 auf gegenüberliegenden Seiten des Lagerschilds 6 erstrecken.
Beispielsweise kann der Windenantrieb 8 ein Sonnenrad einer im Inneren des Trommelmantels 3 angeordneten Planetenstufe antreiben, deren Planetenträger mit dem Sonnenrad einer weiteren Planetenstufe gekoppelt sein kann. Wie Fig. 1 verdeutlicht, kann das Planetengetriebe 2 oder 3 oder auch mehr Planetenstufen aufweisen, um das gewünschte Übersetzungsverhältnis zu erzielen. Um die Seilwinde unter Last festhalten bzw. feststellen zu können, ist eine Haltebremse 10 vorgesehen, die an dem Windenantrieb 8 und/oder einem Element des Getriebes 9 angreifen kann. Vorteilhafterweise kann die Haltebremse 10 zwischen dem Windenantrieb 8 und dem genannten Getriebe 9 angeordnet sein, insbesondere koaxial zur Abtriebswelle des Windenantriebs 8 zwischen dessen Motor und dem Getriebe 9. Beispielsweise kann die Haltebremse 10 auf die Eingangswelle des Getriebes 9 einwirken, die mit dem Sonnenrad der zuvor genannten Planetenstufe verbunden sein kann.
Die genannte Haltebremse 10 kann beispielsweise eine Lamellenbremse sein, die durch eine Vorspanneinrichtung beispielsweise in Form einer Federeinrichtung feststellbar und durch Druckmittel lösbar ist. Die genannte Haltebremse 10 kann dabei außerhalb des Lagerschilds 6 angeordnet sein.
Wie Fig. 1 zeigt, umfasst die Freifallwinde 1 weiterhin eine Freifallbremse 1 1 , die das genannte Getriebe 9 mit der Trommel 2 koppelt und/oder im Kraftfluss zwischen Windenantrieb 8 und Trommel 2 angeordnet ist.
Insbesondere kann die genannte Freifallbremse 1 1 ein Getriebeelement des Getriebes 9 mit der Trommel 2 verbinden, so dass bei geschlossener Freifallbremse 1 1 das genannte Getriebeelement die Trommel 2 antreiben kann und bei geöffneter Freifallbremse 1 1 die Trommel 2 im Leerlauf vom Getriebe 9 abgekuppelt gedreht werden kann.
Vorteilhafterweise kann die Freifallbremse 1 1 ein Hohlrad 12 des Planetengetriebes mit dem Trommelmantel 3 kuppeln, so dass - bei geöffneter Freifallbremse 1 1 - ein Teil der Freifallbremse 1 1 mit dem Trommelmantel 3 mitdreht und der andere Teil der Freifallbremse 1 1 sich mit dem Hohlrad 12 mitdreht, sofern sich das besagte Hohlrad 12 dreht. Wie Fig. 1 zeigt, kann das genannte Hohlrad 12 eine zylindrische Verlängerung 12a aufweisen, die als Bremsträger fungieren kann und am Trommelmantel 3 drehbar abgestützt sein kann. Ein Freifallbremseninnenteil 1 1 i kann an dem genannten Hohlradzylinder 12a drehfest befestigt sein, während ein Freifallbremsenaußenteil 1 1 a drehfest an der Innenmantelseite des Tronnnneinnantels 3 oder einem damit starr verbundenen Zwischenteil befestigt sein kann.
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Freifallbremse 1 1 vorteilhafterweise als Lamellenbremse ausgebildet sein, deren zwei ineinander greifende Lamellensätze quer zur Drehachse der Trommel 2 angeordnet sind. Ein erster Lamellensatz kann drehfest an der Innenseite des Trommelmantels 3 befestigt sein, während ein zweiter Lamellensatz drehfest mit dem Hohlrad 12 oder einem anderen Getriebeelement gekoppelt ist.
Die Freifallbremse 1 1 kann vollständig im Inneren des Trommelmantels 3 aufgenommen sein.
Die Freifallbremse 1 1 kann durch eine Betätigungseinrichtung 13 betätigt, d.h. gelöst und/oder festgestellt werden, die sich vorteilhafterweise ebenfalls zumindest überwiegend im Inneren des Trommelmantels 3 erstrecken kann. Die genannte Betätigungseinrichtung 13 kann eine Vorspanneinrichtung 14 umfassen, die die Freifallbremse 1 1 unter Vorspannung festsetzt. Die genannte Vorspanneinrichtung 14 kann beispielsweise eine Federeinrichtung umfassen, die die Lamellen der Freifallbremse 1 1 axial vorspannen kann.
Eine Druckmitteleinrichtung zum Lösen der Vorspannung kann eine Kolben- Zylindereinheit 15 umfassen, die einerseits mit dem Freifallbremseninnenteil 1 1 i und andererseits mit dem Freifallbremsenaußenteil 1 1 a gekoppelt ist, um die beiden Bremsenteile gegeneinander zu spannen bzw. voneinander zu lösen, wobei die Wirkrichtung der Kolbenzylindereinheit 15 beispielsweise axial, also im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Trommel 2 sein kann.
Die genannte Kolbenzylindereinheit 15 kann ebenfalls zumindest teilweise im Inneren der Trommel 2 aufgenommen sein. Unabhängig hiervon kann die Kolbenzylindereinheit 15 drehbar gegenüber der Trommel 2 gelagert sein und/oder sich daran axial abstützen, so dass Bremskräfte direkt an der Trommel 2 abgestützt werden. Insbesondere bleibt der Gegenlagerschild 7 frei drehbar ungeachtet davon, ob die Freifallbremse 1 1 festgestellt oder gelöst ist. Der Gegenlagerschild 7 braucht keine Reaktionsmomente aufnehmen, auch wenn die Freifallbremse eingebremst wird.
Im normalen Hubbetrieb bleibt die genannte Freifallbremse 1 1 geschlossen, so dass der Windenantrieb 8 das als Planetengetriebe ausgebildete Getriebe 9 antreiben kann, wobei die Drehbewegung des Hohlrads 12 über die Freifallbremse 1 1 auf die Trommel 2 gegeben wird, so dass die Trommel 2 mit der Drehzahl des Hohlrads 12 angetrieben wird.
Es dreht sich also die Freifallbremse 1 1 im normalen Hub- bzw. Windenbetrieb mit der Drehzahl der Trommel 2 mit, so dass die Lamellen der Freifallbremse 1 1 im Ölbad umwälzen, das im Inneren der Trommel 2 vorgesehen sein kann, um das Getriebe 9 zu schmieren. Um den Umwälzeffekt zu verstärken, können die Innen- und Außenteile der Freifallbremse 1 1 mit einer Nutung versehen sein, durch die das Öl bzw. das Kühlfluid die Freifallbremse besser durchspülen kann.
Im Freifallbetrieb wird die Freifallbremse 1 1 gelöst. Gleichzeitig wird der Windenantrieb 8 und/oder die Haltebremse 10 angebremst, so dass die Eingangswelle des Getriebes 9 feststeht. Die genannte Eingangswelle des Getriebes 9 kann mit dem genannten Sonnenrad 16 verbunden sein, so dass das besagte Sonnenrad 16 steht. Die Trommel 2 kann sich trotzdem drehen, da durch die gelöste Freifallbremse 1 1 das Hohlrad 12, das ein gemeinsames Hohlrad für mehrere Planetenstufen bilden kann, vom Trommelmantel 3 abgekoppelt ist.

Claims

Ansprüche
1 . Freifallwinde, mit einer Trommel (2), die von einem Windenantrieb (8) über ein Getriebe (9) rotatorisch antreibbar und durch eine Haltebremse (20) festhaltbar ist, wobei zusätzlich zur Haltebremse (10) eine Freifallbremse (1 1 ) zum Abbremsen der Trommel (2) im Freifallbetrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Freifallbremse (1 1 ) zwischen Windenantrieb (8) und Haltebremse (10) einerseits und Trommel (2) andererseits derart angeordnet ist, dass bei geöffneter Freifallbremse (1 1 ) die Trommel (2) vom Windenantrieb (8) und von der Haltebremse (20) abgekoppelt ist.
2. Freifallwinde nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Freifallbremse (1 1 ) derart angeordnet ist, dass stets zumindest ein Teil (1 1 a) der Freifallbremse (1 1 ) mitdrehend mit der Trommel (2) und/oder mit dem Windenantrieb (8) ausgebildet ist.
3. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gegenlagerschild (7), an dem die Trommel (2) auf einer dem Windenantrieb (8) und der Haltebremse (10) gegenüberliegenden Seite drehbar gelagert ist, auch bei geschlossener Freifallbremse (1 1 ) drehmomentenfrei bleibt.
4. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Hälfte der Freifallbremse (1 1 ) drehfest mit der Trommel (2) verbunden ist und die andere Hälfte der Freifallbremse (1 1 ) mit einem Getriebeelement des Getriebes (9) verbunden ist, so dass bei geöffneter und geschlossener Freifallbremse (1 1 ) stets zumindest ein Teil der Freifallbremse (1 1 ) mit der Trommel (2) mitdrehend angeordnet ist.
5. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Freifallbremse (1 1 ) im Inneren eines Trommelmantels (3) der Trommel (2) aufgenommen ist und mit einem Freifallbremsenaußenteil (1 1 a) an dem Trommelmantel (3) oder einem damit starr verbundenen Trommelmantelanbauteil drehfest befestigt ist.
6. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (9) ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe umfasst, das im Inneren der Trommel (2) aufgenommen ist, wobei die Freifallbremse (1 1 ) mit einem Freifallbremseninnenteil (1 1 i) an einem Planetengetriebeelement drehfest befestigt ist.
7. Freifallwinde nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Freifallbremseninnenteil (1 1 i) an einem Hohlrad (12) des Planetengetriebes drehfest befestigt ist.
8. Freifallwinde nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das genannte Hohlrad (12) ein gemeinsames Hohlrad zweier oder mehrerer Planetenstufen des mehrstufig ausgebildeten Planetengetriebes bildet.
9. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Freifallbremse (1 1 ) von einer Betätigungseinrichtung (13) betätigbar ist, die auf einer dem Windenantrieb (8) und der Haltebremse (10) gegenüberliegenden Seite der Trommel (2) angeordnet ist, wobei die Betätigungseinrichtung (13) an einem Gegenlagerschild (7) drehbar abgestützt und/oder in sich verdrehbar ausgebildet ist, so dass zumindest ein Teil der Betätigungseinrichtung (13) auch bei angezogener Freifallbremse (1 1 ) gegenüber dem Gegenlagerschild (7) frei drehbar ist.
10. Freifallwinde nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Betätigungseinrichtung (13) einen rotatorisch stehenden und axial verstellbaren Betätigungszylinder (13i) zum Betätigen der Freifallbremse (1 1 ) aufweist, der gegenüber zumindest einem Teil der Freifallbremse (1 1 ) und/oder gegenüber der Trommel (2) verdrehbar gelagert ist.
1 1 . Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Freifallbremse (1 1 ) als Lamellenbremse ausgebildet ist, wobei ein erster Lamellensatz drehfest an der Trommel (2) befestigt und ein zweiter Lamellensatz drehfest an einem Getriebeelement des Getriebes (9) befestigt ist.
12. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein mit der Trommel (2) kontinuierlich mitdrehender Teil der Freifallbremse (1 1 ) mit Ölförder- und/oder -umwälzkonturen vorzugsweise in Form von Spülnuten versehen ist.
13. Freifallwinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltebremse (10) zwischen dem Windenantrieb (8) und dem Getriebe (9) vorgesehen ist und zum Festhalten einer Abtriebswelle des Windenantriebs (8) und/oder einer Eingangswelle des Getriebes (9) ausgebildet ist.
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