WO2020193477A1 - Winde mit spulvorrichtung - Google Patents

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WO2020193477A1
WO2020193477A1 PCT/EP2020/058004 EP2020058004W WO2020193477A1 WO 2020193477 A1 WO2020193477 A1 WO 2020193477A1 EP 2020058004 W EP2020058004 W EP 2020058004W WO 2020193477 A1 WO2020193477 A1 WO 2020193477A1
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drum
roller
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groove
winding device
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Andrew Abele
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Movecat GmbH
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/35—Ropes, lines

Definitions

  • the invention relates to a winch comprising a drum, a support means, a winding device and a frame, the frame having a bearing for the drum and a
  • Suspension means can be wound up and unwound are known in many ways. You will be in the
  • supension means includes both ropes, in particular Steel ropes, as well as electrical cables, carry electrical currents or signals with the help of various wires
  • a cord is incorporated into such a cable as a mechanical strain relief for the wires of the cable.
  • Ropes and electrical cables usually have a circular cross-section, so that it is advantageous if a on the cylindrical outer surface of the drum
  • helical groove is in terms of pitch
  • Cross-sectional contour is matched to the diameter of the suspension element to be wound.
  • the cross-sectional contour is designed to be complementary to the cross-section of the suspension element.
  • the slope of the groove is at least as great as that
  • Spooling devices are nothing more than a guide for the suspension element, which is parallel to the axis of rotation of the drum and moved in depending on the rotational movements of the drum. When the drum has made one revolution, the winder shifts by the amount of
  • Ball screw spindles which are arranged parallel to the drum and which are coupled to the drum via a toothed belt or spur gear teeth.
  • a nut which is coupled to the winding device, is arranged on the threaded spindle. In this way the coupling between the winder and the drum is established
  • This embodiment works, but is relatively complex to manufacture and requires an adaptation of the screw drive for each diameter of the suspension element. It also requires a coupling between the drum and the threaded rod. This causes relatively high manufacturing costs and makes them error-prone.
  • the invention is based on the object of providing a winch that works very reliably and with little noise.
  • the latter aspect is especially important at
  • a winch comprising a drum, a support means, a
  • the frame having a bearing for the drum and a linear guide for the spooling device, the drum having a
  • the winding device has a coupling roller, and wherein the coupling roller has at least one collar which engages in the helical groove of the drum.
  • Design has a cross section which is complementary to the profile of the helical groove.
  • the axes of rotation of the drum and coupling roller are usually parallel to each other. But it is also possible, the axis of rotation of the coupling roller relative to the axis of rotation
  • the drum can be tilted slightly.
  • the angle between the axes of rotation of the drum and the coupling roller corresponds to this
  • the frame of the winch according to the invention preferably has two side walls. These side walls can be made of sheet metal, for example by CNC laser cutting. On the side walls is a storage for the
  • the storage can be realized by sliding and / or roller bearings.
  • the drum is preferably rotatably mounted at both ends.
  • the distance between the side walls of the frame is ideally provided by cross members.
  • Traverses can be round bars, preferably made of metal, which each have an internal thread at their ends and are screwed to the side walls of the frame.
  • At least one of the trusses is at the same time as
  • Linear guide designed for the winding device.
  • two or more cross members running parallel to one another are designed as linear guides for the winding device.
  • the frame or housing has the
  • Spooling device on both sides guide bushes, preferably made of a friction-optimized plastic, e.g. PTFE, or metal, such as. B. brass on. These sockets slide on the crossbars and thereby create a linear guide.
  • a friction-optimized plastic e.g. PTFE
  • metal such as. B. brass on.
  • the winding device according to the invention comprises a
  • the guide roller having a circumferential groove, the groove base of which at least as follows wide as the diameter of the suspension element. Then the suspension element rests on the bottom of the groove and is optimally guided by the guide roller and cannot be sideways
  • the movement of the winding device is coupled to the rotary movements of the drum via the coupling roller. This ensures that the suspension element of the guide roller is always centered, i.e. H. is inserted into the groove of the drum without offset when the suspension element is rolled onto the drum. Even when unwinding the suspension element from the roll, it is ensured that the suspension element is straight and without any offset or mechanical loads
  • Drum expires. Due to the guide roller, the drum is also protected from side forces caused by the
  • Suspension means can be introduced into the winch
  • the winding device has a hold-down roller. This hold-down roller engages in the groove of the guide roller. Between the outer diameter of the
  • suspension means to be wound up.
  • the interlocking guide roller and hold-down roller prevent the suspension element from accidentally "jumping out” of the guide roller.
  • the winding device according to the invention ensures an ideal alignment of the suspension element relative to the groove of the drum even under adverse operating conditions. This is very precise and gentle on the suspension element
  • the coupling roller has two collars. Both frets engage in the groove of the drum.
  • the axial distance between the collars is as great as the pitch of the helical groove. It can also be an integral multiple of the pitch of the helical groove. This will make the coupling between
  • the two collars of the coupling roller may be formed at the two ends of the coupling roller and for the suspension element to be wound or unwound to run through the two collars. Then a fret cannot engage in the groove of the drum, but rolls on a web between two adjacent turns of the groove.
  • the functions of the coupling roller and the guide roller are integrated in one role.
  • the coupling roller is axially spaced from the at least one collar and has a groove in which the suspension element is guided. This results in a more compact and cheaper construction.
  • the suspension element can be an electrical cable, in particular with a tension cord, or a rope. It can
  • the winch has a rotation angle sensor and / or which is coupled to the drum
  • Weight forces acting on the suspension element overload the attachment of the suspension element to the drum.
  • the angle of wrap of the suspension element around the drum is not less than 360 °. It is preferably equal to or greater than 720 °. The tensile forces to be introduced into the drum by the suspension element are then via the
  • Clamping piece is helpful when assembling the winch and provides one when the winch is in operation
  • a limit switch is also required in the other end position, ie when the drum is full. It should ensure that the end of the suspension element is not drawn into the winch. In particular if there is a hook or a load, such as for example, at the end of the suspension element If a luminaire is attached, pulling this end too far into the winch would damage the winch and / or the hook / load.
  • FIG. 1 shows the isometric view of a winch according to the invention from the drive side
  • Figure 2 shows a second isometric view of the invention
  • FIG. 3 shows a side view of the winch with the drive;
  • FIG. 4 shows the winch according to the invention with one removed
  • Figure 5 is an isometric view of the
  • Figure 9 is a front view of the drum, the
  • FIG. 10 shows a pressure roller for the suspension element in the groove of the drum.
  • the winch shown in the figures concerns a
  • FIG. 1 For example, one of the two is shown in FIG.
  • a winch 1 according to the invention is shown in isometric view.
  • the winch 1 according to the invention comprises a frame 3, which consists of side walls 5 and several cross members 7.
  • the crossbars 7 simultaneously serve as spacers for the side walls 5.
  • One or more of the crossbars can also form the linear guide for a winding device according to the invention (not visible in FIG. 1).
  • the traverses 7 are in this
  • Embodiment rods made of round material, which have an internal thread at their ends.
  • the side walls 5 there are through openings at the corresponding points. Through these through openings, screws are screwed into the internal threads of the crossbars. In this way, the cross members 7 and the side walls 5 are braced to form a stable frame 3.
  • a drum 9 is rotatably mounted between the side walls 5.
  • about half of the drum 9 is covered with a suspension element 11.
  • the support means 11 is wound onto the left half of the drum 9.
  • the right half of the drum 9 is shown without support means.
  • the support means 11 can be an electrical cable, the electrical power and
  • Suspension means 11 can be attached, transfers. No load is shown in FIG. A lanyard 13 to which the load can be attached is, however
  • this terminal 15 can winch according to the invention on a support tube 17 (not part of the winch) are clamped.
  • the winch 1 can also be attached to an attachment point in other ways.
  • a drive 19 is located on the right-hand side in FIG.
  • Worm gear can be formed.
  • a first rotation angle sensor 23 can be integrated into the drive 19, which in this exemplary embodiment is designed as a geared motor.
  • a limit switch 24 can be attached to one or both side walls 5. The limit switch (s) 24 prevents the suspension element from being unwound too far from the drum 9 or from being wound too far onto the drum 9.
  • a winding device 21 according to the invention can be seen in this view. The details of this winding device 21 are explained in detail in FIGS. 5 to 10.
  • a control device 25 is attached to the side of the winch 1 opposite the drive 19.
  • FIG. 3 shows a side view of the winch 1 with the drive 19.
  • the winch according to the invention is shown partially “cut open”. So one side wall 5 and the drive 10 have been removed.
  • This further rotation angle sensor 27 can be seen in this view. This further rotation angle sensor 27 is coupled to the drum 7 via a toothed belt drive 29. As a result, every rotational movement of the drum 7 is over the first
  • Rotation angle sensor 23 and the second rotation angle sensor 27 detected redundantly.
  • the function of a limit switch can also be determined from the signals from these sensors 23 and 27
  • the limit switches are used for this.
  • Limit switches or buttons 24 can also be on the side walls
  • a limit switch or limit switch 24 is visible in FIG. 4, which prevents both the excessive winding and the excessive unwinding of the suspension element 11 from or onto the drum 9.
  • the limit switch 24 is triggered, the drive 19 is stopped.
  • the limit switch or button 24 is then arranged on the left side wall 5, which prevents the suspension element 11 from unwinding too far.
  • the limit switch or button is then arranged on the right side wall 5, which prevents the support means 11 from being wound up too far and consequently the
  • Anhangeengage 13 is retracted.
  • FIG. 5 the drum 9, the support means 11 and two cross members 7 which carry the winding device 21 are shown.
  • the two side walls 31 of the winding device 21 can be seen clearly in FIG.
  • the winding device 21 is guided on two cross members 7.
  • the winding device 21 comprises two side walls 31, between which various spacers are arranged. These spacers cannot be clearly seen in FIG. You serve
  • a guide roller 33 can be seen in FIG. The suspension element is guided out or drawn in from the winch via the guide roller 33.
  • the guide roller 33 and its design can be clearly seen in FIGS. 6 and 7.
  • a circumferential groove 35 available in the guide roller 33.
  • the groove 35 serves to guide the suspension element.
  • a groove base 37 is adapted to the diameter D of the suspension element with regard to its width and ideally also with regard to its profile.
  • Suspension means a cable with a circular cross-section and the diameter D.
  • the groove base 37 is designed as a radius, the radius being approximately equal to 0.5 times that
  • Diameter D is.
  • the groove 35 is very much deeper than the diameter D of the suspension element 11, so that the suspension element is guided laterally by the side walls of the groove 35. This already effectively prevents the suspension element 11 from jumping out of the groove 35.
  • Hold-down roller 39 can be integrated into the winding device 21 in order to prevent the suspension element from jumping out of the groove 35 even more effectively.
  • the hold-down roller 39 is arranged in such a way that its collar engages in the groove 35, so that the support means 11 rests on the inside of the groove base 37 in the radial direction and is guided radially outward through the collar of the hold-down roll 39.
  • the support means is held laterally by the flanks of the groove 35.
  • the shape of the hold-down roller 39 can be seen in FIG. It has two lateral bevels, the angle of which corresponds to the flank angle of the groove 35.
  • FIG. 8 shows the interaction of the groove 35 and the collar of the hold-down roller 39, which is inserted into the groove 35
  • Support means 11 is guided very well in the groove 35 of the guide roller 33 and the hold-down roller 39.
  • a coupling roller 41 is arranged between the side walls 31 of the winding device in the immediate vicinity of the drum 7.
  • the coupling roller 41 is between the
  • the collars 43 are profiled in such a way that they fit into the groove 45 of the drum 9
  • Drum 9 the winder 21 in the axial direction, i. is moved to the right or to the left in FIG.
  • This axial movement is forcibly / desmodromically coupled to the rotary movement of the drum 9 and depends on the pitch of the helical groove 45 in the drum 9.
  • the winding device 21 is arranged such that the support means 11 is held and guided in the guide roller 33 in such a way that it is guided directly into the groove 45 of the drum 9 when it is wound up.
  • the suspension element 11 is wound up by rotating the drum accordingly. The unwinding of the suspension element 11 takes place in the same way, only with a different / opposite
  • FIG. 1 A section of the winch 1 according to the invention is shown in FIG. It shows the side walls 5, the
  • the distance is the
  • the pressure roller 47 is pressed resiliently against the drum 9 or the support means 11 wound on it.
  • brackets 49 are provided on both side walls.
  • the consoles 49 each carry a bearing 51 for the
  • the bearings 51 are resiliently attached to the consoles 49, so that they always press the pressure roller 47 against the drum 9 or the support means 11 wound thereon.
  • the structural details of the resilient mounting are not shown in FIG. 10; rather, two arrows show the direction in which the Pressure roller 47 is pressed against drum 9. These arrows are directed to the axis of rotation of the drum 9.
  • the (cylindrical) contact surface of the pressure roller 47 consists of a flexible material.
  • the pressure roller 47 represents a further structural measure through which
  • the suspension element 11 is prevented from jumping out of the groove 45.
  • FIGS. 11 and 12 the winch according to the invention is shown in two different ways for illustration
  • the device according to the invention is characterized by a very simple winding device which ensures an exact feeding of the suspension element into the groove 45 of the drum 9 under all circumstances.
  • the winding device 21 has a simple structure, but is nevertheless very reliable and very quiet. It can be advantageous to manufacture the collars 43 of the coupling roller 41 from a plastic in order to minimize the running noise.
  • the drum 9 can be provided with a covering made of plastic in the groove 45

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Abstract

Es wird eine Winde (1) mit einer Spulvorrichtung (21) vorgeschlagen, die einfach aufgebaut ist und sehr zuverlässig arbeitet, unabhängig von Lage und Ausrichtung der Winde (1). Die Winde (1) umfasst eine Trommel (9), ein Tragmittel (11), eine Spulvorrichtung (21) und ein Gestell (3), wobei das Gestell (3) eine Lagerung für die Trommel (9) und eine Linearführung für die Spulvorrichtung (21) aufweist, wobei die Trommel (9) eine schraubenförmige Rille (45) und die Spulvorrichtung (21) eine Koppelrolle (41) aufweist, und wobei die Koppelrolle (41) mindestens einen Bund (43) aufweist, der in die schraubenförmige Rille (45) der Trommel (9) eingreift.

Description

Winde mit Spulvorrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Winde, umfassend eine Trommel, ein Tragmittel, eine Spulvorrichtung und ein Gestell, wobei das Gestell eine Lagerung für die Trommel und eine
Linearführung für die Spulvorrichtung aufweist.
Winden mit einer zylindrischen Trommel auf der ein
Tragmittel auf- und abgewickelt werden kann, sind in vielfältiger Weise bekannt. Sie werden in den
verschiedensten Einsatzgebieten von der Bühnentechnik bis hin zu Bergewinden oder dem Kranbau eingesetzt. Der Begriff "Tragmittel" umfasst dabei sowohl Seile, insbesondere Stahlseile, als auch elektrische Kabel, die elektrische Ströme oder Signale mit Hilfe verschiedener Adern des
Kabels, übertragen. In vielen Fällen ist als mechanische Zugentlastung der Adern des Kabels noch eine Zuglitze in ein solches Kabel eingearbeitet. Auch das sind "Tragmittel" im Sinne der Erfindung.
Seile und elektrische Kabel haben in der Regel einen kreisrunden Querschnitt, so dass es vorteilhaft ist, wenn an der zylindrischen Außenfläche der Trommel eine
schraubenförmige Rille vorhanden ist. Diese
schraubenförmige Rille ist bezüglich Steigung und
Querschnittskontur auf den Durchmesser des aufzuwickelnden Tragmittels abgestimmt ist. Die Querschnittskontur ist komplementär zu dem Querschnitt des Tragmittels ausgeführt. Die Steigung der Rille ist mindestens so groß wie der
Durchmesser des Tragmittels.
Diese Art, ein Kabel bzw. ein Tragmittel auf einer Trommel aufzuwickeln, ist sehr vorteilhaft, weil beim Aufwickeln zwischen dem Tragmittel und der Rille eine sehr große
Kontaktfläche entsteht. Durch das Auf- oder Abwickeln des Tragmittels auf der Trommel wird das Tragmittel weder verdreht, geknickt, noch in anderer Weise beschädigt.
Um auch unter widrigsten Bedingungen sicherzustellen, dass das Tragmittel sich in die Rille der Trommel legt, sind sogenannte Spulvorrichtungen bekannt. Diese
Spulvorrichtungen sind nichts anderes als eine Führung des Tragmittels, die sich parallel zur Drehachse der Trommel und in abhängig von den Drehbewegungen der Trommel bewegt. Wenn die Trommel eine Umdrehung ausgeführt hat, dann verschiebt sich die Spulvorrichtung um den Betrag der
Steigung der Rille auf der Trommel.
Um die gewünschte Kopplung zwischen Spulvorrichtung und der Drehzahl der Trommel herzustellen, sind Trapez- und
Kugelgewindespindeln bekannt, die parallel zur Trommel angeordnet sind und die über einen Zahnriemen oder eine Stirnradverzahnung mit der Trommel gekoppelt sind. Auf der Gewindespindel ist eine Mutter angeordnet, die Teil der Spulvorrichtung gekoppelt ist. Auf diese Weise wird die Kopplung zwischen Spulvorrichtung und Trommel
gewährleistet. Diese Ausführungsform funktioniert, ist jedoch relativ aufwändig in der Herstellung und erfordert für jeden Durchmesser des Tragmittels eine Anpassung des Gewindetriebs. Außerdem benötigt sie eine Kopplung zwischen der Trommel und der Gewindestange. Das verursacht relativ hohe Herstellungskosten und macht sie fehleranfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winde bereitzustellen, die sehr zuverlässig und geräuscharm arbeitet. Der letztgenannte Aspekt ist vor allem bei
Anwendungen in der Bühnentechnik von Bedeutung. Jedwedes Betriebsgeräusch, Quietschen oder Klappern ist in diesem Metier nicht akzeptabel. Darüber hinaus soll die Winde einfach an verschiedene Durchmesser des Tragmittels adaptierbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Winde, umfassend eine Trommel, ein Tragmittel, eine
Spulvorrichtung und ein Gestell, wobei das Gestell eine Lagerung für die Trommel und eine Linearführung für die Spulvorrichtung aufweist, wobei die Trommel eine
schraubenlinienförmige Rille und die Spulvorrichtung eine Koppelrolle aufweist, und wobei die Koppelrolle mindestens einen Bund aufweist, der in die schraubenförmige Rille der Trommel eingreift. Der Bund hat daher in bevorzugter
Ausgestaltung einen Querschnitt, der komplementär zu dem Profil der schraubenförmigen Rille ist.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die
Spulvorrichtung eine Koppelrolle mit einem Bund aufweist. Dieser Bund greift in die Rolle der Trommel ein.
Die Drehachsen von Trommel und Koppelrolle sind in der Regel parallel zueinander. Es ist aber auch möglich, die Drehachse der Koppelrolle gegenüber der Drehachse der
Trommel leicht schräg zu stellen. Der Winkel zwischen den Drehachsen von Trommel und Koppelrolle entspricht dem
Steigungswinkel der schraubenförmigen Rille der Trommel. Dadurch ergibt sich ein besonders reibungs- und
geräuscharmer Lauf der Koppelrolle.
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, den Bund der Koppelrolle im Querschnitt etwas schmaler als das Profil der Rille auszubilden. Dann kann - auch wenn die Drehachsen von Koppelrolle und Trommel parallel zueinander verlaufen - der Bund spielfrei und reibungsarm in die schraubenförmige Rille der Trommel eingreifen. Das Gestell der erfindungsgemäßen Winde weist bevorzugt zwei Seitenwände auf. Diese Seitenwände können aus Blech, beispielsweise durch CNC-Laserschneiden, hergestellt werden. An den Seitenwänden ist eine Lagerung für die
Trommel ausgebildet. Die Lagerung kann durch Gleit- und/oder Wälzlager realisiert werden. Bevorzugt ist die Trommel an beiden Enden drehbar gelagert.
Der Abstand zwischen den Seitenwänden des Gestells wird idealerweise durch Traversen bereitgestellt. Diese
Traversen können Rundstäbe, bevorzugt aus Metall sein, die an ihren Enden jeweils ein Innengewinde aufweisen und mit den Seitenwänden des Gestells verschraubt werden.
Mindestens eine der Traversen ist gleichzeitig als
Linearführung für die Spulvorrichtung ausgebildet. In einer weiter verbesserten Ausführungsform sind zwei oder mehr parallel zueinander verlaufende Traversen als Linearführung für die Spulvorrichtung ausgebildet.
In diesem Fall weist das Gestell oder Gehäuse der
Spulvorrichtung an beiden Seiten Führungsbuchsen, bevorzugt aus einem reibungsoptimierten Kunststoff, wie z.B. PTFE, oder Metall , wie z. B. Messing, auf. Diesen Buchsen gleiten auf den Traversen und realisieren dadurch eine Linearführung .
Die erfindungsgemäße Spulvorrichtung umfasst eine
Führungsrolle für das Tragmittel, wobei die Führungsrolle eine umlaufende Nut aufweist, deren Nutgrund mindestens so breit wie der Durchmesser des Tragmittels ist. Dann liegt das Tragmittel am Grund der Nut auf und wird optimal von der Führungsrolle geführt und kann nicht seitlich
ausweichen. Weil die erfindungsgemäße Spulvorrichtung über die Koppelrolle mit der Trommel gekoppelt ist, bewegt sich die Spulvorrichtung mit an der Trommel entlang. Diese
Bewegung der Spulvorrichtung ist über die Koppelrolle mit den Drehbewegungen der Trommel gekoppelt. Dadurch ist damit gewährleistet, dass das Tragmittel von der Führungsrolle immer mittig, d. h. ohne Versatz, in die Rille der Trommel eingelegt wird, wenn das Tragmittel auf die Trommel aufgerollt wird. Auch beim Abwickeln des Tragmittels von der Rolle ist sichergestellt, dass das Tragmittel gerade und ohne Versatz und mechanische Belastungen von der
Trommel abläuft. Durch die Führungsrolle wird die Trommel auch von seitlich wirkenden Kräften, die durch das
Tragmittel in die Winde eingeleitet werden können,
entlastet .
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spulvorrichtung eine Niederhalterrolle aufweist. Diese Niederhalterrolle greift in die Nut der Führungsrolle ein. Zwischen dem Außendurchmesser der
Niederhalterrolle und dem Grund der Nut in der
Führungsrolle verbleibt ausreichend Platz für das
aufzuwickelnde Tragmittel. Durch die ineinandergreifenden Führungsrolle und Niederhalterrolle ist ein ungewolltes "Herausspringen" des Tragmittels aus der Führungsrolle ausgeschlossen . Die erfindungsgemäße Spulvorrichtung gewährleistet auch unter widrigen Betriebsbedingungen eine ideale Ausrichtung des Tragmittels relativ zu der Rille der Trommel. Dadurch ist ein sehr exaktes und das Tragmittel schonende
Aufwickeln des Tragmittels auf der Trommel gewährleistet. Dies gilt unabhängig von der Arbeitslage und Ausrichtung der Winde.
In Vorteilhafter Weiterbildung weist die Koppelrolle zwei Bünde auf. Beide Bünde greifen in die Rille der Trommel ein .
Der axiale Abstand der Bünde ist so groß wie die Steigung der schraubenförmigen Rille. Er kann auch ein ganzzahliges Vielfacheres der Steigung der schraubenförmigen Rille betragen. Dadurch wird die Kopplung zwischen
Spulvorrichtung und Trommel nochmals verbessert.
Es ist auch möglich, dass die beiden Bünde der Koppelrolle an den beiden Enden der Koppelrolle ausgebildet sind und das aufzuwickelnde bzw. abzuwickelnde Tragmittel an den beiden Bünden hindurchläuft. Dann kann einer Bünde nicht in die Rille der Trommel eingreifen, sondern rollt auf einem Steg zwischen zwei benachbarten Windungen der Rille ab.
In einer vereinfachten Ausführungsform sind die Funktionen der Koppelrolle und der Führungsrolle in einer Rolle integriert. Dies bedeutet, dass die Koppelrolle axial beabstandet zu dem mindestens einen Bund eine Nut aufweist in der das Tragmittel geführt wird. Dadurch ergibt sich eine kompaktere und kotengünstigere Bauweise. Das Tragmittel kann ein elektrisches Kabel, insbesondere mit einer Zuglitze, oder ein Seil sein. Es können
Stahlseile oder Seile aus Aramid oder anderen Fasern zum Einsatz kommen.
In Vorteilhafter Weiterbildung weist die Winde einen mit der Trommel gekoppelten Drehwinkelsensor und/oder
Endschalter auf. Die Endschalter sorgen dafür, dass das Tragmittel nicht zu weit von der Trommel abgewickelt wird. Dann nämlich könnte es dazu kommen, dass die auf das
Tragmittel wirkenden Gewichtskräfte die Befestigung des Tragmittels an der Trommel überlasten. In der Regel sieht man vor, dass der Umschlingungswinkel des Tragmittels um die Trommel nicht kleiner als 360° ist. Bevorzugt ist er gleich 720° oder größer Dann werden die von dem Tragmittel in die Trommel einzuleitenden Zugkräfte über den
Reibschluss zwischen dem aufgewickelten Tragmittel und der Trommel übertragen und nicht über ein mechanisches
Klemmstück mit dem das Tragmittel meist im Inneren der Trommel mechanisch verbunden ist. Das mechanische
Klemmstück ist hilfreich beim Zusammenbau der Winde und stellt bei der in Betrieb befindlichen Winde eine
redundante Sicherung des Tragmittels dar.
Auch in der anderen Endlage Seite - d. h. wenn die Trommel voll ist - ist ein Endschalter erforderlich. Er soll sicherzustellen, dass das das Ende des Tragmittels nicht in die Winde eingezogen wird. Insbesondere, wenn an dem Ende des Tragmittels ein Haken oder eine Last, wie zum Beispiel eine Leuchte, angehängt sind, würde ein zu weites das Einziehen dieses Endes in die Winde zu Beschädigungen der Winde und/oder des Hakens/der Last führen. Die konstruktiven Details der Übertragung von elektrischer Leistung und/oder elektrischen Signalen vom Gestell der Winde auf die Trommel bzw. auf das an der Trommel
befestigte elektrische Kabel (beispielsweise über
Schleifringkontakte) sind nicht Gegenstand der Erfindung; sie sind dem Fachmann bekannt und werden daher nicht im erläutert .
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren
Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:
Figur 1 die Isometrie einer erfindungsgemäßen Winde von der Antriebsseite;
Figur 2 eine zweite Isometrie der erfindungsgemäßen
Winde ;
Figur 3 eine Seitenansicht der Winde mit dem Antrieb; Figur 4 die erfindungsgemäße Winde mit einer abgenommenen
Seitenwand;
Figur 5 eine isometrische Darstellung der
erfindungsgemäßen SpulVorrichtung; Figuren 6 bis 8 weitere Detailansichten der erfindungsgemäßen SpulVorrichtung;
Figur 9 eine Ansicht von vorne auf die Trommel, die
Linearführung und die Spulvorrichtung;
Figur 10 eine Anpressrolle für das Tragmittel in der Rille der Trommel; und
Figuren 11 und 12 Explosionsdarstellungen der
erfindungsgemäßen Winde.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in den Figuren dargestellte Winde betrifft ein
Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten. Teilweise sind nicht alle Bauteile der Winde dargestellt, um die Übersichtlichkeit zu verbessern.
So ist beispielsweise in der Figur 4 eine der beiden
Seitenwände nicht dargestellt, so dass man die Trommel, deren Lagerung und einen Drehwinkelsensor und dessen
Kopplung mit der Trommel über einem Zahnriemen gut erkennen kann .
Für gleiche Bauteile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Aus der Zusammenschau der Figuren 1 bis 9 lässt sich der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Winde, und insbesondere von deren Spulvorrichtung, gut erkennen.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Winde 1 in einer Isometrie dargestellt. Die erfindungsgemäße Winde 1 umfasst ein Gestell 3, welches aus Seitenwänden 5 und mehreren Traversen 7 besteht. Die Traversen 7 dienen gleichzeitig als Abstandshalter für die Seitenwände 5. Eine oder mehrere der Traversen können auch die Linearführung für eine erfindungsgemäße Spulvorrichtung (nicht sichtbar in der Figur 1) bilden. Die Traversen 7 sind bei diesem
Ausführungsbeispiel Stäbe aus Rundmaterial, die an ihren Enden ein Innengewinde haben. In den Seitenwänden 5 sind an den entsprechenden Stellen Durchgangsöffnungen vorhanden. Durch diese Durchgangsöffnungen werden Schrauben in die Innengewinde der Traversen geschraubt. Auf diese Weise werden die Traversen 7 und die Seitenwände 5 zu einem stabilen Gestell 3 verspannt.
In der Figur 1 sind nicht alle Traversen 7 mit
Bezugszeichen versehen. Zwischen den Seitenwänden 5 ist eine Trommel 9 drehbar gelagert. Die Trommel 9 ist in der Figur 1 etwa zur Hälfte mit einem Tragmittel 11 belegt. In der Figur 1 ist auf der linken Hälfte der Trommel 9 das Tragmittel 11 aufgewickelt . Die rechte Hälfte der Trommel 9 ist ohne Tragmittel dargestellt. Das Tragmittel 11 kann ein elektrisches Kabel sein, das elektrische Leistung und
Signale an eine Last, die an einem unteren Ende des
Tragmittels 11 angehängt werden kann, überträgt. In der Figur 1 ist keine Last dargestellt. Eine Anhängeöse 13, an welche die Last angehängt werden kann, ist jedoch
dargestellt .
Am oberen Ende des Gestells 3 ist eine Klemme 15 zu
erkennen. Mit Hilfe dieser Klemme 15 kann die erfindungsgemäße Winde an einem Tragrohr 17 (nicht Teil der Winde) festgeklemmt werden. Selbstverständlich kann die Winde 1 auch auf andere Weise an einen Befestigungspunkt befestigt werden.
Auf der in Figur 1 rechten Seite ist ein Antrieb 19
dargestellt. Er umfasst einen elektrischen Motor und ein Untersetzungsgetriebe, das als selbsthemmendes
Schneckenradgetriebe ausgebildet sein kann. In den Antrieb 19, der bei diesem Ausführungsbeispiel als Getriebemotor ausgebildet ist, kann ein erster Drehwinkelsensor 23 integriert sein. An einer oder beiden Seitenwänden 5 kann jeweils ein Endschalter 24 angebracht sein. Der oder die Endschalter 24 verhindern, dass das Tragmittel zu weit von der Trommel 9 abgewickelt oder zu weit auf die Trommel 9 aufgewickelt wird.
In der Figur 2 ist die Winde 1 in einer etwas anderen
Perspektive dargestellt. Der Antrieb 19 ist in dieser
Ansicht auf der linken Seite des Gestells 3 zu sehen. In dieser Ansicht ist eine erfindungsgemäße Spulvorrichtung 21 zu erkennen. Die Details dieser Spulvorrichtung 21 werden in den Figuren 5 bis 10 noch im Detail erläutert. Auf der dem Antrieb 19 gegenüberliegenden Seite der Winde 1 ist ein Steuergerät 25 befestigt.
Die Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Winde 1 mit dem Antrieb 19. In der Figur 4 ist die erfindungsgemäße Winde teilweise "freigeschnitten" dargestellt. So sind die eine Seitenwand 5 und der Antrieb 10 entfernt worden.
In dieser Ansicht sind die Traversen 7 gut zu erkennen.
Auch die Schrauben, welche in die Innengewinde an der
Stirnseite der Traversen 7 eingedreht werden, um die nicht dargestellte Seitenwand 5 mit den Traversen 7 zu verbinden, sind gut zu sehen. 4
In dieser Ansicht ein weiterer Drehwinkelsensor 27 zu erkennen. Dieser weitere Drehwinkelsensor 27 ist über einen Zahnriemenantrieb 29 mit der Trommel 7 gekoppelt. Dadurch wird jede Drehbewegung der Trommel 7 über den ersten
Drehwinkelsensor 23 und den zweiten Drehwinkelsensor 27 redundant erfasst. Aus den Signalen dieser Sensoren 23 und 27 lässt sich auch die Funktion eines Endschalters
realisieren. Dies bedeutet, dass mit dem Erreichen einer ersten und einer zweiten Endstellung der Trommel, der
Antrieb 19 abgeschaltet wird. Dadurch wird wirksam
verhindert wird, dass das Tragmittel 11 zu weit von der Trommel 7 abgewickelt wird oder das Tragmittel 11 zu weit auf die Trommel aufgewickelt wird. Dann käme es zu einem Crash der Anhängeöse 13 (siehe Figur 1) mit dem Gestell 3 bzw. der Spulvorrichtung 21. Das muss zuverlässig
verhindert werden. Dazu dienen die Endschalter.
Endschalter oder -taster 24 können auch an den Seitenwänden
5 angeordnet werden und ansprechen, wenn die
Spulvorrichtung in die Nähe einer der Seitenwände 5 gelangt. In der Figur 4 ist ein Endschalter oder Endtaster 24 sichtbar, der sowohl das zu weite Aufwickeln als auch das zu weite Abwickelns des Tragmittels 11 von bzw. auf die Trommel 9 verhindert. Wenn der Endschalter 24 auslöst, wird der Antrieb 19 gestoppt.
In der Figur 1 ist dann an der linken Seitenwand 5 der Endschalter oder -taster 24 angeordnet, der das zu weite Abwickeln des Tragmittels 11 verhindert. In der Figur 1 ist dann an der rechten Seitenwand 5 der Endschalter oder - taster angeordnet, der verhindert, dass das Tragmittel 11 zu weit aufgewickelt wird und in Folge dessen die
Anhangeöse 13 eingezogen wird.
In der Figur 5 sind die Trommel 9, das Tragmittel 11 sowie zwei Traversen 7, welche die Spulvorrichtung 21 tragen, dargestellt. Die beiden Seitenwände 31 der Spulvorrichtung 21 sind in der Figur 5 gut zu erkennen. Spulvorrichtung 21 ist an zwei Traversen 7 geführt. Die Spulvorrichtung 21 umfasst zwei Seitenwände 31, zwischen denen verschiedene Abstandshalter angeordnet sind. Diese Abstandshalter sind in der Figur 5 nicht gut zu erkennen. Sie dienen
gleichzeitig als Lagerbolzen für die verschiedenen Rollen der Spulvorrichtung. Des Weiteren ist in der Figur 5 eine Führungsrolle 33 zu sehen. Über die Führungsrolle 33 wird das Tragmittel aus der Winde herausgeführt bzw. eingezogen.
Die Führungsrolle 33 und deren Ausgestaltung ist in den Figuren 6 und 7 deutlich zu erkennen. Wie sich aus den Figuren 6 und 7 ergibt, ist in der Führungsrolle 33 eine umlaufende Nut 35 vorhanden. Die Nut 35 dient dazu, das Tragmittel zu führen. Ein Nutgrund 37 ist bezüglich seiner Breite und idealerweise auch bezüglich seines Profils an den Durchmesser D des Tragmittels angepasst.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Tragmittel ein Kabel mit kreisrundem Querschnitt und dem Durchmesser D. Infolgedessen ist der Nutgrund 37 als Radius ausgeführt, wobei der Radius etwa gleich 0,5 mal dem
Durchmesser D ist.
Die Nut 35 ist sehr viel tiefer als der Durchmesser D des Tragmittels 11, so dass das Tragmittel von den Seitenwänden der Nut 35 seitlich geführt wird. Schon das verhindert ein Herausspringen des Tragmittels 11 aus der Nut 35 wirksam.
Zusätzlich kann eine weitere Rolle, nämlich die
Niederhalterrolle 39, in die Spulvorrichtung 21 integriert sein, um das Herausspringen des Tragmittels Haus der Nut 35 noch wirksamer zu verhindern. Die Niederhalterrolle 39 ist so angeordnet, dass sie mit ihrem Bund in die Nut 35 eingreift, so dass das Tragmittel 11 in radialer Richtung innen auf dem Nutgrund 37 aufliegt ist und radial außen durch den Bund der Niederhalterrolle 39 geführt wird.
Seitlich wird das Tragmittel durch die Flanken der Nut 35 gehalten. Die Formgebung der Niederhalterrolle 39 ist der Figur 9 entnehmbar. Sie hat zwei seitliche Fasen, deren Winkel mit dem Flankenwinkel der Nut 35 korrespondiert. In der Figur 8 ist das Zusammenwirken der Nut 35 und des Bunds der Niederhalterrolle 39, der in die Nut 35
eingreift, gut zu erkennen. Es ergibt sich aus der
Seitenansicht der Figur 8 und der Figur 9, dass das
Tragmittel 11 sehr gut in der Nut 35 der Führungsrolle 33 und der Niederhalterrolle 39 geführt ist.
Wie sich aus den Figuren 6, 7, 8 und 9 anschaulich ergibt, ist zwischen den Seitenwänden 31 der Spulvorrichtung in unmittelbarer Nähe der Trommel 7 eine Koppelrolle 41 angeordnet. Die Koppelrolle 41 ist zwischen den
Seitenwänden 31 der Spulvorrichtung 21 angeordnet und drehbar gelagert. Die Koppelrolle 41 weist bei diesem
Ausführungsbeispiel zwei Bünde 43 auf. Die Bünde 43 sind so profiliert, dass sie in die Rille 45 der Trommel 9
eingreifen. Dies bedeutet, dass durch das Drehen der
Trommel 9 die Spulvorrichtung 21 in axialer Richtung, d.h. in der Figur 9 nach rechts bzw. nach links bewegt wird. Diese Axialbewegung ist zwangsweise/ desmodromisch mit der Drehbewegung der Trommel 9 gekoppelt und hängt von der Steigung der schraubenförmigen Rille 45 in der Trommel 9 ab. Die Spulvorrichtung 21 ist so angeordnet, dass das Tragmittel 11 in der Führungsrolle 33 so gehalten und geführt wird, dass es direkt in die Rille 45 der Trommel 9 geführt wird, wenn es aufgewickelt wird. Das Aufwickeln des Tragmittels 11 erfolgt durch eine entsprechende Drehung der Trommel. Das Abwickeln des Tragmittels 11 erfolgt in gleicher Weise, nur mit geänderter/entgegengesetzter
Drehrichtung der Trommel 9. Aus der Figur 9 ist gut zu erkennen, dass auf der linken Seite der Trommel 9 das Tragmittel 11 in der Rille 45 aufgewickelt ist. Die rechte Hälfte der Trommel 9 ist frei. Führungsrolle 33, Niederhalterrolle 39 und die Koppelrolle 41 sind zwischen den Seitenwänden 31 der Spulvorrichtung 21 angeordnet und drehbar gelagert.
In der Figur 10 ist ein Ausschnitt der erfindungsgemäße Winde 1 dargestellt. Sie zeigt die Seitenwände 5, die
Trommel 9, das Tragmittel 11 und die Spulvorrichtung 21.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen den
Seitenwänden 5 und parallel zu der Trommel 9 eine drehbare Anpressrolle 47 angeordnet. Sie hält das Tragmittel 11 in der Rille 45 der Trommel 9.
In einer einfacheren Variante ist der Abstand der
Drehachsen von Trommel 9 und Anpressrolle 47 fest
vorgegeben .
In der in Figur 10 dargestellten nochmals verbesserten Variante wird die Anpressrolle 47 federnd gegen die Trommel 9 bzw. das darauf aufgewickelte Tragmittel 11 gedrückt.
Dazu sind an beiden Seitenwänden 5 Konsolen 49 vorgesehen. Die Konsolen 49 tragen jeweils ein Lager 51 für die
Anpressrolle 47. Die Lager 51 wiederum sind federnd auf den Konsolen 49 befestigt, so dass sie die Anpressrolle 47 immer gegen die Trommel 9. bzw. das darauf aufgewickelte Tragmittel 11 drücken. Die konstruktiven Details der federnden Lagerung sind in der Figur 10 nicht dargestellt; vielmehr zeigen zwei Pfeile die Richtung in welche die Anpressrolle 47 gegen die Trommel 9 gedrückt wird. Diese Pfeile sind auf die Drehachse der Trommel 9 gerichtet.
Bei beiden Varianten ist es vorteilhaft, wenn die
(zylindrische) Kontaktfläche der Anpressrolle 47 aus einem nachgiebigen Material besteht. Die Anpressrolle 47 stellt eine weitere konstruktive Maßnahme dar, durch die
verhindert wird, dass das Tragmittel 11 aus der Rille 45 springen kann.
In den Figuren 11 und 12 ist die erfindungsgemäße Winde zur Veranschaulichung in zwei verschiedenen
Explosionsdarstellungen (ohne Bezugszeichen) dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine sehr einfache Spulvorrichtung aus, die ein exaktes Zuführen des Tragmittels in die Rille 45 der Trommel 9 unter allen Umständen gewährleistet. Die erfindungsgemäße
Spulvorrichtung 21 ist einfach aufgebaut, trotzdem sehr zuverlässig und sehr geräuscharm. Es kann vorteilhaft sein, die Bünde 43 der Koppelrolle 41 aus einem Kunststoff herzustellen, um die Laufgeräusch zu minimieren.
Entsprechendes gilt auch für die Niederhalterrolle und die Führungsrolle 33. Die Trommel 9 kann mit einem Belag aus Kunststoff versehen werden in den die Rille 45
eingearbeitet wird. Dann wird auch auf Seiten der Trommel 45 die Entstehung von störenden Betriebsgeräuschen
wirkungsvoll verhindert.

Claims

Patentansprüche
1. Winde umfassend eine Trommel (9), ein Tragmittel (11), eine Spulvorrichtung (21) und ein Gestell (3), wobei das Gestell (3) eine Lagerung für die Trommel (9) und eine Linearführung für die Spulvorrichtung (21) aufweist, wobei die Trommel (9) eine schraubenförmige Rille (45) und die Spulvorrichtung (21) eine
Koppelrolle (41) aufweist, und wobei die Koppelrolle (41) mindestens einen Bund (43) aufweist, der in die schraubenförmige Rille (45) der Trommel (9) eingreift.
2. Winde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (3) zwei Seitenwände (5) umfasst, dass die
Trommel (9) an den Seitenwänden (5) drehbar gelagert ist, und dass zwischen den Seitenwänden (5) mehrere Traversen (7) angeordnet sind.
3. Winde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Traversen (7) als Linearführung für die Spulvorrichtung (21) ausgebildet ist.
4. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelrolle (41) eine Nut (35) aufweist.
5. Winde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulvorrichtung (21) eine Führungsrolle (33) für das Tragmittel (11) aufweist, und dass die Führungsrolle (33) eine Nut (35) aufweist .
6. Winde nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nutgrund (37) der Nut (35) so breit wie oder breiter als ein Durchmesser (D) des
Tragmittels (11) ist.
7. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulvorrichtung (21) eine Niederhalterrolle (39) aufweist, und dass die Niederhalterrolle (39) in die Nut (35) der Führungsrolle (33) eingreift.
8. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulvorrichtung (21) zwei Seitenwände (31) und mehrere Abstandshalter aufweist.
9. Winde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Abstandshalter als Lagerbolzen für die Koppelrolle (41), die Führungsrolle (33) und/oder die Niederhalterrolle (39) dienen.
10. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der schraubenförmigen Rille (45) größer oder gleich einem Durchmesser (D) des Tragmittels (11) ist.
11. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelrolle (41) zwei Bünde (43) aufweist, die in die schraubenförmige Rille (45) der Trommel (9) eingreifen, und dass ein axialer Abstand (S) der Bünde (43) gleich groß wie die Steigung der schraubenförmige Rille (45) ist.
12. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragmittel (11) ein elektrisches Kabel insbesondere mit einer Zuglitze, oder ein Seil ist.
13. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Antrieb (19),
insbesondere einen elektrischen Antrieb, für die
Trommel (9) aufweist.
14. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen mit der Trommel (9) gekoppelten Drehwinkelsensor (23, 27) aufweist .
15. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen oder mehrere
Endschalter (24) aufweist.
16. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anpressrolle (47) aufweist, dass die Drehachsen von Anpressrolle (47) und Trommel (9) parallel zueinander verlaufen, und dass eine Kontaktfläche der Anpressrolle (47) die Trommel (9) berührt und/oder das auf der Trommel (9) aufgewickelte Tragmittel (11) in die Rille (45) der Trommel (9) drückt.
17. Winde nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressrolle (47) federnd gelagert ist, und dass die federnde Lagerung die Kontaktfläche der
Anpressrolle (47) gegen die Trommel (9) und/oder das auf der Trommel (9) aufgewickelte Tragmittel (11) drückt .
18. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuergerät (25) zum Ansteuern des Antriebs (19) und zur Auswertung der von dem oder den Drehwinkelsensoren (23, 27) und/oder dem oder den Endschaltern (24) übermittelten Signale aufweist .
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US17/598,677 US20220185620A1 (en) 2019-03-27 2020-03-23 Winch comprising a winding device

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DE102019107937.3A DE102019107937A1 (de) 2019-03-27 2019-03-27 Winde mit Spulvorrichtung

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WO (1) WO2020193477A1 (de)

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