DD218340A5

DD218340A5 - Winde

Info

Publication number: DD218340A5
Application number: DD84262412A
Authority: DD
Inventors: John Thomas H Webb
Original assignee: John Thomas H Webb
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-02-06
Also published as: ZA843155B; GB8311454D0; GB2138768B; IL71687A; JPS60501156A; EP0150187A1; ATE32598T1; GB2138768A; WO1984004291A1; DE3469433D1; FI78053C; DK627384A; RO94168A; HU195162B; NO844918L; IT1174524B; DK153021B; RO94168B; AU2867084A; BR8406815A

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer betriebssicheren und wirtschaftlicher einsetzbaren Winde fuer Kabel oder Seile liegt, besteht die Aufgabe darin, dass im Kontaktbereich zwischen Seilrolle und Kabel ein annaehernd gleichmaessiger Reibungskoeffizient besteht, wobei die kabeltragende Oberflaeche der Seilrolle einem gleichmaessigen Verschleiss durch Reibung ausgesetzt ist und ein Rutschen des Kabels auf der kabeltragenden Oberflaeche der Seilrolle selbst bei verhaeltnismaessig wenigen Windungen sowie ein ungleicher Kraftangriff auf die Achsen der Winde wirksam verhindert sind. Die erfindungsgemaesse Winde enthaelt eine Seilrolle, die mit einer Vielzahl von Rillen versehen ist, die auf dem Umfang angeordnet sind. Die Rillen enthalten ein Material mit einem hohen Reibungswert, und die Dichte des Materials jeder einzelnen Rille ist unterschiedlich, derart, dass der Reibungskoeffizient der kabeltragenden Oberflaeche vom Ende der Belastung zum hinteren Ende der Seilrolle zunimmt. Fig. 3

Description

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Winde ι

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Winde für Kabel oder Seile.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der US-PS 4274606 und US-PS 4230306 sind bereits Winden bekannt, bei denen ein Mittel zum Einlassen am hinteren Ende einer drehbaren Trommel vorgesehen ist. Das Mittel zürn Einlassen ist derart ausgelegt, daß es nur eine einzige Windung eines Kabels oder eines Seiles aufnehmen kann, wobei es eine am Umfang vorgesehene Nut und/oder ein Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Eine Zunahme der Spannung in der Windung des Kabels, das von dem Mittel zum Einlassen aufgenommen wird, hat zur Folge, daß die Kraft mit der das Kabel von dem Mittel zum Einlassen festgehalten wird, ansteigt. Die Mittel zum Einlassen halten das hintere Ende des Kabels in einer Stellung, daß auf der einen Seite ein Ansteigen der Spannung, die auf das Lastende des Kabels zur Anwendung gebracht wird, nicht zur Folge hat, daß das Kabel um die Trommel rutscht und daß auf der anderen Seite das hintere Ende des Kabels nicht schlaff wird und möglicherweise aus der Richtung gerät. Die US-PS 4272606 bringt zum Ausdruck, daß der Bereich der zunehmenden Reibung lediglich an dem hinteren Ende der Trommel vorgesehen werden muß, weil eine Anzahl von Windungen des Kabels in der Nähe des hinteren Endes anderenfalls schlaff werden könnten. Deshalb sind bei diesen vorzugsweise vorgeschlagenen Winden das Kabel oder das Seil und die kabeltragende Oberfläche einem ungleichmäßigen Verschleiß durch die Reibung ausgesetzt.

Die GB-PS 1599521 beschreibt eine Vierfach-Seilrolle mit zwei Achsen, bei der die Spannung des Kabels durch die Anordnung einer großen Anzahl von Rillen überwunden wird, derart, daß eine große Anzahl von Windungen des Kabels von der Winde getragen werden. Weil jedoch die Antriebs-Seilrollen der Winde auf mehr als einer Achse angeordnet sind, ist es schwierig, die Torrionskraft, die durch die Last ausgeübt wird, einwandfrei gleichmäßig auf die beiden Achsen zu verteilen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer betriebssicheren und wirtschaftlichen einsetzbaren Winde für Kabel oder Seile.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winde für ein Kabel oder Seil zu schaffen, die gewährleistet, daß im Kontaktbereich zwischen SeilroMe und Kabel ein annähernd gleichmäßiger Reibungskoeffizient besteht, wobei die kabeltragende Oberfläche der Seilrolle einem gleichmäßigen Verschleiß durch Reibung ausgesetzt ist und ein Rutschen des Kabels auf der kabeltragenden Oberfläche der Seilrolle selbst bei verhältnismäßig wenigen Windungen sowie ein ungleich Kraftangriff auf die Achsen der Winde wirksam verhindert sind. ·

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Winde gelöst, die eine drehbare tragende Oberfläche für ein Kabel beinhaltet, bei der sich der Reibungswert zwischen der Oberfläche und einem gegebenen Kabelmaterial bei einer gegebenen Kabelspannung kontinuierlich oder auch schrittweise in einer Vielzahl von Schritten verändert. Vorzugsweise enthält die Winde eine Seilrolle, die eine Oberfläche aufweist, deren Reibungswert entlang der Drehachse der Seilrolle zunimmt. .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Oberfläche ein Material mit einem hohen Reibungsgrad enthält. ' ^v

Zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang, wenn der Reibungskoeffizient des Materials mit einem hohen Reibungswert wesentlich größer ist als der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl.

Vorteilhafterweise enthält das Material mit einem hohen Reibungswert ein Polymer mit einem hohen Reibungswert. Vorzugsweise ist das Polymer ein Polyurethan, ein Polypropylen oder ein Polyvinylchlorid.

Als günstig hat es sich auch erwiesen, wenn das Material mit einem hohen Reibungswert ein mit Silizium angereichertes Aluminium enthält.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Winde eine Seilrolle enthält, die mit einer Vielzahl von Rillen versehen ist, die auf dem Umfang angeordnet sind, wobei der Reibungskoeffizient der Oberfläche einer jeden Rille verschieden ist. .

Auch ist es möglich, daß die Oberfläche ein Material enthält, dessen Dichte entlang der Drehachse nach einer Exponentialfunktion abnimmt.

ν Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Winde eine Seilrolle enthält, die mit,einer Vielzahl von Rillen versehen ist, die auf dem Umfang angeordnet sind, wobei der kabeltragende Bereich der Oberfläche einer jeden RMIe verschieden ist.

Hierdurch kann die Reibungskraft, die zwischen dem Kabel und der Seilrolle wirkt, im wesentlichen auf dem gleichen Wert gehalten werden, indem der Reibungskoeffizient erhöht und/oder der wirksame Kontaktbereich zwischen dem Kabel und Seilrolle vermindert wird (wodurch der Druck erhöht wird), da die Spannung in dem Kabel abnimmt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Schaffung einer Winde, bei der die Kabelspannung in verhältnismäßig wenigen Windungen des Kabels überwunden wird. Hierdurch ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, daß die Winde auf einer einzigen Achse eine Doppelseilrolle aufweisen kann bzw., daß die Antriebsseilrollen auf einer einzigen Achse angeordnet sind und zwei Seilrollen aufweisen können, was vorher nicht erreichbar war, weil vor der Erkenntnis der vorliegenden Erfindung die Spannung des Kabels nur sehr allmählich mit dem Ansteigen der Anzahl der Windungen des Kabels abnehmen würde.

Folglich ermöglicht die vorliegende Erfindung die Schaffung einer Winde mit Seilrollen, bei der die antreibenden Seilrollen der Winde auf einer einzigen Achse angeordnet sind und vorzugsweise in gegensätzlichen Drehrichtungen drehbar, zum Beispiel mit Hilfe eines Planetengetriebes antreibbar sind. Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin eine Blockierung vorgesehen, die sicherstellt, daß sich die zwei Seilrollen im Verhältnis zueinander drehen, derart, daß sie als eine einzige feste Seilrolle wirken. Wenn die zwei Seilrollen auf diese Weise fixiert sind, kann damit fortgefahren werden, eine Last zu tragen, auch während der Zeit, in der Teile des Antriebsmechanismus für eine Inspektion oder Reparatur entfernt wurden. - .

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einereinachsigen Doppelrollen-Winde;

Fig.2: den Weg, dem ein Kabel folgt, das von der Doppelrollen-Winde entsprechend der Fig. 1 geführtwird; und Fig.3: den Schnitt MI-III nach Fig. 1. .

In Fig. 1 ist eine Doppelrollen-Winde dargestellt, die eine erste mit einer einzigen Rille versehene Seilrolle 1 und eine zweite Seilrolle 2, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Rollenscheiben 3 oder mit Nuten versehenen Rollen aufweist. Wie in Fig.3 dargestellt, sind drei Rillenscheiben 3 drehbar auf einer Welle 4 angeordnet, die parallel zur gemeinsamen Rotationsachse der ersten und der zweiten mit Rillen versehenen Seilrollen 1 und 2 angeordnet ist. Außerdem ist noch eine vierte auf einer Achse 5 drehbare Rillenscheibe 3 vorgesehen, die geringfügig gegenüber einer der vorgenannten Rotationsachsen versetzt ist, um zu erleichtern, daß das Kabel über die vierte Rillenscheibe 3 und die mit einer einzigen Rille versehene Seilrolle 1 laufen kann. Die Seilrollen 1 und 2 sind derart ausgelegt, daß sie mit Hilfe eines Motors 6 über ein Sonnen-Getrieberad 7, das auf der Antriebswelle des Motors 6 befestigt ist, über ein Planeten-Getrieberad 8, das drehbar auf einer integrierten Welle 9 der zweiten Seilrolle 2 angeordnet ist und ein Getrieberad mit Innenverzahnung !Oder ersten Seilrolle 1 in Rotation versetzt werden können. Es ist auch eine Blockierung (nicht dargestellt) vorgesehen, um eine Rotation der Seilrollen 1 und 2 im Verhältnis zueinander zu vermeiden, wenn dies gewünscht wird.

Die zweite Seilrolle 2 ist mit Rillen 11 an ihrem Umfang versehen, die entsprechend den Rillen auf den drei Rillenscheiben 3 auf der parallelen Welle 4 um die Breite einer halben Rille in Richtung der Drehachse der Seilrolle 2 versetzt sind. Die am Umfang der Seilrolle 2 angeordneten Rillen 11 bestehen aus einem Material mit einem hohen Reibungswert, wobei der Reibungskoeffizient von der Seite mit hoher Spannung (Lastseite) zu der Seite mit geringer Spannung (hinteres Ende) der zweiten Seilrolle 2 ansteigt.

Als bevorzugte Materialien hierfür kommen z. B. Aluminiumlegierungen mit einem hohen Anteil an Silizium (wie z. B. AL 20), insbesondere mit einem Siliziumgehalt von 12%, wodurch auch ihr Einsatz in potentiell korrosiven Umgebungen möglich ist; Polymere mit hohem Reibungskoeffizienten, zum Beispiel solche wie Polymethane, Polymerpylene und Materialien auf der Grundlage von Polyvinilchlorid zum Einsatz. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält eine Rille abwechselnd Bereiche mit einem hohen und weniger hohen Reibungskoeffizienten. Der Reibungskoeffizient von mindestens einem Teil der Oberfläche der zweiten Seilrolle 2 für ein Stahlkabel sollte beachtlich größer sein als der von Stahl auf Stahl. Es wurde gefunden, daß zumindest bei einigen Materialien, wie zum Beispiel Polyurethan, ein Zusammenhang zwischen der Dichte des Materials und seinem Reibungskoeffizienten vorhanden ist, bezogen auf ein gegebenes Käbelmaterial. Folglich verringert sich in einer möglichen Ausführungsform die Dichte von der Seite mit hoher Spannung (Lastseite) zu dem Ende mit geringerer Spannung (hinteres Ende) der zweiten Seilrolle 2 nach einer Exponentialfunktion. Die Breiten der Rillen können ebenfalls variiert werden (nicht dargestellt) derart, daß der Druck zwischen dem Kabel und der Oberfläche jeder Rille bei einer gegebenen Spannung des Kabels variiert.

Während des Betriebes wird die Spannung in dem Kabel, das durch die Winde geführt wird, von der Reibung zwischen dem Kabel und den Seilrollen übertroffen, derart, daß das Kabel am hinteren Ende der Winde meist vollkommen locker ist. Mindestens 40% und ungefähr 50% der Spannung des Kabels wird von der ersten mit einer einzigen Rille versehenen Seilrolle 1 aufgenommen, auf der der Grad der Umschlingung zwischen 250 Grad und 280 Grad, normalerweise ungefähr 270 Grad beträgt. Die Reibung nimmt normalerweise gleichmäßig vom Ende mit der Last zum hinteren Ende der zweiten Seilrolle 2 hin ab. Weil jedoch der Reibungskoeffizient zwischen den Rillen 11 und dem Kabel vom Lastende zum hinteren Ende der zweiten Seilrolle 2 zunimmt, ist die Reibungskraft gleichmäßig über die zweite Seilrolle 2 verteilt, was zur Folge hat, daß das Kabel und die Rillen 11 an keiner Stelle einer ungebührlichen hohen Reibungskraft ausgesetzt sind. Auf der anderen Seite wird in den. letzten paar Windungen des Kabels eine ausreichende Spannung aufrechterhalten, was dazu führt, daß verhindert wird, daß dasselbe schlaff wird.

Claims

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Erfindungsansprüche:

1. Winde, die eine drehbare tragende Oberfläche für ein Kabel aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Reibungswert zwischen der Oberfläche und einem gegebenen Kabelmaterial bei einer gegebenen Spannung des Kabels kontinuierlich, oder schrittweise in einer Vielzahl von Schritten verändert.
2. Winde nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Reibungskoeffizient der Oberfläche für ein gegebenes Kabelmaterial allmählich oder schrittweise in einer Vielzahl von Schritten entlang der Drehachse zunimmt.
3. Winde nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche ein Material mit einem hohen Reibungsgrad enthält.
4. Winde nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß dor Reibungskoeffizient des Materials mit einom holton Roilninjjsworl wesentlich größer ist als der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl.
5. Winde nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Material mit einem hohen Reibungswert ein Polymer mit einem hohen Reibungswert enthält.
6. Winde nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Polymer ein Polyurethan, ein Polypropylen oder ein Polyvinilchlorid ist.
7. Winde nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Material mit einem hohen Reibungswert ein mit Silizium angereichertes Aluminium enthält. .
8. Windenach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine Seilrolle (2) enthält, die mit einer Vielzahl von Rillen (11) versehen ist, die auf dem Umfang angeordnet sind, wobei der Reibungskoeffizient der Oberfläche einer jeden Rille (11 )i verschieden ist.
9. Winde nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche ein Material enthält, dessen Dichte entlang der Drehachse nach einer Exponentialfunktion abnimmt.
10. Winde nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine Seilrolle (2) enthält, die mit einer Vielzahl von Rillen (11) versehen ist, die auf dem Umfang angeordnet sind, wobei der kabeltragende Bereich der Oberfläche einer jeden Rille (11) verschieden ist.
11. Winde nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß sie auf einer einzigen Achse und eine Doppelseilrolle aufweist.
12. Winde nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebsseilrollen auf einer einzigen Achse angeordnet sind und zwei Seilrollen (1; 2) aufweisen. .
13. Winde nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die zwei Seilrollen (1; 2) in Drehrichtung antreibbar sind und miteinander über ein Planetengetriebe in Wirkverbindung stehen.
14. Winde nach Punkt 12 oder 13, gekennzeichnet dadurch, daß sie Mittel zur Sicherung der zwei Seilrollen (1; 2) gegen ein Verdrehen im Verhältnis zueinander enthält. *

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen