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Seilführung mit einer Ausgleichvorrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Seilführung mit einer Ausgleichvorrichtung, die zwischen eine Seiltrommel
und eine Umlenkrolle eingeschaltet sind, wobei die Ausgleichvorrichtung eine beweglich
gelagerte Achse und eine auf dieser längsverschiebbar geführte Seilführungsrolle
aufweist. Die Ausgleichvorrichtung ist dazu bestimmt, die Winkelabweichung oder
den Abzugwinkel des auf die Trommel auflaufenden oder von ihr ablaufenden Seiles
auszugleichen und zu berichtigen, wenn diese Abweichung dem guten und gleichmäßigen
Auf- und Abspulen des Seiles schädlich ist, so daß demzufolge mit Hilfe der Seilführung
das Seil gleichmäßig auf die Trommel gewickelt werden kann, ohne sich während des
Wickelvorganges zu verziehen oder zu verwirren.
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Es ist bekannt, Seilführungsrollen längsverschiebbar auf einer Achse
zu lagern, deren Enden in einer zur Trommelachse parallelen Ebene verschiebbar auf
Federn gelagert sind.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung ist die Führungsrolle auf einem
in einer ebenen bogenförmigen Bahn verschiebbaren Wagen drehbar gelagert. Bei der
ersteren Anordnung hängt die Lage der Rollenachse von der elastischen Deformation
der Federn ab, und bei beiden Anordnungen reicht die Beweglichkeit der Rollen nicht
aus, um deren Lage den während des Windevorgangs eintretenden Zustandsänderungen
so anzupassen, daß mit geringster Reibung gearbeitet werden kann.
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Durch die Erfindung werden diese bekannten Ai1-ordnungen wesentlich
verbessert. Die erfindungsgemäße Ausbildung, bei der ebenfalls von einer beweglich
gelagerten Achse und einer auf dieser längsverschiebbar geführten Seilführungsrolle
ausgegangen wird, wobei die genannten Teile eine solche Lage zueinander haben, daß
der durch das Seil hervorgerufene Druck eine Verlagerung der Achse der Führungsrolle
hervorruft und diese zum Wandern längs der Achse veranlaßt, um das Seil im wesentlichen
senkrecht auf die Trommel auflaufen zu lassen, ist nun darin zu sehen, daß die beweglich
gelagerte Achse der Führungsrolle windschief zu einer im wesentlichen zur Trommelachse
parallelen Schwenkachse steht, um welche die Achse der Führungsrolle beim Auf- und
Abwickeln des Seiles auf die Trommel in einem begrenzten Winkelbereich schwingt.
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Die so sich einstellende exzentrische Bewegung der Rollenachse ergibt
in Kombination mit der Längsbewegung der Rolle eine in einer Raumkurve verlaufende
bogenförmige Bewegungsbahn der Rollenmitte beim Auf- und Abwickeln des Seiles auf
die bzw. von der Trommel. Diese Bogenbewegung der Wanderrolle hält die Seillänge
zwischen der festen Seilrolle und der Trommel während des ganzen Wickelvorganges
im wesentlichen konstant und kompensiert den Abzugwinkel zwischen der festen Scheibe
und der Trommel. Diese Wirkung des Konstanthaltens der Seillänge zwischen der festen
Scheibe und der Trommel ist das für den wirksamen Ausgleich des Abzugwinkels wesentliche
Merkmal, und es folgt daraus ein zur Trommelachse im wesentlichen senkrechter Verlauf
des Seiles, wenn das Seil die Trommel verläßt. Aus dieser wesentlichen Beseitigung
des Abzugwinkels ergibt sich eine bedeutende Verbesserung des Seilwicklungsvorganges.
Es ist jedoch zu bemerken, daß die Ausgleichvorrichtung nicht als selbständige Seilwickelvorrichtung
gedacht ist. Die Ausgleichvorrichtung wirkt nur winkelkorrigierend bei jedem beliebigen
Seilwickelvorgang, aber das Endergebnis eines richtig auf die Trommel gewickelten
Seiles wird nur so genau sein, wie der hierbei benutzten Seilwickelvorrichtung entspricht.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 in perspektivischer
Ansicht eine Ausgleich-Vorrichtung nach der Erfindung im Zusammenhang mit einer
Seiltrommel und einer festen Rolle, F i g. 2 in perspektivischer Ansicht die exzentrische
Achse der Ausgleichvorrichtung, F i g. 3 in Endansicht die Achse im Aufriß, F i
g. 4 im Grundriß die Ausgleichvorrichtung nach der Erfindung mit der Wiedergabe
einer bestimmten Stellung davon beim Seilaufwickelvorgang, F i g. 5 eine Ansicht
ähnlich F i g. 4 mit der Wiedergabe einer anderen Stellung beim Seilaufwickelvorgang,
F i g. 6 eine Ansicht ähnlich F i g. 4 mit der Wiedergabe einer weiteren Stellung
beim Seilaufwickelvorgang, F i g. 7 einen Aufriß von F i g. 4, F i g. 8 einen Aufriß
von F i g. 5, F i g. 9 einen Aufriß von F i g. 6, F i g. 10 eine Seitenansicht einer
Ausgleichvorrichtung nach der Erfindung mit der Darstellung einer abgeänderten Lagerung
der Vorrichtung, wobei gewisse Teile zur Erläuterung gestrichelt dargestellt sind,
F i g. 11 eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Form der exzentrischen
Achse, F i g. 12 eine Schnittansicht der wandernden Rolle und ihrer Lagerbuchse,
F i g. 13 den Teil 48 vergrößert dargestellt und seitlich von F i g. 4 gesehen,
F i g. 14 den Teil 48 vergrößert dargestellt und seitlich von Fig. 5 gesehen, F
i g. 15 den Teil 48 vergrößert dargestellt und seitlich von F i g. 6 gesehen und
F i g. 16 ein Diagramm der auf die exzentrische Achse wirkenden Kräfte.
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In den Zeichnungen bezeichnet 10 eine Trommel, auf die ein Seil 12
aufgewickelt ist. Die Trommel 10 ist auf einer Welle 14 drehbar gelagert
und mit Stirnflanschen 16 und 18 versehen. Der Trommelmantel 20 der Trommel 10 weist
Seilrillen 22 auf, die die erste Lage des Seiles 12 aufnehmen.
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Zwischen der Trommel 10 und einer fest angeordneten Rolle 26 befindet
sich eine Seilführungsvorrichtung mit Ausgleichvorrichtung, durch die ein sauberes
Abwickeln des Seiles von der Trommel gewährleistet ist und durch die die Länge des
Seilstückes von der Trommel zu der fest angeordneten Rolle während des Seilablaufs
konstant bleibt. Von der Rolle 26 läuft das Seil zu der nicht dargestellten zu bewegenden
Last. Die Rolle 26 ist drehbar gelagert und ist, wie deutlich in F i g. 1 gezeigt,
von der Trommel entfernt so angeordnet, daß sie in der zwischen den Stirnflanschen
16 und 18 gedachten Symmetrieebene liegt. Die Anlage kann auch so sein, daß die
Rolle 26 in bezug auf die Trommel 10 an der einen oder an der anderen Seite liegt.
Dann muß die Ausgleichvorrichtung 24 die versetzte Aufstellung der Rolle 26 zur
Trommel ausgleichen.
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Die Ausgleichvorrichtung 24 weist eine außermittig gerichtete oder
exzentrisch verlaufende Ausgleichachse 28 mit Armen oder Huborganen 30 und 32 an
ihren entgegengesetzten Enden auf. Die Huborgane 30 und 32 stehen
vorzugsweise beide senkrecht zur Achse 28, sind aber gegeneinander winkelversetzt,
wie durch den Winkel A in F i g. 3 angedeutet ist. Jeder der Arme 30 und 32 ist
mit einem im wesentlichen senkrecht abstehenden Lagerzapfen 34 bzw. 36 versehen.
Die Zapfen 34 und 36 sind, wie in F i g. 2 gezeigt, vorzugsweise in axialer Dekkung,
was durch die strichpunktierte Linie B angegeben ist. Die Längsachse C der Ausgleichachse
28 ist in einem Winkel zu der gemeinsamen Achse B der Lagerzapfen 34 und 36 angeordnet.
Die Achse B ist die Rotationsachse der Ausgleichachse 28, und es ist ersichtlich,
daß die versetzte und geneigte Anordnung der Längsachse C der Ausgleichachse 28
in bezug auf die Achse B eine exzentrische Bewegung der Achse 28 für den im folgenden
angegebenen Zweck -ermöglicht.
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Der Hub der Achse 28 kann als an ihrem Ende gemessener Abstand
zwischen der Achse B der Zapfen 34 und 36 und der Längsachse C von
28 definiert werden. Natürlich können die Arme 30 und 32 auch anders als
senkrecht zur Achse 28 stehen, aber es ist :die senkrechte Anordnung vorzuziehen;
die Armlängen werden so gleich den Ausschlägen an den Enden der Achse 28. Der Winkel
A zwischen den Huborganen 30 und 32 (F i g. 3) kann entsprechend der Anordnung von
Trommel und Rolle verschieden gewählt werden und wird vorzugsweise unter einem Betrag
von 180° gehalten. Es wurde unter praktischen Arbeitsbedingungen gefunden, daß die
Vorrichtung 24, wenn der Winkel A sich l80° nähert oder diesen Betrag erreicht,
nicht mit der gewöhnlichen Sicherheit selbsttätig arbeitet, die bei kleinerem Winkel
A als 180° möglich ist. Die Länge der Ausschläge kann außerdem entsprechend den
Arbeitsbedingungen so abgeändert werden, daß die wirksamste Exzenterbewegung der
Achse 28 für die Kompensation und Korrektur der Winkelabweichung des Seiles 12 zustande
kommt, wie im folgenden dargelegt wird: Eine wandernde Rolle oder Scheibe 38 ist
auf der Achse 28 gelagert und ist entlang dieser querbeweglich entsprechend der
Spannung oder dem Seitendruck, die bzw. der in dem auf die Trommel 10 auflaufenden
oder von ihr ablaufenden Seil 12 herrscht. Die Rolle 38 ist auf der Achse 28 gelagert,
wie in F i g. 12 dargestellt ist. Wie dort gezeigt, ist ein geteilter Lager- oder
Buchsenkörper 40 für die Lagerung auf der Achse 28 vorgesehen, wobei dieser
Körper auf der Achse drehbar und längsbeweglich ist. Die Rolle oder Scheibe 38 weist
einen Nabenteil 42 auf, der auf die Buchse 40 aufgebracht und daran durch eine Anzahl
von (nicht dargestellten) Stiftschrauben befestigt ist, die durch die Bohrungen
44 hindurchragen. Die Stiftschrauben greifen in eine Anzahl von Vertiefungen 46
an der äußeren Mantelfläche des Buchsenkörpers 40 ein, somit dreht sich der
Körper als eine Einheit mit der Rolle oder Scheibe 38 und bewegt sich auf der Achse
28 in Längsrichtung.
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Die Zapfen 34 und 36 werden von in geeignetem Abstand angebrachten
Lagerblöcken 48 und 50 getragen, die sich ihrerseits auf Streben 52 abstützen. Die
Lagerblöcke 48 und 50 sind so ausgebildet, daß sie eine freie Drehung der darin
gelagerten Zapfen gestatten. Beide Zapfen 34 und 36 sind im wesentlichen gleich
ausgeführt und, wie deutlich in den F i g. 13, 14 und 15 gezeigt, mit einer Abflachung,
wie bei 54, nahe dem einen Ende versehen; sie ragen m eine Bohrung 56 im entsprechenden
Lagerblock hinein. In der Bohrung 56 ist ein im Querschnitt sektorförmiger Anschlag
58 vorgesehen, der mit der Abflachung 54 in Berührung treten kann, um die Drehung
der Zapfen sowohl im Uhrzeigersinn als
auch im entgegengesetzten
Sinn zu begrenzen. Dadurch wird verhindert, daß die Zapfen eine volle Umdrehung
von 360° ausführen, und nur eine schwingende Bewegung der Achse 28 infolge der Längsbewegung
der Rolle 38 zugelassen.
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F i g. 10 veranschaulicht eine abgeänderte Art der Lagerung der Ausgleichvorrichtung
24, wobei die Lagerblöcke 48 und 50 an einem Paar in Abstand gelagerter Schwenkarme
60 befestigt sind (wobei nur der eine in F i g.10 gezeigt ist). Die Arme 60 sind
bei 62 an eine nicht dargestellte Tragkonstruktion angelenkt, wobei die ganze Vorrichtung
24 sich um diese Lagerung in einer senkrechten Ebene drehen kann. Dies ermöglicht,
daß die Ausgleichvorrichtung 24 sich unter den Druck- oder Spannungsunterschieden
im Seil 12 abwärts bewegt, wie in F i g. 10 gestrichelt angegeben, wenn das Seil
etwa nachläßt oder sich spannt. Auf diese Weise wird sich die Ausgleichvorrichtung
selbstätig auf verschiedene Höhenlagen des auf die Trommel 10 auflaufenden
oder von ihr ablaufenden Seiles 12 einstellen und so eine Kompensation sowohl der
horizontalen als auch der vertikalen Winkelabweichung bewirken.
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F i g. 11 veranschaulicht eine der exzentrischen Achse 28 ähnliche
Achse 64. Diese Achse 64 ist mit entgegengesetzt gerichteten Armen
oder Huborganen 66 und 68 ähnlich den Huborganen 30 und 32 versehen, und jedes der
Huborgane 66 und 68 trägt nach außen ragende Lagerzapfen 70 bzw.
72. Aus F i g. 11 ist leicht zu ersehen, daß die Zapfen 70 und 72 nicht achsengleich
sind. In diesem Fall sind die Zapfen 70 und 72 in (nicht dargestellten) sich selbst
ausrichtenden, an Stelle der Blöcke 48 und 50 vorgesehenen Buchsen oder Lagern gelagert,
wobei die Drehachse der Rollenachse 64 der Linie D entspricht, und zwar ohne Rücksicht
auf die axiale Ausrichtung oder Nichtausrichtung der Zapfen 70 und 72. Die Achse
D ist gegen die Achse E der Rollenachse 64 um einen Winkel geneigt, und die Drehung
der Achse 64 um die Achse D ergibt die gleiche exzentrische Bewegung, wie im Zusammenhang
mit der Achse 28 dargelegt worden ist. Die Zapfen brauchen hierbei nicht axial ausgerichtet
zu sein, sofern sie von irgendwelchen sich selbst ausrichtenden Lagern od. dgl.
getragen werden.
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Die Vorrichtung hat folgende Wirkungsweise: Die Winkelabweichung des
Seiles 12 zwischen der festen Rolle 26 und der Trommel 10 ist durch den Abzugwinkel
F in F i g. 1 angegeben. Bei Winkelvorgängen, bei denen keine mit der Trommel 10
zusammenwirkende Ausgleichvorrichtung benutzt wird, sucht das Seil 12 den kürzesten
Abstand von der festen Rolle 26 zur Trommel. Mit anderen Worten, das Seil 12 sucht
sich an einer Stelle auf der Trommel anzuhäufen, die durch eine von der Rolle
26 senkrecht zur Trommelachse gezogene Linie bestimmt wird. Es ist klar,
daß es dann, wenn die Länge des Seiles 12 zwischen der Rolle 26 und der Trommel
10 während des Wickelvorganges im wesentlichen konstant gehalten wird, keine
vom Seil aufzusuchende kürzeste Entfernung geben wird. Daher wird keine bevorzugte
Stellung an der Trommel vorhanden sein, an der sich das Seil anzuhäufen strebt.
Hierzu wird die Winkelausgleichvorrichtung 24 zwischen die feste Rolle 26 und die
Trommel 10 eingeschaltet, um die dazwischenliegende Länge des Seiles 12 während
des ganzen Winkelvorgangs konstant zu halten. Die Führungsrolle 38 bewegt sich seitlich
längs und auf der Achse 28 unter dem Druck oder dem Zug im Seil 12, während dieses
auf die Trommel 10
aufläuft oder von ihr abläuft. Jede Bewegung des Seiles
nach links oder rechts vom Mittelpunkt P (F i g. 1) der Trommel 10 veranlaßt die
Ausgleich-oder Wanderrolle 38, sieh entweder nach links oder nach rechts vom Mittelpunkt
entsprechend der Richtung des Aufwickelns oder des Abwickelns des Seiles zu bewegen.
Der vom Seil 12 auf die Rolle 38 ausgeübte Druck dreht die Achse 28 um die Achse
B und ändert die Winkelstellung jener Achse, wie deutlich in den F i g. 4, 5 und
6 gezeigt ist. Die Drehung der Achse 28 ist sowohl im Uhrzeigersinn als auch im
entgegengesetzten Sinn durch die Abflachung 54 und den Anschlag 58 begrenzt. Die
Achse schaukelt oder schwingt so um die Achse B übereinstimmend mit der Laufrichtung
des Seiles 12, und der Mittelpunkt der Rolle 38 bewegt sich auf einer gekrümmten
Bahn, die in F i g. 4 durch die gestrichelte Linie G gegeben ist.
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Die exzentrische Bewegung der Achse 28 führt die Rolle 38 abwechselnd
gegen die Trommel 10 und von ihr weg, wobei der Abschnnitt X (F i g. 1) des
Seiles zwischen der Trommel und der Wanderrolle 38 abwechselnd verkürzt und verlängert
wird, mit entsprechender Verlängerung und Verkürzung des Seilabschnittes Y zwischen
der festen Rolle 26 und der Wanderrolle 38. So wird die Gesamtlänge des Seiles 12
zwischen der festen Rolle 26 und der Trommel 10 jederzeit im wesentlichen konstant
gehalten, und infolgedessen verbleibt das von der Trommel 10 ablaufende oder auf
sie von der Rolle 38 auflaufende Seil 12 im wesentlichen senkrecht zur Trommellängsachse,
wobei so die Winkelabweichung und der damit verbundene Nachteil beseitigt ist.
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Das auf die Trommel gewickelte Seil übt einen Druck aus, der auf eine
Seite der Rolle 38 übertragen wird und somit die Rolle 38 zur Bewegung in der Richtung
dieses Druckes veranlaßt wird. Da die Rolle 38 auf der Achse 28 querbeweglich ist,
kann sie dem Druck folgen und sich entsprechend dem jeweils gewünschten Aufwickeln
des Seiles auf die Trommel oder Abwickeln von dieser längs der Achse 28 bewegen.
Bewegt sich das Seil 12 - wie in F i g. 4 gesehen - nach links gegen den Trommelflansch
16, so wird sich die Rolle 38 der Achse 28 infolge des Druckes des auf den Rollenflansch
80 wirkenden Seiles nach links bewegen. Diese Bewegung der Rolle 38 schwenkt die
Achse 28 in solcher Richtung, daß das Huborgan 30 gegen die Trommel 10 bewegt und
dabei der Seilabschnitt X verkürzt und zugleich der Seilabschnitt Y verlängert wird.
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In gleicher Weise bewegt der gegen den Flansch 82 der Rolle 38 wirkende
Druck bei sich nach rechts oder gegen den Trommelflansch 18 bewegendem Seil, wie
in F i g. 6 gezeigt, die Rolle 38 nach rechts und schwenkt die Achse 28 in
solcher Richtung, daß das Huborgan 32 gegen die Trommel 10 bewegt wird. Wie ersichtlich,
erfolgt die Schwenkbewegung der Achse 28 fortlaufend, wenn sich die Rolle 38 seitlich
in der Achsenrichtung bewegt, und es wird so dauernd die Winkelabweichung kompensiert
und berichtigt und das Seil jederzeit während des Wikkelvorgangs im wesentlichen
senkrecht zur Trommelachse gehalten.
Wie in den F i g. 7, 8 und
9 gezeigt ist, geht der Zug oder Druck des Seiles oder die resultierende Kraft an
der Rolle 38, wie durch die Pfeile H angedeutet, immer durch die Drehachse B, und
die auf die Achse wirkenden Kräfte sind immer ausgeglichen. Gemäß dem in F i g.
16 abgebildeten Kräftediagramm ist die Kraft F3, im Arm 30 vermehrt um die Kraft
F3, im Arm 32 gleich der Kraft H oder formelmäßig F30 + F32 = H.
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Die Momentensumme in bezug auf die Drehachse B wird immer gleich Null
sein nach der Formel F30 (X) = F32 (Y)-
Bei genauer Betrachtung findet man,
daß die Kraft im Arm 30 zur Kraft im Arm 32 im Verhältnis der Abstände
X und Y ist, wie folgt:
Daher kann die Achse 28 so gestaltet werden, daß die richtige Entfernung
T - S (s. F i g. 4 und 5) der gewünschten Anlage entsprechend zustande kommt.
Dann dreht sich die Achse 28 um einen entsprechenden Betrag, und sie hält jederzeit
die Rolle 38 in einer Stellung, die eine konstante Seillänge zwischen der festen
Rolle 26 und der Trommel 10 ergibt.
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Somit wird durch die Ausgleichvorrichtung 24 die Winkelabweichung
des von der fest gelagerten Rolle 26 kommenden Seiles selbsttätig kompensiert und
berichtigt und das Seil während des Auf- und Abwickelvorgangs in einer im wesentlichen
senkrechten Lage zur Achse der Trommel 10 gehalten. Der Druck des die Wanderrolle
38 umgreifenden Seils bewirkt selbsttätig eine Schwenkbewegung der Achse 28 zugleich
mit einer Querbewegung der Rolle 38 entlang dieser Achse, wodurch die konstante
Seillänge zwischen der festen Scheibe und der Trommel aufrechterhalten wird. Auf
diese Weise kann das genaue und gleichmäßige Aufwickeln des Seiles auf die Trommel
mittels eines Wickelsystems mit Gewichtsausgleich bei Hebe- und Aufwickelvorgängen
sehr erleichtert werden, bei denen die Winkelabweichung sehr groß oder für die Qualität
des Wickelvorgangs schädlich ist.