DE2217343A1

DE2217343A1 - Winde mit Lastbegrenzung

Info

Publication number: DE2217343A1
Application number: DE19722217343
Authority: DE
Inventors: Harry Yale Cherry Hill N.J.; Walker Charles Clayton Forrest City Ark.; Ramoska John Walter Philadelphia Pa.; Jackson (V.St.A.)
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1971-04-12
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1972-10-19
Also published as: US3720077A; GB1380604A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348

in Λ '11 QT) Telefon

IU. April iy/Z Stuttgart (0711)354539

PA 36 rüza · 359419

Telegramme Patentschutz Essllngenneckar

Eaton Corporation, IQO Erieview Plaza, Cleveland, Ohio, USA Winde mit Lastbegrenzung

Die Erfindung betrifft eine Winde mit Lastbegrenzung, mit einer das Lastdrehmoment aufnehmenden Welle und einem beim Anheben der Last die Welle antreibenden und beim Absenken der Last die Drehbewegung der Welle steuernden Antriebsrad.

Es ist bekannt, daß die überlastung einer Winde oder eines Flaschenzuges ein erhebliches Gefahrenmoment mit sich bringt, weil, abgesehen von einem raschen Unbrauchbarwerden der Winde, gelegentlich auch schwere Personenschäden dadurch ausgelöst werden können. Aus diesem Grunde ist die maximale Belastbarkeit der Winde von dem Hersteller angegeben. Der Hersteller hat jedoch unglücklicherweise keine wirksame Kontrolle über die Belastung der Winde, sowie diese seine Hände verlassen hat. Aus Ungeduld oder Nachlässigkeit werden Winden und Flaschenzüge häufig überlastet, wobei der Wunsch, den Kostenaufwand für eine Winde mit der nötigen Belastbarkeit zu ersparen, ebenfalls eine Rolle spielen mag. Schwere Uberlastungsfälle sind in letzter Zeit in zunehmendem Maße aufgetreten; sie hatten Schaden von erheblichem Ausmaß zur Folge.

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Winden oder Flaschenzüge mit Lastbegrenzung sind bekannt; sie erfüllen jedoch nicht alle Wünsche im praktischen Betrieb, insbesondere bei Handbetrieb. In einigen Fällen wurden die Winden derart konstruiert, daß ein Antriebselement, etwa ein Handrad, die Winde verriegelt, so daß diese nicht betätigt werden kann, wenn sie einer Krafteinwirkung ausgesetzt wird, wie sie bei dem Versuch zum Anheben einer Überlast auftritt. Derartige Winden weisen zwar eine wirkungsvolle Lastbegrenzung auf, doch begegnen sie deshalb Bedenken, weil eine die Winde bedienende Person, welche nicht erkennt, daß die Winde verriegelt ist, dazu verleitet werden kann, gefährliche Maßnahmen zu ergreifen, um die Winde mit Gewalt in Betrieb zu setzen. Auch gibt es Winden, die mit nachgiebigen Mitteln ausgerüstet sind, welche beim Auftreten einer überlast einem Antriebselement das Nachgeben oder Durchschlüpfen gestatten. Diese nachgiebigen Mittel sind jedoch oft nicht zuverlässig oder sie erfordern eine verhältnismäßig teure Konstruktion. In einigen Fällen tritt sogar ein plötzliches Nachgeben auf, das bei einem handbetätigten Antriebselement ein erhebliches Gefahrenmoment mit sich bringen kann. Diese nachgiebigen Mittel der bekannten Winden führen auch dann zu erheblichen Schwierigkeiten, wenn die Winde mit einer Lastbremse ausgerüstet ist, weil das Antriebselement dann gelegentlich nicht mehr in der Lage ist, eine festsitzende Bremse beim Lastabsenken zu lüften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Winde bzw. einen Flaschenzug zu schaffen, die sich bei hoher Betriebssicherheit und einwandfreier Funktion durch eine exakte Lastbegrenzung auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Winde gemäß der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit der Welle gekuppelten Nabenteil des Antriebsrades ein Antriebsteil drehbar gelagert ist und an einem dieser beiden Teile eine Folge asymmetrischer

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Rastaussparungen ausgebildet sind, in die unter Herstellung einer Kupplung zwischen den beiden Teilen an dem anderen Teil angeordnete Rastkörper durch Federkraft normalerweise eingedrückt sind, welche bei Überschreitung eines im Hubsinne wirkenden Grenzdrehmomentes unter Ermöglichung der Verdrehung des Antriebsteiles gegenüber dem Nabenteil elastisch nachgeben und in darauffolgende Rastaussparungen übergehen können, und daß die asymmetrisch gestalteten Rastaussparungen jeweils eine beim übergang des auflaufenden zugeordneten federbelasteten Rastkörpers in eine, darauffolgende Rastaussparung einer Verdrehung des Antriebsteiles gegenüber dem Nabenteil einen Widerstand entgegensetzende schräge Fläche sowie eine steile Fläche aufweisen, über welche der zugeordnete federbelastete Rastkörper unter Ausübung eines geringen Widerstandes gegen eine Relativverdrehung der beiden Teile in die Rastaussparung eintreten kann.

Bei der neuen Winde wird die Betätigungskraft der Winde über elastisch nachgiebige Rastmittel übertragen, die auch dann noch einen erheblichen Teil der Kraft aufnehmen können, wenn sie zufolge einer Überlast nachgeben. Die Rastmittel setzen somit der auf die Winde ausgeübten Betätigungskraft weiterhin einen Widerstand entgegen, während tatsächlich die Winde bezüglich der Last freigegeben wird. Trotzdem nehmen die Rastmittel die gesamte zum Lösen einer Lastbremse erforderliche Kraft auf.

Ein wichtiges Merkmal der neuen Winde besteht darin, daß die Rastaussparungen eine asymmetrische Gestalt aufweisen und in die elastisch nachgiebige Rastkörper eingreifen, welche die Relativbewegung zwischen zwei Teilen der Winde steuern. Die asymmetrische Gestalt der einzelnen Rastaussparungen weist im einzelnen eine schräge Fläche auf, die bewirkt, daß ein

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Rastkörper bei der Einwirkung einer von einer Überlast herrührenden Hubkraft stetig nachgibt, während die verhältnismäßig steile Fläche es dem nachfolgenden Rastkörper gestattet, schnell in die Rastaussparung einzuschnappen. Als weiteres Merkmal der Erfindung kann die verhältnismäßig steile Fläche der Rastaussparung sich unter einem Winkel erstrecken, durch den gewährleistet ist, daß ein Rastkörper, der eine Kraft in der Absenkrichtung der Last aufnimmt, lagefest gehalten wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der neuen Winde sind in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben und Gegenstand der anschließenden Unteransprüche. Das Ausführungsbeispiel beinhaltet naturgemäß keine Beschränkung der Erfindung, deren Gedanke einer Reihe von Abwandlungen und Anwendungen fähig ist.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seilwinde mit Lastbegrenzung gemäß der Erfindung, geschnitten längs der Linie 1-1 der Fig. 2, in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Seilwinde nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie 2-2 der Fig. 1, in der Draufsicht und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 im Ausschnitt, in einer anderen Stellung der Einzelteile.

In Fig. 1 ist eine handbetätigte Seilwinde dargestellt, die in ihren Grundkonstruktion einer in der US-PS 2 690 240 i beschriebenen Seilwinde entspricht und die eine Antriebswelle 10 aufweist, auf welche ein von einer an der Winde angreifenden Last herrührendes Drehmoment übertragen wird. Außerdem verfügt die Seilwinde über ein ein Antriebsrad der Winde bildendes Handrad 11 und eine allgemein mit 12 bezeichnete Lastbremse, über die das Handrad 11 die Antriebswelle 10 im Hubsinn der Last antreibt und die die Drehbewegung der Welle beim Absenken der Last steuert.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist das Handrad 11 derart ausgebildet, daß es einen Nabenteil 13 und einen äußeren Antriebsteil 14 aufweist, der gegenüber dem Nabenteil 13 verdrehbar ist. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, wirkt der Nabenteil

13 mit der Lastbremse 12 zusammen, während der Antriebsteil

14 zur Aufnahme einer nicht dargestellten handbedienten Kette eingerichtet ist. Am Umfang des Nabenteiles 13 ist eine Fläche 15 ausgebildet, in der eine Reihe von öfffnungen 16 vorgesehen sind, die jeweils Rasten 17 in Gestalt von Rollen (vgl. insbesondere Fig. 2) und Federn 18 enthalten, welche die Rasten nach außen drücken. Der Nabenteil 13 verfügt außerdem über einen Flansch 19, der etwas über seine Umfangsflache

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15 vorragt und dem eine gegenüberliegende Halteplatte 20 zugeordnet ist, die mittels Nieten 21 mit dem Nabenteil

13 verbunden ist und die Rasten 17 mit den Federn 18 lagerichtig in den Öffnungen 16 hält.

Der Antriebsteil 14 des Handrades 11 verfügt über einen kreisförmigen Teil 22, der zwischen dem Flansch 19 und der Halteplatte 20 derart eingefügt ist, daß der Antriebsteil

14 mit dem Nabenteil 13 umlaufend gehaltert ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, ist der kreisförmige Teil 22 mittels Schrauben 23 auf dem Antriebsteil 14 befestigt; es ist jedoch auch denkbar, den Teil 22 einstückig mit dem Antriebsteil 14 auszubilden.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, weist der Teil 22 des Antriebsteiles 14 eine Reihe von Rastaussparungen 24 auf, die mit den Rastrollen 17 zusammenwirken, wobei die einzelnen Rastausnehmungen 24 asymmetrisch gestaltet sind. Den Grund der einzelnen Rastaussparungen 24 bildet eine Sitzfläche für den Rastkörper; diese Fläche erstreckt sich beispielsweise über den in Fig. 2 durch eine Klammer 25 angedeuteten Bereich, Außerdem sind eine schräge Fläche 26 und eine verhältnismäßig steile Fläche 27 vorgesehen, die in entgegengesetzten Richtungen von der Sitzfläche 25 ausgehen. In der bevorzugten Ausführungsform entspricht jede Sitzfläche 25 der Oberflächenkrümmung einer Rastrolle 17, so daß die Rastkörper in Flächenberührung mit der Sitzfläche 25 stehen. Die Tiefe der einzelnen Rastaussparungen 24 ist derart gewählt, daß jede Aussparung etwa die Hälfte der Umfangsflache einer Rastrolle 17 aufnimmt. Die Schrägfläche 26 erstreckt sich über einen beträchtlichen Abstand von der Sitzfläche 25 aus, während die verhältnismäßig steile Fläche 27 derart gestaltet ist, daß sie sich an die Seite des Rastkörpers anlegt, wie dies aus Fig. 2 zu entnehmen ist.

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Bei der dargestellten Ausfuhrungsform sind 12 Rastrollen 17 vorgesehen, die in gleichen Abständen längs des Umfanges des Nabenteiles 13 verteilt sind. Die Rastrollen greifen im allgemeinen in jeweils jede zweite Rastaussparung 24 ein, doch ist eine vollständige Folge von Rastaussparungen nicht wesentlich, so daß in einigen Stellungen die Rastrollen ansteHemdessen auf Flächen 24a aufliegen können, die in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht sind. Eine spezielle Anzahl von Rastrollen 17 und Rastaussparungen 24 ist für das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlich.

Für die Beschreibung der asymmetrischen Rastaussparungen

24 ist es wichtig, anzugeben, daß die Drehbewegung im Hubsinne der Last des Handrades 11, bezogen auf Fig. 2, im Uhrzeigersinne erfolgt. Das bedeutet, daß der Antriebsteil 14 des Handrades 11 bei einer Verdrehung im Sinne des Anhebens einer Last ein im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment über die Rastaussparungen 24 und die Rastrollen 17 auf den Nabenteil 13 des Rades überträgt. Die schrägen Flächen 26 der einzelnen Rastaussparungen 24 sind derart angeordnet, daß sie auf jener Seite der Aussparungen liegen, die sich unter der Einwirkung eines Hubdrehmomentes auf die in den Aussparungen liegenden Rastrollen zu bewegen will.

Solange die Rastrollen 17 das Hubdrehmoment aufnehmen können, werden sie von der einwirkenden Federdruckkraft naturgemäß an den Sitzflächen 25 in Anlage gehalten,so daß der Nabenteil 13 des Rades mit dem Antriebsteil 14 gleichförmig mitläuft. Sowie ein einen vorbestimmten Wert überschreitendes Drehmoment zur Wirkung kommt, beispielsweise beim Versuch, eine Überlast anzuheben, beginnen die Rastrollen 24 nachzugeben, wobei sie die Sitzflächen

25 verlassen, so daß der Antriebsteil 14 des Rades gegen-

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über dem Nabenteil 13 verdreht wird.

Wichtig ist, darauf hinzuweisen, daß die einzelnen Rastrollen 17 weiter mit Rastaussparungen 24 in Eingriff bleiben, wenn der Antriebsteil 14 weitergedreht wird. Die Rastrollen geben hierbei langsam nach, wobei sie auf den verhältnismäßig langen schrägen Flächen 26 der Aussparungen aufliegen. Durch dieses langsame Nachgeben wirken die einzelnen Rastrollen 17 während einer beträchtlichen Zeit gegen die Relativverdrehung zwischen dem Antriebsteil 14 und dem Nabenteil 13 des Handrades 11.

Falls die Bedienungsperson nicht sofort das Bemühen einstellt, die Last anzuheben, wird der Antriebsteil 14 des Rades 11 weitergedreht, wobei die Rastrollen 17 in nachfolgende Rastaussparungen 24 eintreten. Beim Eintritt in eine nachfolgende Rastaussparung 24 brauchen die federbelasteten Rastrollen 17 lediglich die verhältnismäßig steilen Flächen 27 der Aussparungen 24 zu überlaufen, wodurch eine verhältnismäßig rasche Überführung in die lagerichtige Sitzstellung in der jeweiligen Aussparung erreicht wird. Diese Bewegung der Rastrollen 17 unterstützt die Verdrehung zwischen dem Antriebsteil 14 und dem Nabenteil 13 des Rades 11 lediglich geringfügig, so daß der von den schrägen Flächen 26 ausgehende entgegenwirkende Effekt während der Verdrehung weiterhin vorherrschend bleibt. Die Rastrollen 17 wirken somit, obwohl sie den Antriebsteil 14 beim Auftreten einer überlast freigeben, trotzdem in dem Sinne, daß sie der von der Bedienungsperson ausgehenden Kraftanstrengung einen erheblichen Widerstand entgegensetzen.

Die stellen Flächen 27 der Rastaussparungen 24 sind unter einem solchen Winkel angeordnet, daß die Rastrollen 17 in den Aussparungen beim Auftreten eines Drehmoments in der

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Lastabsenkrichtung oder, bezogen auf Fig. 2, im Gegenuhrzeigersinne gehalten werden. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil Winden oder Flaschenzüglastbremsen gelegentlich festkleben, so daß beim Absenken der Last ein ungewöhnlich großes Drehmoment erforderlich wird. Um dies zu verstehen, soll die Lastbremse 12 in Fig. 1 betrachtet werden. Bei dieser Anordnung muß das Handrad 11 bezüglich eines Gewindes 28 in der Lastabsenkrichtung so weit verdreht werden, daß die zwischen bei 29 angedeuteten Reibflächen auftretende Druckkraft verschwindet. Bei Lastbremsen, bei denen eine Druckkraft auf diesem Weg zum Verschwinden gebracht werden muß, können die Reibflächen in einem Maße aneinanderhaften, daß die Verdrehung des Handrades nicht sofort leicht freigegeben wird. Bei der Erfindung übernehmen die steilen Flächen 29 der asymmetrischen Rastaussparungen 24 (Fig. 2) das Drehmoment, das erforderlich ist, um eine Haftkraft zwischen Reibflächen, wie zwischen den Flächen 29, zu überwinden, so daß die Lastbremse gelüftet werden kann. Während somit eine besonders wirksame Lastbegrenzungswirkung erzielt wird, wird bei der neuen Winde trotzdem die Lastabsenkung in dem notwendigen Maße gewährleistet.

Ein bestimmter Überlastpunkt, bei dem die drehmomentabhängige Freigabe erfolgt, kann durch eine entsprechende Andruckkraft der Rastrollen 17 eingestellt werden, was durch Wahl von Rastfedern 18 mit entsprechender Federkraft geschieht. Es ist denkbar, daß die geneigten Flächen 26 der Aussparungen 24 mit einer unterschiedlichen Neigung als jener, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ausgebildet werden; es ist lediglich erforderlich, daß die Flächen 26 sich über einen beträchtlichen Weg erstrecken, den die zugeordnete Rastrolle nach dem Verlassen der Sitzfläche der Rastaussparung zurücklegen muß. Es wurde gefunden, daß eine Neigung von 30° gegenüber einer Radtangente sehr günstige Ergebnisse ergibt.

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Im vorstehenden wurden lediglich Rastkörper in Gestalt von Rollen 17 beschrieben; es versteht sich jedoch, daß die Rastkörper auch die Gestalt von Kugeln und dgl. annehmen können. Außerdem können als Rastkörper auch Kolben Verwendung finden, deren Endteile in die asymmetrischen Aussparungen 24 eingreifen. Aus diesem Grunde ist eine Beschränkung der Erfindung auf Rastrollen nicht beabsichtigt.

Die Erfindung schafft eine neue Winde mit einer wirkungsvollen Lastbegrenzung auf die Größe der Last, die mit der Winde noch sicher angehoben werden kann. Hierbei ist es nicht nur möglich, eine wirkungsvolle Lastbegrenzung zu erzielen, sondern es werden auch in weitem Maße die Zufälligkeiten ausgeschaltet, die bei Lastbegrenzungsmitteln bekannter Konstruktionen auftreten. Darüberhinaus wird durch die Lastbegrenzung die Lastabsenkung durch die Winde in keiner Weise beeinträchtigt.

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Claims

Patentansprüche

1. Winde mit Lastbegrenzung, mit einer das Lastdrehmoment aufnehmenden Welle und einem beim Anheben der Last die Welle antreibenden und beim Absenken der Last die Drehbewegung der Welle steuernden Antriebsrad, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem mit der Welle (10) gekuppelten Nabenteil (13) des Antriebsrades (11) ein Antriebsteil (14) drehbar gelagert ist und an einem dieser beiden Teile (13, 14) eine Folge asymmetrischer Rastaussparungen (24) ausgebildet sind, in die unter Herstellung einer Kupplung zwischen den beiden Teilen (13, 14) an dem anderen Teil angeordnete Rastkörper (17) durch Federkraft normalerweise eingedrückt sind, welche bei Überschreitung eines im Hubsinne wirkenden Grenzdrehmomentes unter Eriaöglichung der Verdrehung des Antriebsteiles

(14) gegenüber dem Nabenteil (13) elastisch nachgeben und in darauffolgende Rastaussparungen (24) übergehen können, und daß die asymmetrisch gestalteten Rastaussparungen (24) jeweils eine beim übergang des auflaufenden zugeordneten federbelasteten Rastkörpers (17) in eine darauffolgende Rastaussparung (24) einer Verdrehung des Antriebsteiles (14) gegenüber dem Nabenteil (13) einen Widerstand entgegensetzende schräge Fläche (26) sowie eine steile Fläche (27) aufweisen, über welche der zugeordnete federbelastete Rastkörper (17) unter Ausübung eines geringen Widerstandes gegen eine Relativverdrehung der beiden Teile (13, 14) in die Rastaussparung (24) eintreten kann.

2. Winde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich (25) am Grund der einzelnen asymmetrischen Rastaussparungen (24) in Gestalt einer Sitzfläche für einen federbelasteten Rastkörper (17) ausgebildet ist und die schräge Fläche (26) jeder Rastaussparung (24) sich von der

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Sitzfläche ausgehend über einen bestimmten Weg erstreckt, derart, daß ein von der Sitzfläche sich wegbewegender federbelasteter Rastkörper (17) während des Auflaufens auf der schrägen Fläche (26) stetig zunehmend elastisch zurückdrückbar ist.

3. Winde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verhältnismäßig steile Fläche (27) jeder asymmetrischen Rastaussparung (24) entsprechend einer anliegenden Seitenfläche eines auf der Sitzfläche am Grund der Rastaussparung (24) aufsitzenden Rastkörpers (17) gestaltet ist.

4. Winde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die federbelasteten Rastkörper Rollen (17) sind, und daß die im Bereiche (25) am Grund der asymmetrischen Rastaussparungen (24) entsprechend der Oberflächenkrümmung der Rollen (17) gestaltet sind.

5. Winde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine das auf die Antriebswelle

(10) wirkende Drehmoment aufnehmende Bremse (12) aufweist, die durch den Nabenteil (13) des Antriebsrades (10) gesteuert ist, und daß die verhältnismäßig steile Fläche (27) der einzelnen asymmetrischen Rastaussparungen unter einem einen federbelasteten Rastkürper (17) formschlüssig in der Rastaussparung festhaltenden Winkel angeordnet ist, derart, daß von dem Bremse (12) einer Verdrehung des Antriebsrades

(11) im Sinne des Lastabsenkens entgegenwirkende Hemmungen überwindbar sind.

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