DE2352700A1 - Seilwinde, insbesondere fuer hubschrauber - Google Patents

Seilwinde, insbesondere fuer hubschrauber

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DE2352700A1
DE2352700A1 DE19732352700 DE2352700A DE2352700A1 DE 2352700 A1 DE2352700 A1 DE 2352700A1 DE 19732352700 DE19732352700 DE 19732352700 DE 2352700 A DE2352700 A DE 2352700A DE 2352700 A1 DE2352700 A1 DE 2352700A1
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cable winch
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Robert John Beurer
Philip Auriol Edgar Jeffery
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United Aircraft Corp
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

United Aircraft Corporation _, k r
400 Main Street *
East Hartford, Connecticut 06108 -»-»f-~r,AÄ ' ^
Vereinigte Staaten von Amerika ■
■ .19. Okt. 1973
Seilwinde, insbesondere für Hubschrauber,
Die Erfindung bezieht sich auf eine Seilwinde jsur Verwendung in einem Hubschrauber zum Ausfahren und Zurückziehen eiuer an einem Seil mit zwei verschiedenen Durchmesserbc-reichen befestigten Schleppvorrichtung und insbepondere auf die Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur horizontalen Aufwicklung des Seiles, auf die Führungsscheibenanovdnung sowie auf die Vorrichtung zur Messung der Schleppseilbelastung bei einer solchen Seilwinde.
Es sind verschiedene Seilwinden bekannt, welche in einem Hubschrauber zum Heben und Senken von Lasten verwendet werden z,B, für Bergungsarbeiten oder zum Ausfahren und Zurückziehen von SchIeppvorrichtungen wie sie z»B„ in der Unterwasserüberwachung oder zum Entfernen von Minen ve.rvendet werden» Verschiedene' Anwendungen und Betriebsweisen der Seilwinde erfordern natürlich verschiedene . Konstruktionen der Seilwinden und dementsprechend sind die bekannten Seilwinden in Abhängigkeit des besonderen Anwendungsgebietes der Winde sowie in Abhängigkeit des Aufbaues der gesamten Anlage durch verschiedene Merkmale gekennzeichnet, in der U0S. Patentschrift 2.862O673 ist zeB„ sine Antriebsvorrichtung einer Seilwinde beschrieben, wobei das Seil mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ab- und aufgewickelt wird» Aus der U„Se Patentschrift 2.900e145 ist eine Seilwinde mit einer Vorrichtung zum horizontalen Aufwickeln des Seiles bekannt deren Geschwindigkeit veränderlich ist und wobei
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ORIGINAL INSPECTED.
die Quergeschwindigkeit der Horizontalwickelvorrichtung in Abhängigkeit von verschiedenen Grossen einschliesslich des Seildurchmessers gesteuert wird. Dabei wird jedoch keine Aenderung der Wikke!geschwindigkeit während dem Aufwickeln des Seiles auf eine Haspel oder eine Trommel durchgeführt.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin eine verbesserte Seilwinde zur Verwendung in ein^m Hubschrauber zu schaffen, wobei die auf die Aufgabespindel wirkenden ÄxialkrSfte und seitliche KrSfte klein bleiben sollen und wobei die Antriebsvorrichtung vorzugsweise zweigffngig sein soll zum Aufwickeln und Abwickeln eines Seiles.mit zwei Bereichen von verschiedenen Durchmesser.
Entsprechend der Erfindung bewegt sich die Führungsseilscheibe zur horizontalen Aufwicklung des Seiles entlang der Aufgäbespindel mit einer vom Durchmesser des aufzuwickelnden Seiles abhangigen Geschwindigkeit und dabei wird diese Quergeschi.-indigkeit selbsttätig gesteuert. Die Fßhrungsseilscheibe ist sowohl suf der Aufgabespindel als auch auf einer Trlfgerstange mittels einer zapfenring- und Schlittenanordnung gelagert, weiche die HörIsonta!komponente der Seilzugbelastung auf öle Tragstange bei minimalen Reibungswiderstand gegen die seitliche Bewegung der Seilscheibe entlang der Aufgabespindel übertragt. Die Fülirungsscheibeaanordnung ist von unten mittels einer Tragstrebs befestigt wodurch die auf die Aufgabespindel %firkenden AxialkrSfte und-seitliche K£3£te und demnach die zum Antrieb der Aufgabe spindel erforderliche Antriebskraft tjis zu einem unwesentlichen Wert verringert werden,, Vorzugsweise ist eine Kraftmessdose an dem Anlenkpixakt der Sfcrete vorgesehen, wefche die VertikalkoFdpoasnte der Zugkraft des Sbsr die Fünrungsscheibe laufenden Seiles misst« -
Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung ist in den zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher basehr ielban, es zeigen;
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines Hubschraubers mit der im Hubs ehr a über rumpf angeordneten Seilwinde,,
Figur 2 eine Ansicht in Perspektive der Seilwinde,,
Figur 3 eine schema tische Darstellung der Seilwinde mit den Antrieben
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für die Seiltrommel und den Föhrungsseilscheiben sowie der automatischen Steuervorrichtung für die Quergeschwindigkeit der Führungsscheibe.
Figur 4 eine schematische Vorderansicht der Fiihrungsscheibenanordnung zur Darstellung der zapfenringlagerung und der Tragstange der Führungsscheibe.
Figur 5 eine schematische Seitenansicht der Führungsscheibenan-Ordnung.
Figur 6 eine schematische Draufsicht der Zapfanring- und Schlittenanordnung für die Führungsscheibe.
Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 nach Figur 6. Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 nach Figur 6,
Die Figur 1 zeigt einan Hubschrauber 1O, wobei ein Teil der Seitenwand des Rumpfes 12 zur Darstellung der Lager der Seilwinde 14 weggebrochen ist. Die Bedienungsschalter für die Seilwinde sind im Hubsehraüberrumpf angeordnet und werden von einem Besatzungsmitglied 16 betätigt, ausserdem sind verschiedene Bedienungsschalter und AnzeigegerSteder Seilwinde in der Pilotenkanzel 18 angeordnet.
Wie in Figur 2 dargestellt ist, umfasst die Seilwinde im wesentlichen ein am Ladedeck 22 befestigtes Gestell, 2Ό, eine Seiltrommel 24, einen Trommelantrieb 26, eine Führungs Scheibenanordnung mit einer Vorrichtung zum horizontalen Aufwickeln des Seiles 28, sowie eine in einer Oeffnung 32 des Ladedeckes angeordnete schwenkbare Seilführung 30·.Ein Seil mit zwei Bereichen von verschiedenem Durchmesser, wobei der Bereich grösseren Durchmessers durch 34 bezeichnet ist, ist auf der Seil =trommel 24 aufgewickelt und verlauft über die Führungsseilibe 36 der Führungsscheibenanordnung 28 und durch die schwenkbare Seilführung 30 nach aussen.
Die Figur 3 ist eine schematische Darstellung der Seiltrommel, der Führungsscheibenanordnung mit der- Vorrichtung zum horizontalen Aufwickeln des Seiles mit den Antrieben für die Seiltrommel und die Führungsseheibe, sowie der automatischen Steuervorrichtung für die Quergeschwindigkeit der Führungsscheibenanordnung. Auf der
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Trommel 24 ist ein Seil 34 mit grossem Durchmesser und ein Seil 38 mit kleinerem Durchmesser aufgewickelt und bei dieser Aueführungsform ist das Seil grösseren Durchmessers je Lage weniger oft um die Seiltrommel geschlungen als das Seil mit kleinerem Durchmesser. Die Seiltrommel wird von einem umsteuerbaren, hydraulischen Antriebsmotor 40 über ein Getriebe 42 angetrieben, welches unmittelbar an der Seiltrommel befestigt ist und über eine Kette 44 eine in dem Gestell 20 gelagerte Zwischenwelle 46 antreibr. Die Zwischenteile trä*gt Kettenroder 48 und 50 an den gegenüberliegenden Enden und diese Kettenrä'der sind ihrerseits getrieblich mit der Aufgabespindel 52 verbunden. Das Kettenrad 48 ist über eine Kette 54 mit einem Kettenrad 56 verbunden, welches frei en einem iSnde cfer Aufgabe spindel gelagert istr und das Kettenrad 50 ist über eine Kette 58 mit einem Kettenrad 56 verbunden, welches frei am anderen Bnde der Aufgabespindel gelagert ist. jedes Kettenrad 56 und 60 ist mit einer Hälfte einer S S'ge zahnkupp lung versehen und zwar ict das Kettenrad 56 mit der KupplungshSlfte 62 und das Kettenrad 6O mit der Kupplungshälfte 64 versehen.
In der Aufgabespindel 52 ist eine Schubstange 56 angeordnet, die mittels Keile verschiebbar in der Aufgabespindel geführt ist. An den gegenüberliegenden Enden der Schubstange sind Kupplungsha'lften 68 und 70 befestigt, wobei die Kupplungsha'lfte 68 mit der am Kettenrad 56 befestigten Kupplungsh&'lfte 62 zusammenwirkt während die KupplungshSlfte 70 mit der am Kettenrad 60 befestigten Kupplungsha'lfte 64 zusammenwirkt. Die Schubstange wird in der Aufgabe spindel 52 mittels eines hydraulischen Stellmotors 72 hin- und hergescho- . ben, wie spa*ter beschrieben wird, so dass entweder die Kupplungsha*lften62 und 68 in Eingriff sind, damit das Kettenrad 48, die Kette 54 und das Kettenrad 56„ die Aufgabe spindel mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Kettenradkombination antreiben, oder die Kupplungsha'lften 64 und 70 in Eingriff sind damit das Kettenrad 50, die Kette 58. und das Kettenrad 70 die Aufgabespindel mit einer zweiten Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Kettenradkombination antreiben.
Die Aufgabespindel 52 hat eine doppelte, eingearbeitete, schraubenförmige Nut 74, welche an jedem Ende mit einer Übergangskurve ver-
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sehen ist. Die Führungsscheibe 36 ist auf der zapfenring - und Schlittenanordnung 76 gelagert, die ihrerseits auf der Aufgäbespindel 52 und der Tragstange 78 gelagert ist, wie später beschrieben wird. Die Zapfenring- und Schlittenanordnung und dementsprechend die Führungsscheibe und die FührungsScheibenanordnung bewegen sich vor- und rückwärts entlang der Aufgabe spindel 52 mit einer Ge-. schwindigkeit, welche durch den in Abhängigkeit der,Stellung des Kolbens 8O in dem hydraulischen Motor 72 eingeschalteten"Ketten-
radantrieb bestimmt ist. Der Kolben ist an einer Verlängerung der Schubstange 66 mittels eines Lagers 82 befestigt, welches eine relative Drehbewegung der Schubstange und der Aufgäbespindel inbezug zu der Kolbenstange gestattet. Druckflüssigkeit ist an die Kammer 84 unter dem Kolben über die Leitung 86, oder an die Kammer 88 über dem Kolben durch die Leitung 90 angeschlossen. Falls Druckflüssigkeit zu einer Kanuner geleitet wird, so ist die andere Kammer über eine Rückfluss leitung an einen Behälter angeschlossen. Die Zuführung der Druckflüssigkeit zu dem hydraulischen Stellmotor 72 wird durch ein Magnetventil 92 mit zwei Stellungen gesteuert. Falls Druckflüssigkeit in die Kammer 84 strömt, so wird die Schubstange 66 in Richtung zum Einkuppeln der Kupplungsteile 64 und 70 bewegt damit die Aufgabespindel 52 über die Kettenräder 50 und 60 und die Kette 58 angetrieben wird. Falls Druckflüssigkeit in die Kammer geleitet wird , so wird die Schubstange 66 zum Auskuppeln der Kupplungsteile 64 und 70 und zum Einkuppeln der Kupplungsteile 62 und 68 bewegt damit die Aufgabespindel 52 über die Kettenräder 48 und 56 und die Kette 54 angetrieben wird«,
Das Magnetventil 92 wird von einer Selbststeuervorrichtung 94 betätigt«, Diese Vorrichtung liefert die elektrischen Signale zur Ver-, änderung der Drehzahl der Aufgabespindel und zur Betätigung eines Zugantriebes (nicht dargestellt) für die Führ ungs scheibe 36. Dar Zugantrieb dient zur Aufrechthaltung einer Zugbelastung zwischen der Seiltrommel 24 und der Fuhrungsscheibe 36 damit das Seil gleichmassig auf die Trommel.gewiekelt und sauber von derselben abgewickelt werden kanno Die Selbststeuervorrichtung umfasst eine Spindel 96, welche über Zahnräder' 98 und 100 von der Trbmme!welle 102 angetrieben wirdo Eine Mutter'104 mit einer .Anschlagplatte ist auf
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der Spindel 96 vorgesehen und entlang derselben von einem Ende zum anderen beweglich und betätigt während seiner Bewegung mehrere Mikrosclialter 106, 108 und 110. Die Mikrosehalter 106 und 110 an den gegenüberliegenden Enden der Spindel 96 sind Ein-Aus scha lter welche dea Trommelantrieb ausschalten falls das Seil vollständig auf- oder abgewickelt ist. Der Mikroschalter 1O8 ist elektrisch mit dem Magnetventil 92 verbunden und dieser Schalter wird betätigt falls die Mutter mit der Anschlagplatte sick entlang dem rechten Endbereich (wie dargestellt) der Spindel 96 bewegt. Die relative Stellung des Mikrosohalters. 108 ist durch die Obergangsstelle des Bereiches mit kleinem Durchmesser auf den Bereich mit grossera Durchmesser des Seiles an einer Seite der Trommel 24 bestimmt. Die Stellung der einzelnen Mikroschalter entlang der Spindel ist veränderlich and es können weitere Mikroscbalter für andere Steuerzweekeverwendet werden* ■ ·
Die Aufgabespindel 52 und die Tragstange 78 sowie die gesamte Scheibenführungsanordnung 28 mit der Vorrichtung zum horizontalen Aufwickeln des Seiles sind in Armen Ii2 und 114 gelagert und werden von denselben getragen^ Diese Arme sind . schwenkbar an dem Gestall 20 aage lenkt, wie- in Figur 5 dargestellt iste und zwar an der Lagersteile der Zwisehenwelle 46O Die Arme dienen zur übertragung der Horizontalkomponente* der Seilsugkraft auf das Gestell 2O der Seilwinde*
Die FShraegsscheibe .36 und die zapfenring-, und Schlittenanordnung 76, aia£-welcher die Führungsscheibe gelagert ist bilden einen Teil der FShrungsscbeiben- und Horizontal=® ^wickelvorrichtung 28, die in den Fiqmc&n 4 und 5 dargestellt ist* Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass die PCüiruags scheibe 36 zwischen zwsi Seitenplatte η 116 und angeordnet ist und diese Seitenplatten simä an das obere Ende der Txagstrebe 120 angeschlossen^ Das aiitsre KmIe dar Tragstrebe ist scliweakb-ar an die schwenkbare Seilfäforung 30 mittels eines Hebels 122 (Figur 5) angelenkt . Die zapferaringlagerung der Führungssclielbenanoräiiung 28 gestattet eine Drehbewegung der FührungsscheUbs von Seite zu Seite um die LS'ngsaelssen der Tragstange 78 falls sich die Führungs-scheibananordmmg eatlang der Äufgabespindel 52 besiegt, wie aus Figur 4 ersichtlich ist;»
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Die Zapfenring- und Schlittenanordnurag 76 ist ausführlicher in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellt« Die Figur. 6 zeigt die Führungsscheibe und die Schlittenanordnung in Draufsicht und teilweise im Schnitt« Der Schlitten 124 hat Bohrungen 126 und 128 für die Aufgabespindel 92 bzw„ für die Tragstange 78O Desweiteren ist der Schlitten mit Zapfen 130 und 132 an seinen gegenüberliegenden Enden versehen an welchen, der zapfenring der Führungsscheibe angelenkt ist. Der zapfenring besteht zur Vereinfachung des Zusammenbaues aus zwei Hälften 134 und336, wie aus Figur 7 ersichtlich ist. Die beiden HSIften sind öorch Schrauben 138 und 140 miteinander verbunden zur Bildung eines einzigen Bauteiles,, welcher auf den zapfen 130 und 132 mittels Lager 142 und 144 gelagert ist. Die Sussere Oberfläche des Zapfenringes ist kreisförmig und auf diese Oberfläche ist das liager 146 aufgesetzt, welches die Führungsscheibe 36 tra'gt und eine Drehbewegung der Führungsscheibe um die Zapfenring- und Schlittenanordnung gestattet.
Desweiteren sind kreisförmige Flansche 148 und 150 des Zapfenringes an die Seitenplatte 116 bzw. 118 angeschlossen«, ;
Der Schlitten 124 hat eine Kammer 152 zur Aufnahme eines Äufgabsspindeinachfolgers 154, wie in den Figuren 6 und 8 dargestellt ist. Der Nachfolger hat einen Ansatz 156, der in die schraubenförmige Nut 74 der Aufgabespindel 92 hineinragt, so dass der Schlitten dem Verlauf der Nut folgt und sich vorwärts «ad rückwärts entlang der Aufgabespindel bewegt. Der Nachfolger ist in der Kammer 152 frei« drehbar und wechselt deshalb se ine Stellung an jedem Ende der schraubenförmigen Nut. Der Nachfolger 15,4 wird durch eine Federscheibe 158 gegen die Aufgabespindel gedrückt und diese Federscheibe wird durch den Decke.1.160 der Kammer 152 festgehalten.
An der Seite des Schlittens 124 sind hutförmige Konsolen 162 und 164 befestigt, jede Konsole dient als Lagerung für eine Rolle, , welche entlang der Längsachse der Tragstange 78 rollt. .Die Konsole 162 trägt eine Rolle 166 an einem Stift 168 und die Konsole 164 tragt eine Rolle 170 an einem Stift 172. Die Rollen haben eine konkave Lauffläche, wie in Figur 8 für die Rolle 170 mit 174 bezeichnet ist. Die Rollen sind vorgesehen zur übertragung der Seilbelastung auf die Tragstange und vermindern den Reibungswiderstand
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während der Hin- und Herbewegung der Führungsscheibe.
weitere Merkmale der Scheibenanordnung sind in Figur 5 dargestellt. Zum Beispiel ist eine Kraftmessdose 176 zwischen dem oberen Ende der Tragstrebe 120 und einer anden Seitenplatten 116 und 118 befestig. ten Konsole vorgesehen. Die Kraftmessdose ist ei.n elektrisches DehnungsmessgerSt, welches die vertikale Komponente der Seilzugkraft überträgt. Desweiteren übt die Andrückrolle 178 zu jeder Zeit eine Belastung auf das Seil in der Fuhrucgsscheibe aus und die Führungsrolle 180 ist vorgesehen um das Seil in der Sei3.nut der Führungsscheiba zu halten. Desweiteren sind zwei Seiltrenn.. vorrichtungen 182 und 184 in der Führungsscheir.enanordnung unterhalb, der Führ ungs scheibe vorgesehen. Die Se ilirennvorr ichtungen sind elektrisch zu zündende Explosionsvorrichtungen und sie können beide entweder den Bereich mit kleinem Durchmesser oder dem Bereich mit grösserem Durchmesser des Seiles durchschneiden. Damit wenigstens eine Seiltrennvorrichtung nicht auf eine verbindungsstelle des Seiles auf tr if ft sind die Trennvorrichtungen in Abstand voneinander angeordnet, Zur Verhinderung eines Festklemmens nach teilweisem Durchschneiden des Seiles werden die Trennvorrichtungen nacheinander gezündet und zwar die untere Trennvorrichtung nach der oberen Trennvorrichtung. Die Führungsrollen 186,. 188 , 190 und 192 sind vorgesehen zur Ausrichtung des durch die zwei Seiltrennvorrichtungen ragenden Seiles und die Rollen 194 führen das Seil in die schwenkbare Seilführung 30.
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Claims (11)

235: PATENTANSPRUECHE.
1. !seilwinde, insbesondere zur Anwendung in einem Hubschrauber,
t einer Seiltrommel, einer in einem Gestell gelagerten Führungsscheibenanorrtnung sowie einer schwenkbaren Seilführung, gekennzeichnet, durch Mittel zur Querbewegung der Ftthrungsscheibenanordnung an dem Gestell, durch Mittel zum Gestatten einer Drehbewegung der Führungsscheibenanordnung, in einer vertikalen Ebene falls die Scheibenancrdnung sich von Seite zu Seite bewegt, durch Mittel zur Übertragung der horizontalen Belastung der Führungsscheibenanordnung auf die Führungsscheibenlagerung und durch Mittel zur Übertragung der vertikalen Belastung der Führungsscheibenanordnung.
2. Seilwinde nach Anspruch 1,gekennzeichnet, durch Mittel zur Veränderung der Quergeschwindigkeit der Seilscheibenanordnung während dem Abwickeln cöer Aufwickeln des Seiles.
3. Seilwinde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung an die Führungsscheibenanordnung angeschlossen ist zum Messen der Seilbelastung.
4. Seilwinde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibenanordnung auf einer Aufgabespindel und einer Tragstange mittels einer.Zapfenring- und Schlittenanordnung gelagert ist, die mit einem Lager versehen ist, welches eine Drehbewegung der Führungsscheibenanordnung in einer vertikalen Ebene um die Aufgabespindel und die Tragstange wa*hrend der Bewegung der Tragscheibenanordnung entlang der Aufgabespindel gestattet.
5. Seilwinde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabespindel eine schraubenförmige Nut für die Querbewegung der Führungsscheibenanordnung aufweist.
6. Seilwinde nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenring- und Sdiittenanordnung Rollen aufweist, zur Über-, tragung der Horizontalkomponente der Se übe last ung auf die Tragstange. , -
7. Seilwinde nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibenanordnung an einer Strebe befestigt
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ist, die schwenkbar an der schwenkbaren Seilführung angelenkt ist damit die Strebe der Querbev-egung der Führungssche ibenanor dnung folgen kann.
8. Seilwinde nach Anspruch' 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftmessdose zwischen der Führ ungs Scheibenanordnung und der Tragstrebe zur Erzeugung eines Signales in Abhängigkeit der Seilbelastung vorgesehen ist.
9· Seilwinde nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zvre iganggetr iebe an die Aufgabe spindel zur Querbewegung der Führungsseheibenanordnung angeschlossen ist, wobei das Zweiganggetriebe Antriebsteile und zugeordnete Kupplungsteile aufweist , und dass eine Betätigungsvorrichtung für die Kupplungsteile vorgesehen ist um die Drehzahl der Aufgabespindel während dem Auf- und Abwickeln des Seiles wahlweise zn verändern.
10. Seilwinde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung einen hydraulischen Stellmotor umfasst sowie mit einem Schalter versehen ist, der in Abhängigkeit der Drehbewegung der Seiltrommel zur Steuerung des hydraulischen Stellmotors zu betätigen ist.
11. Seilwinde nach Anspruch 9 oder 1O, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweiganggetriebe eine durch die Auf gäbe spindel hindurchragende Stange umfasst, die an jedem Ende mit einem getriebenen Kupplungsteil versenen ist, dass treibende Kupplungsteile, welche je mit einem Kettenrad versehen sind frei drehbar auf der Aufgabespindel in der NShe der getriebenen Kupplungsteile angeordnet sind und dass die Stange an die Betätigungsvorrichtung angeschlossen ist.
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