DE2953848C1 - Overload protection for hoe or winch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für Häspel oder Winden, insbesondere für Untertagebetrieb, zwischen Seiltrommelkörper und Seiltrommelwelle.The invention relates to an overload protection for Häspel or winches, especially for underground operations, between Rope drum body and rope drum shaft.

Eine solche Überlastsicherung ist in der DE-OS 26 29 821 beschrieben. Sie liefert zwar gute Ergebnisse, für den Fall einer sehr häufigen Über­ beanspruchung ist jedoch damit zu rechnen, daß die gummielastische Füllung zwischen Seiltrommelkörper und Seiltrommelwelle nicht beliebig standhält und öfters aus­ gewechselt werden muß.Such overload protection is in DE-OS 26 29 821 described. It delivers good results, in the event of a very frequent over However, it is expected that the rubber-elastic filling between cable drum body and Rope drum shaft does not withstand anything and often must be changed.

In Weiterbildung der bekannten Maßnahme, bei der mit gleitendem, reibendem und quetschendem Effekt gearbeitet wurde, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den gleitenden und reibenden Effekt auszuschalten.In further training of the known measure in which sliding, rubbing and squeezing effect was, the invention is based on the sliding and switch off the rubbing effect.

Erreicht wird dies bei einer Überlastsicherung der eingangs genannten Art dadurch, daß zwischen die Seiltrommelachse und die den Preßwider­ stand bietenden in Form eines Rollenkäfigs gela­ gerten Rollen eine Ausgleichshilfe in Form eines Trommelkörpers zur Verbindung von Achse/Seiltrommel angeordnet ist, und daß der Ausgleichskörper der Aus­ gleichshilfe aus einem hülsenartigen Mittelteil eines angesetzten großen Stützflansches mit Flansch­ lager und als Gleitlagerstützring ausgebildetem Außenring zum Seiltrommelkörper passend gearbei­ tet auf der einen Seite und mit einem Innenstützflansch auf der anderen Seite ausgebildet ist, wobei der Hülsenkörper auf dieser Seite durchgehend glatt ausgebildet ist.This is achieved by overload protection at the beginning mentioned type by that between the cable drum axis and the press resistance booth in the form of a roller cage gela a compensation aid in the form of a roller Reel body for connecting the axle / rope drum is arranged, and that the compensating body from equal aid from a sleeve-like middle part an attached large support flange with flange camp and designed as a plain bearing support ring Outer ring to match the cable drum body on one side and with an inner support flange  is formed on the other side, the sleeve body is consistently smooth on this side.

Eine Überlastsicherung der eingangs genannten Art ist zwar aus der DE-OS 25 29 985 bekannt. Eine Ausgleichshilfe zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dieser Offenlegungsschrift jedoch nicht zu entnehmen.An overload protection of the type mentioned is known from DE-OS 25 29 985. A compensation aid for This disclosure is the solution to the problem however not to be inferred.

Die erfindungsgemäße, sich insbesondere in der Ausgleichs­ hilfe verkörpernde Maßnahme, dient der Übertragung der Kräfte. Hierbei ist zu bemerken, daß eine Abstützung direkt auf der Achse nicht möglich ist, da deren Durchmesser zu gering ist. Die rotierenden Kräfte in der Antriebsmaschine versetzen die Ausgleichshilfe bei übermässigen Kräften gegen die Seiltrommel, weil die Röhren einen immer größer wer­ denden Verformungswiderstand bei gleichzeitigem Bewegungs­ ausgleich bilden.The invention, particularly in the compensation measure embodying, serves to transfer the Powers. It should be noted here that a support is direct is not possible on the axis because its diameter is too is low. The rotating forces in the engine offset the compensation aid in the event of excessive forces the rope drum because the tubes are getting bigger and bigger deformation resistance with simultaneous movement make up balance.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung lassen sich Ausgleichs­ hilfe und Seiltrommel frei gegeneinander verdrehen.The measure according to the invention allows compensation aid and twist rope drum freely against each other.

Vorzugsweise weist die Seiltrommel eine als Gleitlager aus­ gebildete Flanschbohrung auf, während die Seiltrommel im übrigen glatt zylindrisch ist und innen die auf der Achse mittels Keilfeder sitzende Ausgleichshilfe mit Stützflansch anliegt. Nach dem Einschieben von Gummirollen in ovaler Bauform, beispielsweise im Rollenkäfig gelagert, wird die Kraft übertragen. Kraftschluß wird erreicht, wenn die Ausgleichshilfe über die Achse vom Zahnrad nach links oder rechts gedreht wird: die ovalen Rollen im Freiraum verdrehen sich dann und stellen sich so weit quer, daß die Trommel mitgenommen wird.The cable drum preferably has a slide bearing formed flange bore while the cable drum in remaining smooth is cylindrical and the inside is on the axis using a wedge spring fitted compensation aid with support flange is present. After inserting rubber rollers in oval Design, for example, stored in a roller cage, the Transfer power. Traction is achieved when the Compensation aid over the axis from the gear to the left or is turned to the right: turn the oval rollers in the free space then and cross yourself so far that the drum is taken away.

Die Rollen wird man im allgemeinen aus einem elastischen auf der Rollenachse festen Material und im Querschnitt oval ausbilden. Das Material der Rollen kann auf die Rollenachse aufvulkanisiert sein. The rolls are generally made of an elastic solid material on the roller axis and oval in cross-section form. The material of the rolls can be on the roll axis vulcanized.  

Im Einbauzustand liegt die große Achse der ovalen Rollen in Richtung der Tangente an einen um die Achse konzentri­ schen Kreis. Durch die Drehbewegung der angetriebenen Achse und durch die Berührung mit der äußeren und inneren Trommel verdrehen sich die Rollen und gewährleisten den Kraftschluß: Winde oder Haspel kann nunmehr normal arbei­ ten. Im Blockierungsfall, d. h. bei Stillstand der Seil­ trommel, bauen sich die rotierenden Kräfte bis zum Still­ stand der Maschine ab, indem sich die durch den Rollen­ käfig gehaltenen Rollen auf Rundmaß zusammenpressen lassen. Sie überrollen sich und finden dann im Freiraum zwischen äußerer und innerer Trommel zu ihrer Ovalform zurück und können wieder einen neuen Kraftschluß bilden. Je nach Maschinengeschwindigkeit ist hierzu ein Überrollvorgang erforderlich.When installed, the large axis of the oval rollers lies in the direction of the tangent to a concentric around the axis circle. By rotating the driven Axis and by contact with the outer and inner Drum twist the rollers and ensure that Traction: Winch or reel can now work normally ten. In the event of a blockage, d. H. when the rope stops drum, the rotating forces build up to the silence the machine stood out by going through the rollers Have the caged rollers pressed together to round dimensions. They roll over and then find themselves in the free space outer and inner drum back to their oval shape and can form a new adhesion again. Depending on Machine speed is a rollover process required.

Im Gegensatz zu bisherigen Seiltrommeln, etwa der oben angegebenen Art, ist die Seiltrommel mit ihren Flanschen nicht mehr kraftschlüssig mit der Achse über Keilfedern verbunden. Die Seiltrommel weist nur einen Flansch auf, mit dem sie sich gegen die Achse abstützt, da die Flansch­ bohrung als Gleitlager ausgebildet ist und die Achse hier eine Wellenverbindung darstellt. In contrast to previous rope drums, such as the one above specified type is the rope drum with its flanges no longer non-positive with the axle via wedge springs connected. The rope drum has only one flange, with which it supports itself against the axis, since the flange bore is designed as a plain bearing and the axis here represents a shaft connection.  

Die Überlastsicherung tritt in Funktion, wenn durch Blockieren der bewegten Last die Seiltrommel vom Last­ seil zum Stillstand gebracht wird, jetzt versetzen die rotierenden Kräfte in der Antriebsmaschine die oben erwähnte Ausgleichshilfe gegen die Seiltrommel, weil die Rollen einen immer größer werdenden Verformungswiderstand bei gleichzeitigem Bewegungsausgleich bieten. Selbst wenn sich die Rotationskräfte in einer halben Rollendrehung der Rollen nicht ganz abgebaut haben, so überdrehen sich die Rollen in eine neue Bereitschaftsstellung, aus der heraus die Restkräfte abgebaut werden. Bei Arbeitsstellung werden die Rollen mit den Rollenachsen in den Lagerbohrungen also nur um einige Grade verdreht; bei verschiedenen Be­ lastungszuständen entstehen nur Pendelbewegungen; nur im Blockierungsfall führt die Rollenachse ganze Umdrehungen aus.The overload protection comes into operation when through Block the moving load from the rope drum load rope is brought to a standstill, move it now the rotating forces in the prime mover the above mentioned compensation aid against the rope drum, because the Roll an ever increasing deformation resistance offer at the same time movement compensation. Even if the rotational forces in half a roll rotation the rollers have not completely dismantled, so overturn the roles in a new standby position from which the remaining forces are reduced. At work position the rollers with the roller axes in the bearing holes just twisted a few degrees; at different loading load conditions only result in pendulum movements; only in In the event of a blockage, the roller axis rotates one full turn out.

Zumindest eine Lagerbohrung ist gewöhnlich geschlossen. Vorzugsweise jedoch sind beide Lagerbohrungen für die Rollenachsen als Langlochbohrungen, die nach außenhin ganz offen sind, ausgeführt. Dies hat den Vorteil, daß beim Austausch der Rollen Arbeitsvorgänge eingespart werden.At least one bearing hole is usually closed. However, preferably both bearing holes are for the Roller axes as elongated holes that face outwards are very open, executed. This has the advantage that operations are saved when the roles are exchanged.

Die Maßnahme nach der Erfindung kann prinzipiell jedes elastische Material ausnützen. Andere Formen außer der Ovalform sind für den bestimmten konstruktiven Fall möglich.The measure according to the invention can in principle be anything Use elastic material. Other shapes besides the Oval shapes are possible for the specific design case.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden, in denenFor example, embodiments of the invention are now intended explained in more detail with reference to the drawings in which

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung gibt; Fig. 1 is an exploded perspective view is an embodiment of the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausführungsform im zu­ sammengebauten Zustand und Fig. 2 shows a cross section through the embodiment in the assembled state and

Fig. 3 einen Längsschnitt, geführt durch eine Rolle der Ausführungsform der Fig. 2, zeigt. Fig. 3 shows a longitudinal section, guided by a roller of the embodiment of Fig. 2.

Die Seiltrommel 8 ist so ausgestattet, daß sie einerseits einen Flansch 16 für die Seiltrommelwelle besitzt, mit der sich der Seiltrommelkörper 8 auf der Achse abstützt und ein freies Lager bildet. Der andere Flansch ist nicht mit dem Seiltrommelkörper verbunden, sondern an der Begegnungs­ stelle als tragendes Lager ausgebildet; die Verbindungsstelle zwischen Flansch und Achse ist mit Keilfeder 10 befestigt. Der Flansch bildet einen nach innen ragenden Trommelkörper und ist auf der Achse 2 gelagert. Die Verbindungsstelle Flansch/Achse ist mit einer Keilfeder 10 befestigt. Dieser Trommelkörper beläßt gegenüber der Seiltrommel 8 viel Frei­ raum, da sich in diesem ein Rollenkäfig 4 mit oval ausge­ bildeten Überlastrollen aus elastischem Material zur Ver­ bindung zwischen Achse 2 und Seiltrommel 8 lagern läßt. Durch die Drehbewegung der angetriebenen Achse 2 werden sie infolge Berührung mit der äußeren und inneren Trommel verdreht und bilden einen Kraftschluß, so daß die Kraftübertragung von der Winde oder Haspel erfolgt.The cable drum 8 is equipped so that it has on the one hand a flange 16 for the cable drum shaft, with which the cable drum body 8 is supported on the axis and forms a free bearing. The other flange is not connected to the cable drum body, but is designed as a supporting bearing at the meeting point; the connection point between the flange and the axle is fastened with wedge spring 10 . The flange forms an inwardly projecting drum body and is mounted on the axis 2 . The flange / axis connection point is fastened with a wedge spring 10 . This drum body leaves a lot of free space compared to the cable drum 8 , since in this a roller cage 4 with oval formed overload rollers made of elastic material for the connection between axis 2 and cable drum 8 can be stored. Due to the rotary movement of the driven axle 2 , they are rotated as a result of contact with the outer and inner drums and form a frictional connection, so that the force is transmitted from the winch or reel.

Die Seiltrommel 8 ist also in geteilter Bauweise ausgeführt. Sie besitzt nur einen Flansch 16. Bei diesem Flansch 16 ist die übliche Verbindung mit der Keilfedernut nicht mehr vor­ handen; die Flanschbohrung ist als Gleitlager ausgebildet: die Achse wird hier zur Wellenverbindung. Die unmittelbare Verbindung zur Achse erfolgt über eine Ausgleichshilfe 3, die als Trommelkörper ausgebildet ist und auf der einen Seite durch einen Stützflansch 15 über die Achse 2 ge­ halten wird. Die andere Seite erhält das erwähnte Flansch­ lager 12 mit der kraftschlüssigen Verbindung über die Keil­ feder 10. Der Außenring 11 des Stützflansches 12 ist als Gleitlagerstützring passend zum Seiltrommelkörper 8 ge­ arbeitet.The cable drum 8 is thus carried out in a split design. It has only one flange 16 . In this flange 16 , the usual connection with the keyway is no longer available; the flange bore is designed as a plain bearing: the axis becomes a shaft connection here. The direct connection to the axis takes place via a compensation aid 3 , which is designed as a drum body and on one side by a support flange 15 via the axis 2 will hold ge. The other side receives the aforementioned flange bearing 12 with the positive connection via the wedge spring 10th The outer ring 11 of the support flange 12 is a slide bearing support ring suitable for the cable drum body 8 works ge.

Wie insbesondere auch aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, lassen sich Ausgleichshilfe 3 und Seiltrommel 8 frei gegen­ einander verdrehen. Erst durch Einschieben von Gummirollen in ovaler Bauform, im vorliegenden Fall in dem Rollenkäfig gelagert, wird die Kraft übertragen. Die Gummirollen 7 sind so ausgebildet, daß ihre kleine Durchmesserachse gerade gleich einem Kreisring zwischen den sich drehenden Teilen entspricht, während die große Durchmesserachse wesentlich größer ist und von der zu übertragenden Kraft sowie dem Material der Rollen bestimmt wird. Kraftschluß wird erreicht, wenn die Ausgleichshilfe 3 über die Achse 2 vom Zahnrad links oder rechts gedreht wird, wobei die ovalen Rollen 7 im Frei­ raum sich verdrehen und soweit querstellen, daß die Seiltrommel 8 mitgenommen wird und das auf die Seiltrommel gelegte Seil die Last bewegt. Zur exakten axialen Führung der Rollen 7 in parallelerweise werden diese mit Hilfe der Rollenachsen 6 sowie von Distanzstangen 5 und Flanschringen 4 im Rollenkäfig in Lagerbohrungen gehalten. Günstig ist eine Langlochbohrung 17, die nach außenhin offen sein kann, um die Montage zu erleichtern. Im Blockierungsfall wird durch Blockierung der bewegten Last die Seiltrommel vom Lastseil zum Stillstand gebracht, weil die rotierenden Kräfte in der Antriebsmaschine die Ausgleichs­ hilfe 3 gegen die Seiltrommel 8 versetzen können und die Rollen 7 immer größer werdenden Verformungswiderstand bei gleichzeitigem Bewegungsausgleich bieten. Sollten sich die Rotationskräfte im Bewegungsablauf einer halben Rollen­ verdrehung der Rollen 7 nicht ganz abgebaut haben, so über­ drehen sich die Rollen in eine neue Bereitschaftsstellung, aus der heraus die Restkräfte abgebaut werden. In Arbeits­ stellung werden die Rollen 7 mit den Rollen 6 in den Lager­ bohrungen 17 nur um einige Grade verdreht, was bei den meisten Belastungen nur Pendelbewegungen zur Folge hat: nur im Blockierungsfall ergeben sich ganze Umdrehungen der Rollenachse durch die Lagerbohrungen.As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, compensation aid 3 and cable drum 8 can be freely rotated against one another. The force is only transferred by inserting rubber rollers with an oval design, in this case stored in the roller cage. The rubber rollers 7 are designed so that their small diameter axis corresponds to a circular ring between the rotating parts, while the large diameter axis is significantly larger and is determined by the force to be transmitted and the material of the rollers. Positive connection is achieved when the compensation aid 3 is rotated by the gear wheel left or right over the axis 2 , the oval rollers 7 rotating in the free space and turning so far that the cable drum 8 is carried along and the cable placed on the cable drum moves the load . For exact axial guidance of the rollers 7 in parallel, they are held in the bore cage in bearing bores with the aid of the roller axles 6 and spacer rods 5 and flange rings 4 . An elongated hole 17 is favorable, which can be open to the outside to facilitate assembly. In the event of a blockage, the cable drum is brought to a standstill by the load cable by blocking the moving load, because the rotating forces in the drive machine can offset the compensating aid 3 against the cable drum 8 and the rollers 7 offer an ever increasing deformation resistance with simultaneous movement compensation. If the rotational forces in the course of movement of half a roller rotation of the rollers 7 have not completely reduced, then the rollers turn into a new standby position, from which the residual forces are reduced. In the working position, the rollers 7 with the rollers 6 in the bearing holes 17 are only rotated by a few degrees, which in most loads only results in pendulum movements: only in the event of a blockage are there complete revolutions of the roller axis through the bearing holes.

Die Flansche 12, 15 und 16 werden gegen Verschleiß breit genug ausgebildet; die Führungsflächen werden im allgemeinen mit selbstschmierenden Sintermetall belegt sein. Nur die Rollenkörper bestehen aus elastischem Material.The flanges 12, 15 and 16 are made wide enough against wear; the guide surfaces will generally be covered with self-lubricating sintered metal. Only the reel bodies are made of elastic material.

Dadurch, daß die Rollenachse rund ist, wird das Rollen­ material nicht zu großen Quetschbelastungen ausgesetzt; eine frühzeitige Ermüdung des Rollenmaterials ist nicht zu befürchten. Der Antrieb vom Zahnrad 1 erfolgt in üblicher Weise.The fact that the roller axis is round, the roller material is not exposed to excessive crushing loads; There is no fear of early fatigue of the roll material. The gear 1 is driven in the usual way.

Im oberen Halbschnitt der Fig. 2 erkennt man, wie die Rollen im Bereich ihrer kurzen Achsen satt gegen Innen­ trommel bzw. Außentrommel anliegen. Es sind vier Rollen dargestellt. Eine größere Zahl ist, insbesondere bei Ge­ fahr eines Versetzens der Achse 2, möglich. Eine Zahl ge­ ringer als drei Rollen wird aber wegen der symmetrischen Kraftverteilung unzweckmäßig sein.In the upper half-section of FIG. 2 you can see how the rollers abut in the area of their short axes against the inner drum or outer drum. Four roles are shown. A larger number is possible, especially when driving a displacement of axis 2 . However, a number less than three rollers will be inappropriate due to the symmetrical distribution of forces.

Vor der Maschine wird im übrigen ein Druckminderventil eingebaut, so daß bei der Übertragung der Druckluft auf den Zahnradantrieb eine Begrenzung auf beispielsweise 4 bar vorgenommen wird. Diese Kraft ist nicht so groß, daß das Seil zerreißt. Aber auch bei sehr großen Kräften führen die Rollen 7 nur eine rollende Bewegung aus; eine Sicherung vor Verschleiß ist durch das Abrollen getroffen, da auch Rauheiten, etwa auf der Innenwandung der Seil­ trommel 8 oder der Außenwandung des Hülsenkörpers 14, einfach überrollt werden. In addition, a pressure reducing valve is installed in front of the machine, so that a limitation of, for example, 4 bar is made when the compressed air is transferred to the gear drive. This force is not so great that the rope breaks. But even with very large forces, the rollers 7 only perform a rolling movement; A protection against wear and tear is achieved by rolling, since roughness, such as on the inner wall of the rope drum 8 or the outer wall of the sleeve body 14 , is simply rolled over.

Nach einer anderen Ausführungsform ist es auch möglich, Rollen elastischen Materials völlig frei, d. h. ohne Käfig, zu lagern, wenn nur Vorkehrungen getroffen werden, die es verhindern, daß die Rollen sich mit ihrer Achse bezüglich der der Trommel oder Welle versetzen.According to another embodiment, it is also possible Rolls of elastic material completely free, d. H. without cage, to store if only precautions are taken that it prevent the rollers from rotating with respect to their axis the drum or shaft.

Bei der Montage wird also (Fig. 1) der Ausgleichskörper 3 auf die Achse 2 gesteckt und mittels Keilfeder verriegelt. Über den Ausgleichskörper 3 werden die im Rollenkäfig sitzenden Rollen geschoben und dann unter Aufbringung einer geringen Kraft die Seiltrommel 8 übergeschoben.When assembling ( Fig. 1), the compensating body 3 is placed on the axis 2 and locked by means of a wedge spring. The rollers seated in the roller cage are pushed over the compensating body 3 and then the cable drum 8 is pushed over with the application of a small force.

Claims (2)

1. Überlastsicherung für Häspel oder Winden, insbesondere für Untertagebetrieb, zwischen Seiltrommel­ körper und Seiltrommelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Seiltrommelachse und die den Preßwider­ stand bietenden in Form eines Rollenkäfigs (4-7) gela­ gerten Rollen (7) eine Ausgleichshilfe (3) in Form eines Trommelkörpers zur Verbindung von Achse/Seiltrommel angeordnet ist, und daß der Ausgleichskörper der Aus­ gleichshilfe (3) aus einem hülsenartigen Mittelteil (14) eines angesetzten großen Stützflansches (12) mit Flansch­ lager (13) und als Gleitlagerstützring ausgebildetem Außenring (11) zum Seiltrommelkörper (8) passend gearbei­ tet auf der einen Seite und mit einem Innenstützflansch (15) auf der anderen Seite ausgebildet ist, wobei der Hülsenkörper auf dieser Seite durchgehend glatt ausge­ bildet ist.1. Overload protection for bobbins or winches, especially for underground operation, between the cable drum body and the cable drum shaft, characterized in that between the cable drum axis and the press resistance stood in the form of a roller cage ( 4-7 ) gela rollers ( 7 ) a compensation aid ( 3rd ) is arranged in the form of a drum body for connecting the axle / cable drum, and that the compensating body of the compensation aid ( 3 ) consists of a sleeve-like central part ( 14 ) of an attached large support flange ( 12 ) with a flange bearing ( 13 ) and an outer ring designed as a slide bearing support ring ( 11 ) to the cable drum body ( 8 ) is suitably worked on one side and with an inner support flange ( 15 ) on the other side, the sleeve body being continuously smooth on this side. 2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiltrommel eine als Gleitlager ausgebildete Flanschbohrung (16) aufweist, während die Seiltrommel im übrigen glatt zylindrisch ist, und innen die auf der Achse mittels Keilfeder (10) sitzende Ausgleichs­ hilfe (3) mit Stützflansch anliegt.2. Overload protection according to claim 1, characterized in that the cable drum has a flange bore designed as a slide bearing ( 16 ), while the cable drum is smooth cylindrical in the rest, and inside the on the axis by means of wedge spring ( 10 ) seated compensation ( 3 ) with Support flange is applied.