DE7716192U1 - Treibscheibentriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Treibscheibentriebwerk mit einer Treibscheibe, welches insbesondere als Mehrzweckzug mit durchlaufendem Seil verwendet werden kann, wobei die Treibscheibe aus zwei gegeneinander geneigten Scheibenteilen besteht» von denen jede an ihrem Umfangsrand mit einem Seilrillenteil versehen ist und wobei die Scheibenteile an dem das Seil tragenden Scheitelpunkt ihres Umfangsrandes der Scheibenteile mehrere elastisch nachgiebige Andrückvorrichtungen tragen, die auf der Oberfläche der Scheibenteile verteilt angeordnet sind und wobei die Scheibenteile an mindestens einer dem das Seil tragenden Scheitelpunkt gegenüberliegenden Stelle durch eine Spreizvorrichtung auseinandergedrückt werden.

Ein Treibscheibentriebwerk dieser Art kann bei Mehrzweckzügen mit durchlaufendem Seil immer anstelle eines unter gleichen Bedingungen arbeitenden Triebwerkes mit einer herkömmlichen Seilrolle vorteilhaft verwendet werden. Insbesondere dann, wenn die SeilbeTaätung

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einseitig ist, d»h», wenn das Seil an einer oder en beiden Seiten nicht gespannt ist, kann es oft vorkommen, daß die Haftreibung zwischen Seil und Seilrolle nicht ausreicht, um das erforderliche Drehmoment vom Antrieb auf die Seilrolle zu übertragen .

Das von einem solchen Triebwerk übertragene Drehmoment liegt zwar dank der Anwendung von Andrückvorrichtungen höher als üblich, wird aber durch verschiedenartige, bei Übertragung des Nennmomentes kaum vermeidbare Reibungsverluste vermindert.

j Diese Reibungsverluste und der Verschließ auf bei-

; den Seiten des Seiles und der Treibscheibe rühren

hauptsächlich von folgenden Ursachen hers

a) Der Umschlingungswinkel des Seiles auf der Treibscheibe beträgt nur 180°« Infolgedessen ist der spezifische Druck, welcher durch die Seilbelastung auf die Seilrillenfläche wirkt, relativ hoch, insbesondere wenn das Seil nur an einer Stelle belastet ist. Der Verschleiß wird hierdurch erheblich.

b) Da der Wert des Seilzuges wegen dessen kleinen Umschlingungswinkels besonders bei einseitiger Belastung relativ hoch ist_p wird auch ©in anderer Nachteil schwerwiegender, den ansich alle herkömmlichen Seilscheiben, diejenigen mit ei« ner Keilrille nicht ausgenommen, aufweisen, welcher durch die sehr unterschiedliche Zugbeanspruchung des Seiles auf dessen Lauf über die

Scheibe bedingt 1st, und zwar die Veränderlichkeit der Längung des Seiles in seinen einander folgenden Abschnitten, das dadurch bedingte (geringe) Hochklettern des Seilee in der Rille ("Seilschleichen") und der entsprechende beidseitige Verschleiß.

c) Damit die Treibscheibe das vom Motor erzeugte Drehmoment übertragen kann, werden die Scheibenteile von Druckrollen gegeneinandergepreßt und die starke Andrückkraft, die diese auf die Scheibenteile ausüben, erzeugt in den Druckrollenlagern bedeutende Reibungswiderstände.

d) Der Umschlingungsbogen ist deswegen relativ ungünstig, weil die Reibungsverluste, die durch die Verformung des Seiles an den Auf- und Ablaufrollen und durch die gegenseitige Reibung der Seildrähte entstehen, auf ein Bogenmaß von nur 2"7Fbezogen werden müssen.

e) Die Treibscheiben sind relativ kostspielig und ihre vom Verschleiß beeinträchtigte Lebensdauer ist kurz.

Zweck dieser Erfindung ist, die erwähnten Nachtei-Ie zu beseitigen und ein Treibscheibentriebwerk zu j schaffen, das höhere Leistungsübertragung und eine längere Lebensdauer hat«, Zu diesem Zweck sieht die Erfindung νότε

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a) die Ausbildung des unteren Teiles der Seilrille bei der Treibscheibe nach der Erfindung derart, daß ein bedeutend größeres Drehmoment übertragen wird als bei den üblichen Rillenformen;

b) die Ausbildung des oberen Teiles der Seilrille der Treibscheibe nach der Erfindung derart, daß das "Seilschleichen» auf der Rillenfläche und dessen Nachteile zumindest verringert werden;

c) die Verwendung von derart ausgebildeten Andrückvorrichtung^ daß der Klemmdruck auf die Scheibenteile aus einer gegenseitigen Wirkung der Scheibenteile selbst erfolgt;

d) die Verwendung eines abriebfesten Materials mit hohem Reibungsbeiwert, mit welchem die Flanken und ggfs. der Boden der Rille belegt werden können· Eine solche Ausführung bietet gleichzeitig den Vorteil, daß es nicht mehr nötig ist, eine oder mehrere Treibscheiben zu ersetzen, wenn diese infolge unvermeidlichen Verschleißes unbrauchbar geworden sind. Es genügt dann vielmehr, die Rille der betreffenden Treibscheiben mit relativ geringem Aufwand auszufüttern. Die Treibscheiben und das Treibscheibentriebwerk erreichen hierdurch eine nahezu unbegrenzte Gebrauchsdauer\

e) das Zusammenwirken einer aus gegeneinander gepreßten Scheibenteilen bestehenden Treibscheibe mit einer herkömmlichen, vorzugsweise mit einer Keilrille versehenen Treibscheibe, oder das Zusammen-

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wirken von zwei Treibscheiben nach der Erfindung, welche in entgegengesetztem Sinn und mit derselben Drehzahl umlaufen, wobei z.Bo beide Treibsoheiben am Umfangsrand zwei Zahnkränze tragen, welche im Eingriff stehen oder gemeinsam von einem aufder Antriebswelle gelagerten Ritzel angetrieben werden und wobei das Seil normal nach einem (geraden oder umgekehrten) "S" verläuft;

f) alternativ das Zusammenwirken von zwei ein- oder mehrrilligen Treibscheiben, von denen wenigstens eine aus mehreren Scheibenteilen besteht und die im gleichen Sinne und mit derselben Drehzahl (zoB, durch Ritzelantrieb) umlaufen, wobei das Seil aus einer Treibscheibe in die andere gerade (ohne Gegenbiegung) einläuft·

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Treibscheibentriebwerk mit einer Treibscheibe naoh der Erfindung, die eine Seilrille mit viereckigem Profil hat und deren zweiter, ringförmiger Scheibenteil abgenommen ist, in Kombination mit einer normalen Seilscheibe mit Keilrille in einer Ansicht und teilweise im Schnitt,

Figo 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Radialteilschnitt durch die Treib-

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scheibe nach der Erfindung in vergrößertem Maßstab, welche eine erste Andrückvorrichtung mit Spiralfeder zeigt,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Treibscheibe nach der Erfindung mit unter schnittener Seilrille im Diametralschnitt,

Flg. 4 die Treibscheibe nach Fig· 3 in einer Vorderansicht,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Treibscheibe nach der Erfindung mit unterschnittener Seilrille in einer Stirnansicht und teilweise im Radialschnitt,

Figo 6 eine andere Ausführungsform des Treibscheibentriebwerkes nach der Erfindung, bei dem zwei gleiche Treibscheiben nach der Erfindung einer vierten Ausführungsform kombiniert sind, die ein zusammengesetztes Seilrillenprofil haben, wobei oben eine Vorderansicht und unten eine Innenansicht bei abgenommenem zweiten, ringförmigen Scheibenteil dargestellt ist,

Fig. 7 ein bei den Treibscheiben des Triebwerkes nach Fig. 6 verwendetes zusammengesetztes Seilrillenprofil nach der Erfindung,

Fig. 8 eine komparative Darstellung der Flanken- und Bodenabnutzung der in Fig. 7 gezeigten Seilrille,

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Fig« 9 eine schematische Darstellung der Ausfütterung einer Seilrille mit glattem bzwo unterschnittenem bzw. zusammengesetztem Profil,

Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel einer bei den Treibscheiben nach Fig. 6 verwendeten Andrückvorrichtung mit Blattfeder im Schnitt,

Figo 11 die Kombination von zwei gleichen Treibscheiben nach der Erfindung mit zusammengesetztem Rillenprofil in einer fünften Ausführungsform, teils in einer Vorderansicht und teils in einer Innenansicht ₀ und

Fig. 12 eine dritte, bei den Treibscheiben der

Fig_e 11 verwendete Andrückvorrichtung mit kreisbogenförmigen Blattfedern im Schnitt.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Treibscheibentriebwerk 10 besteht aus zwei, von einem Gehäuse umschlossenen Treibscheiben 11 und 12, von denen die erstere mit einer üblichen, zum Beispiel trapezförmigen Rille versehen ist, während die zweite nach der Erfindung ausgestaltet ist. Die zweite Treibscheibe 12 besteht aus einem ersten Scheibenteil 13» das von einer am Gehäuse gelagerten Achse getragen wird, und aus einem zweiten, ringförmigen Scheibenteil 14, das von dem ersten Scheibenteil 13 getragen und In seiner Drehbewegung mitgenommen wirdo

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Die Antriebswelle des Treibscheibentriebwerkes ist mit der ersten Treibscheibe 11 drehfest verbunden und im Gehäuse drehbar gelagert, während der erste Scheibenteil 13 der zweiten Treibscheibe 12 z.B. mit Rollenlagern auf einer am Gehäuse festsitzenden Achse drehbar gelagert ist. Beide Treibscheiben 11 und 12 sind durch zwei Zahnkränze miteinander gekuppelt, die an den Umfangsrändern der Treibscheiben angeordnet sind und miteinander im Eingriff stehen. Hierdurch wird auch die Scheibe 12 über die Treibscheibe 11 von der Antriebswelle angetrieben und wirkt bei der Drehmomentübertragung mit.

Die beiden Scheibenteile 13 und 14 der zweiten Treibscheibe 12 sind mit je einem Teil der Seilrille versehen. Ein erster, auf dem Scheibenteil 13 angeordneter Rillenteil 13a besteht aus einer ringförmigen, zu der Scheibenachse senkrechten Fläche und aus einer ebenfalls rinförmigen, zur Scheibenachse parallelen Fläche, während der andere, auf dem Scheibenteil befindliche Rillenteil 14a lediglich aus einer ring« förmigen, zu der Scheibenachse senkrechten Fläche besteht .

Der von dem Scheibenteil 13 getragene ringförmige Scheibenteil 14 wird von mehreren, über den Umfangsrand gleichmäßig verteilten Andrückvorrichtungen gegen den Scheibenteil 13 gedrückt. Jede Andrückvorrichtung weist eine Schraubendruckfeder 16 auf, die eine Haltebuchse 17 umgibt. Die Haltebuchse 17 hat eine abgesetzte Bohrung 18 und einen Endflansch 19, gegen dessen Innenfläche sich die Feder 16 abstützt. Die

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Buchse 17 wird von einer Schraube 22 in Stellung gehalten, deren Kopf am. Absatz 20 der Innenbohrung der Buchse 17 anliegt. Die Schraube 22 geht durch eine Bohrung 23 des ringförmigen Scheibenteiles 14 hindurch und ist in eine Gewindebohrung des Scheibenteiles 13 unmittelbar unterhalb der Seilrille 13a, 14a eingeschraubt. Dabei ist in der Bohrung des Scheibenteiles 14 eine Abstandhülse 24 mit einem kleinen radialen Spiel eingelegt, welche den Scheibenteil 14 in einem kleinen Abstand von der Haitebuchse 17 hält.

In dem Zwickel zwischen den beiden Treibscheiben 11 und 12 ist an derjenigen Stelle, die dem Mittelpunkt des Umschlingungsbogens gegenüberliegt, mit dem das Seil die Treibscheibe 12 umschlingt, eine Spreizrolle 25 angeordnet, die mit ihrem Umfangsrand 25a zwischen die beiden, zu der Scheibenachse senkrechten Seilrillenflächen eingreift und welche dazu dient, die Scheibenteile 13 und 14 in einem bestimmten Abstand voneinander zu halten, so daß das Seil ungehindert in die Rille erlaufen und aus dieser auslaufen kann·

In dor Nähe der geometrisch vorbestimmten Stelle, an der das Seil von der zweiten Treibscheibe 12 abläuft, sind zwei quer zum Seil verstellbare Lenkelemente 26 und 27 angeordnet. Diese Lenkelemente treten der Wirkung der Sellstelfigkeit entgegen, die sich aus der elastischen Steifigkeit und aus der Relbungsstelfigkelt zusammensetzt. Ohne die Führung der Lenkelemente 26 und 27 würde das Seil sonst bei seinem Ablauf von der Scheibe 12 infolge der Elastizität der zur Ursprung«

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lichen Form zurückstrebenden Drähte nach außen und infolge der gegenseitigen Reibung der Drähte nach innen ausweichen.

An die Lenkelemente 26 und 27 schließt sich ein Führungsrohr 29 an, das am Gehäuse 28 befestigt ist und welches das Seil bis zu seinem Austritt aus dem Treibscheibentriebwerk führt und verhindert, daß das Seil an einer Treibscheibe oder am Gehäuse entlangstreift und hierbei eine Treibscheibe oder das Seil beschädigt wird. Ein ähnliches, dem gleichen Zweck dienendes Rohr 30 ist zwischen der Eintrittsstelle des Seiles in das Treibscheibentriebwerk und dessen Auflaufstelle auf die erste Treibscheibe 11 angeordnet.

Bei der dargestellten Ausführungsform kann es vorkommen, daß aufgrund eines unregelmäßigen Verschleißes der Seiloberfläche der zweite Scheibenteil 14 geringfügig verdreht und/oder radial verschoben wird und hierdurch die Abstandhülse 24 berührt. Die hierbei entstehende Reibung zwischen den AbstandhüTsen und der Innenwand der Bohrungen 23 kann die Wirkung der Klemmelemente beeinträchtigen oder ganz aufheben, so daß die Treibfähigkeit der Treibscheibe dann um die den Rillenflanken erfindungsgemäß zugewiesene Haftreibung kleiner wird.

Diese Schwierigkeit ist bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform dadurch vermieden, daß der hier mit 32 bezeichnete zweite Scheibenteil nicht wie bei der Ausführungsform naoh Fig„ 1 und 2 lediglich durch radial symmetrische Komponenten der auf der Seiloberfläche «wirksamen Reibungskräfte in

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derjenigen Stellung gehalten wird, die sich am besten | zur übertragung des Drehmomentes eignet, sondern daß \ der zweite Scheibenteil 32 von einem zur Scheibenachse f parallelen Vorsprung 33 des ersten Schei'benteiles 31 j getragen wird« Um eiti« einwandfreie Wirkung der An- |

drückelemente zu gewährleisten, sind Kugeln 34 vorge- | sehen, welche in zylindrischen Rillen gelagert sind, deren eine Hälfte in dem ersten Scheibenteil 31 und deren andere Hälfte koaxial zur ersten Hälfte in dem zweiten Scheibenteil 32 angeordnet ist und die einander paarweise gegenüberstehen. Hierdurch kann sich der zweite Scheibenteil 32 nahezu reibungslos gegenüber dem ersten Scheibenteil 31 in axialer Richtung bewegen, aber diesem gegenüber sich nicht verdrehen. Damit die Kugeln 34 aus ihren Rillen nicht herausfallen können, ist am ersten Scheibenteil 31 eine Scheibe 45 befestigt,, welche die Rillen 35, 36 an ihrer Vorderseite teilweise abdeckt.

Wenn die einseitige Neigung des zweiten Scheibenteils 32 gegen eine radiale Ebene unerwünscht ist und wenn man bei der Kraftübertragung nachteilige Momente vermeiden will» welche durch die außermittige Anordnung der Kugeln 34 gegenüber der Seilebene entstehen, so kann man nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die in Figo 5 gezeigt ist, zwei symmetrisch zueinander auf je einer Reihe Kugeln 39 gelagerte Scheibenteile 37 und 38 vorsehen« Hierbei können die Kugeln

39 paarweise in einander gegenüber angeordneten Rillen

40 und 41 in Axialrichtung rollen, die auf dem Innen- \ rand eines jeden Scheibenteiles 37, 38 bzw. auf dem ] Umfangsrand 42 eines dritten Scheibenteiles 43 gleich- \

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mäßig verteilt sind» Wie aus Pig, 5 hervorgeht, haben

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die Rillen 40 an den einander gegenüberliegenden Enden Je eine sphärische .Anschlagfläche, während die Rille 41 an ihren beiden Enden ebenfalls eine sphärische Anschlagfläche 44a bzw. 44b aufweist. Hierdurch ist ein Herausfallen der Kugel 39 ausgeschlossene

Man erkennt aus Fig. 5» daß die beiden Scheibenteile 37 und 38 infolge des Druckes der hier nicht näher dargestellten Feder in Abhängigkeit vom Seildurchmes-Ber und von der Breite des Umfangsrandes 25a der Spreizrolle 25 aus Symmetriegründen die gleiche Neigung gegen die Scheibenmitte annehmen, so daß sich die aus der Kugelexzentrizität ergebenden Momente gegenseitig aufheben.

Die Anordnung der Treibscheiben des Treibscheibentriebwerkes nach der Erfindung ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nicht willkürlich. Das belastete Seil 31 muß zunächst auf die Scheibe 11 mit trapezförmiger Rille auflaufen, da diese Scheibe keinerlei Treibfähigkeit entwickelt, wenn sie als zweite Treibscheibe angeordnet ist und das von ihr ablaufende Seil nicht unter Last steht. Das Treibscheibentriebwerk nach Fig. 1 kann deshalb nur dann gebraucht werden, wenn das auf die Treibscheibe 11 auflaufende Seil unter Last steht. In diesem Fall kann eine an dem Seil 31 hängende Last P gehoben oder gesenkt werden, das Seilende 31 kann aber nicht ohne Last in Richtung des Pfeiles zurücklaufen.

In den Figuren 6 bB 10 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Treibscheibentriebwerk aus zwei nach der Erfindung lausgestalteten Treibscheiben 52 und 51 besteht, von denen jeder eine Spreizrolle

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bzw. 54 und ein Paar Lenkelemente 55a, 55b, bzw. 56a, 56b zugeordnet sind*

Bei dieser Ausführungsform kann die Last an dem einen oder anderen Seilende befestigt sein, so daß die einseitige Zugbeanspruchung in Richtung des Pfeiles X oder in Richtung des Pfeiles Y wirkt. Die in Bezug auf eines der Seilenden jeweils zweite Treibscheibe hat eine eigene, von dem Seilzug unabhängige Treibfähigkeit und wirkt in beiden Belastungsfällen mit der anderen Treibscheibe bei der Übertragung des Drehmomentes mit. Das Treibscheibentriebwerk nach Fig. 6 kann deshalb nicht nur eine Last heben oder senken, gleichviel, ob diese an dem einen oder anderen Seilende angreift, sondern es kann auch eine Last waagerecht entlang eines nicht gespannten Seiles in der einen oder in der anderen Richtung bewegen.

In den Figuren 7 und 8 ist eine Seilrille 57 dargestellt, welche siehaus Abschnitten der drei gebräuchlichsten Rillenformen zusammensetzt und zwar aus denjenigen, welche die größte Treibfähigkeit bei dem kleinsten Verschleiß haben, wobei die Treibfähigkeit einem (Haft)- Reibbeiwert JU und somit, über einen Formkoeffizienten K~ der Reibungszahl AJ proportional ist. Hierzu ist auf folgendes hinzuweisen:

Eine Seilrille mit viereckigem Profil hat den kleinsten, nur von der Materialbeschaffenheit der Reibfläche und deren Zustand abhängigen Reibungsbeiwert U · Für Drahtseile auf Gußeisen kann y£/== 0,09 betragen. Hierbei l%idet das Seil sehr danänter, daß der untere Teil sich auf

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Rillenboden plattdrückt. Ferner ist der Verschleiß der Sellrllle beträchtlich, da der auf einen sehr schmalen Streifen konzentrierten Normalkraft ein hoher spezifischer Druck entspricht.

Eine halbrunde Rille paßt sich am besten der Umfangsflache des Seiles an und hat einen etwas größeren, aber bei weitem nicht den größten Reibungsbeiwert, z.B. fJL = 0,15« Der Verschleiß hält sich in Grenzen und ist, wie der entsprechende spezifische Druck,annähernd parabolisch über die halbrunde Kontaktfläche verteiltx

Eine unterschnittene Rille hat zwar einen günstigeren Reibungsbeiwert, der fast doppelt so

\ groß ist wie der Reibungsbeiwert der halbrunden

• Rille. Der Verschleiß ist jedoch größer als bei

X einer halbrunden Rille, weil d»s auch paraboli-

^s sehe Andruckdiagramm einen mittleren, das Seil

\ mit Normalkräften stützenden Teil nicht hat.

j Der spezifische Druck ist deshalb hier größer«

Die trapezförmige Keilrille hat zwar die größte ; Treibfähigkeit, die etwa das zwei- bis vierfache

der halbrunden und etwa das drei- bis fünffache

■ der viereckigen, geraden Rille beträgt, sie er

zeugt jedoch einen raschen Verschleiß des Seiles und der Rillenflanken, wodurch wiederum der Reibungsbeiwert im Vergleich zu dem der unterschnittenen Rille kleiner wird«.

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Auch die oben beschriebene Rillenform läßt in Bezug auf die Treibfähigkeit etwas zu wünschen übrig. Der Reibungsbeiwert ist tatsächlich gegenüber dem der glatten Rille etwas größer, aber nur dank dem erfindungsgemäßen Anpreßdruck.

Die oben erwähnte, bei der vierten Ausführungsform der Erfindung verwendete und in Fig. 7 dargestellte Seilrille 57 setzt sich aus folgenden Abschnitten zusammens

Der Rillenboden befindet sich auf dem ersten Scheibenteil 59 und hat einen kreisbogenförmigen, mit dem Seil konzentrischen Abschnitt 58, der sich über einen von der Scheibenmitte aus-= gehenden, dem zweiten Scheibentel zugewandt*η Zentrumswinkel von 30° erstreckt und sic> an der dem zweiten Scheibenteil zugewandton Seite unter einem stumpfen Winkel und an der anderen Seite tangential an je einen geraden, axial gerichteten Abschnitt 58a bzwo 58b anschließt.

Die erste und die zweite Flankenpartie gehören zu dem ersten bzw. dem zweiten Scheibenteil 59 bzw. 60 und entsprechend im Querschnitt zwei einander gegenüberliegenden, kreisbogenförmigen, zu dem Seil konzentrischen Abschnitten 61 und 62, die sich über einen Zentrumswinkel von 30^c erstrecken und deren Mitte auf einem in Axialrichtung der Scheiben verlaufenden Durchmesser legt» Diese Abschnitte 61 und 62 schließen sich nach unten und nach oben an je zwei gerade Abschnitte 61a, 61b bzw. 62a, 62b tangential an,

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die mit der Scheibenmitte einen Winkel von 15° bilden und über eine Abrundung auf zwei gerade, radial gerichtete, nach außen abgerundete Linien übergehen.

Die Wirkung und die Vorteile der einzelnen Rillenabschnitte sind ersichtlich:

Das Seil 63 wird zum größten Teil von dem Rillenboden 58 im Bereich des kreisbogenförmigen Abschnittes und vom benachbarten Teil des tangential angeschlossenen geraden Abschnittes 58b getragen« Somit ruft einerseits der dem Seilzug entsprechende Andruck des Seiles auf dem kreisbogenförmigen Teil der Kontaktfläche des Rillenbodens Reibungskräfte hervor, welche wie bei der halbrunden Rille nach einem parabolischen Diagramm verteilt, aber nur in dessen halben, vorteilhaftesten Mittelteil enthalten sind· Das Seil wird deshalb nicht wie bei ebener Rillenbodenfläche plattgedrückt.

Andererseits widersetzt sich der angeschlossene gerade Abschnitt dem seitlichen, axial gerichteten, von dem bogenförmigen Rillenabschnitt 62 des zweiten Scheibenteiles 60 übertragenen Schub nicht. Deshalb können sich in den beiden gegenüberliegenden, bogenförmigen Rillenflankenabschnitten 61 und 62 Haftreibungskräfte entwickeln, welche auch nach einem paraboIisehen Diagramm verteilt in deren mittlerem Teil auftreten und hierdurch die BerüfctEungsflachen am besten schonen_o

Bei näherer Betrachtung des Drehmoment-Übertragungsvorganges erkennt man jedoch, daß das dem Zug unter-

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worfene Seil 63 in umso größerem Maße oval wird, je größer der Seilzug ist. Hierdurch übt es seinen Druck mehr auf die untere Hälfte der kreisbogenförmigen Abschnitte und auf die anliegenden, schrägen Abschnitte der Flanken aus. Der gesamten Treibfähigkeit der Flanken entspricht dann ein günstigerer Reibungsbeiwert AJs= 0,35 (für Drahtseile auf gußeisernen Scheiben). Hiermit ist jedoch nicht ein größerer Verschleiß verbunden, wie dies normalerweise bei Keilrillen der Fall ist, denn die Andrückwirkung und die sich aus dem hohen Druck ergebende starke Verformung des Seiles wird ja durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung begrenzt. Wenn die axiale Komponente der zu einer Rillenflanke normalen Kraft die Kraft der Federn übersteigt, dann drückt sie die Scheibenteile 59 und 60 so weit auseinander, daß der seitliche Anpreßdruck des Seiles 63 so weit verringert wird, daß er mit der Federkraft im GIei chgewicht steht.

Diese günstige Wirkung der unteren, geneigten Flankenflächen 61a, 62a bleibt auch dann bestehen, wenn ein gewisser, gegenüber normalen Rillen jedoch sehr geringer Verschleiß aufgetreten ist. Wie es das Beispiel der Fig. 5 zeigt, entspricht einem Verschleiß des Rillenbodens von 0,3 mm ein seitlicher Verschleiß von nur 0,08 mm, wobei die Ausgestaltung der Rille und die durch die Erfindung erreichte, begrenzte Keilwirkung praktisch unverändert bleiben.

Durch die Ausgestaltung der oberen Hälfte 61b, 62b der Flankenabschnitte wird das sogenannte "Seilschleichen" praktisch beseitigt, denn eine Wanderung des Seiles kann nur in dem sehr kleinen, durch die Ovalisierung

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des Seiles freigewordene Raum stattfinden, da sich die Flankenflächen 61, 61b, 62, 62b einem weiteren Seilklettern widersetzen. Ferner kann das Seil 63 an der Einlaufstelle in die Rille frei einlaufen und an der Auslaufstelle die Rille frei verlassen, da die radial gerichteten Endflächen der Seilrille von der dort zu diesem Zweck angeordneten Spreizrolle 53 zur Seite geschoben werden.

Fig. 9 zeigt Rillen nach der Erfindung, die mit einem abriebfesten Material 64 mit höherem Reibungsbeiwert belegt sind.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Treibscheibentriebwerk wird der Anpreßdruck auf die Scheibenteile durch eine Andrückvorrichtung erzeugt, die in Fig. 10 näher dargestellt ist. Die Andrückvorrichtung setzt sich aus einem oder mehreren, an dem ersten Scheibenteil 59 angeordneten Andrückelementen 65 zusammen. Hierbei besteht jedes Andrückelement 65 aus einer oberhalb der Nabe 66 angeschraubten Blattfeder, die aus einer oder mehreren Federlagen bestehen kann. Zur Gewichtsersparnis wird eine Bauart bevorzugt, bei der die Breite der Blattfedern konstant und ihr Profil nach einer kubischen Parabel geformt ist. Diese Art der Feder hat eine in Längsrichtung konstante Widerstandsfähigkeit und erzeugt bei geringstem Gewicht die größte Federkraft* Eine solche Feder ist übrigens konstruktiv nicht sehr aufwendig, denn sämtliche für ein oder mehrere Treibscheibentriebwerke erforderlichen Blattfedern können von einer einzigen, vorgefertigten Stange aus Federstahl abgeschnitten werden*

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Jede Feder ist ursprünglich kreisbogenförmig, und der Radius des Kreisbogens ist so gewählt, daß die auf dem Scheibenumfang verteilte Federkraft bei flach zurtickgebogenen Federn auf das Seil 63 den zum günstigsten Betrieb des Treibscheibentriebwerkes vorbestimmten Druck auszuüböii vermag. Außerdem ist die Andrückvorrichtung nach Fig. 10 deshalb bemerkenswert, weil sie wie beider ersten Ausführungsform den erforderlichen Anpreßdruck auf das Seil "von innen" statt "von außen" ausübt, wie dies dann der Fall ist, wenn der Anpreßdruck von im Gehäuse gelagerten Druckrollen auf die Treibscheiben ausgeübt wird. Hierdurch wird jede Lagerreibung in den Druckrollen ausgeschaltet. Außerdem bietet diese Ausführungsform nach Fig. 10 folgende Vorteiles

1.) Die Federkraft eines jeden Andrückelementes 65 ist innerhalb eines sehr weiten Bereiches von ON bis zur Streckgrenze einstellbar. Die Andrückvorrichtung kann deshalb bei Seilen verwendet werden, für welche je nach Art und Durchmesser ein ganz verschiedener Anpreßdruck zulässig ist.

2.) Die Kraft eines jeden Andrückelementes 65 kann in dem ganzen Bereich von 0 N bis zur Streckgrenze durch einfaches Anziehen oder Lockern der Halte- und Einstellschraube 67 mit größter Genauigkeit eingestellt werden und den erforderlichen Druck erzeugen und konstant aufrechterhalten, da die Wirkung des Andrückelementes 65 durch keinerlei Reibungskräfte eingeschränkt oder gehemmt wird«

3.) Der Raumbedarf des Gehäuses des Treibscheibentriebwerkes ist etwa um ein Drittel geringer als bei Verwendung von anderen Federn, da die Blattfedern nur eine geringe Höhe haben. Das Treibscheibentriebwerk ist deshalb sehr handlich, was oftmals für die Auswahl der einen oder anderen Ausführung ausschlaggebend ist.

4.) Das Treibscheibentriebwerk hat nur ein geringes Gewicht, da Blattfedern in Vergleich zu Federn anderer Art von gleicher Kraft und gleicher elastischer Durchbiegung ein geringeres Gewicht haben, denn das Material wird ja, anders als bei Schraubenfedern u.dgl., in den einander folgenden, quer zur Federachse liegenden Querschnitten gleichmäßig und nur in ,seiner Biegeebene beansprucht. Außerdem sind keinerlei Zubehörteile erforderlich, und das Gehäuse selbst hat nur eine geringe Tiefe.

5.) Der Gestehungspreis eines Andrückelementes ist gegenüber dem Gestehungspreis der Andrückelemente mit anderen Federn wesentlich geringer, da er nur von der Blattfeder bestimmt wird, die mit Ausnahme der Halte- und Einstellschraube und dem hierfür erforderlichen Gewinde keine Zubehörteile hat und keine Montagekosten erfordert.

6o) Das Andrückelement nach der Erfindung kann infolge.-seiner in weiten Grenzen möglichen Einstellbarkeit in einem bestimmten Treibscheiben-

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triebwerk für verschiedenartige und verschieden dicke Seile verwendet werden. Die gleichen Federn können auch bei Treibscheibentriebwerken mit verschiedener Treibfähigkeit eingesetzt werden, wodurch eine serienmäßige Anfertigung möglich ist und hierdurch die Herstellungskosten weiter gesenkt und die Kosten für Lagerhaltung nahezu vollständig eliminiert werden können.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 hat der zweite, ringförmige Scheibenteil 60 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Er wird von allen ^Federn 65 gleichzeitig getragen und in dem der Spreizrolle 53 gegenüberliegenden Bereich gegen das Seil 63 gepreßt. Hierbei ist die der Achse des zweiten Scheibenteiles 60 zugewandte Innenfläche 68 des Ringes 60, die sich gegen eine an den freien Enden der Federn 65 angeordnete Schulter 69 abstützt, gegen diese Achse unter einem flachen Winkel β derart geneigt, daß diese Innenfläche 68 bei einem bestimmten Durchmesser der Spreizrolle 53 und einem durchschnittlichen Wert des Seildurchmessers zu der Achse des ersten Scheibenteiles 59 parallel ist und sich in einem kleinen Abstand von dem auf dem Umfang des Scheibenteiles 59 liegenden Rillenboden 58 befindet. Folglich ist die zu der Innenfläche 68 senkrecht angeordnete Rillenflanke 62 zu der Mittelebene des ersten Scheibenteiles 59 im wesentlichen parallel und zu der Mittelebene des zweiten Scheibenteiles 60 unter dem selben Winkel β geneigt, dessen Wert durch die Formel

\ /Q = arc sin

/ D

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zu ermitteln ist (Fig. 7 und 8). Hierbei ist si die Breite der Spreizrolle 53» d der durchschnittliche Seildurchmesser und D der dem Kontaktpunkt der Spreizrolle 53 und des zweiten Scheibenteiles 60 entsprechende Durchmesser.

In den Figuren 11 und 12 ist eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Seil 70 noch mehr geschont wird, da es beim Durchlauf durch das Triebwerk nicht wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit S-förmiger Seilführung einer Gegenbiegung ausgesetzt ist.

¥ie aus den Figuren 11 und 12 hervorgeht, besteht das Treibscheibentriebwerk aus zwei gleichen, von einem Gehäuse umschlossenen Treibscheiben 71 und 72, welche mit je zwei Seilrillen 73 und 74 nach der Erfindung versehen sind. Jede Treibscheibe 71 und 72 besteht aus einem mit einer im Gehäuse gelagerten Welle drehschlüssig verbundenQi ersten Scheibenteil 75 und aus zwei ringförmigen Scheibenteilen 76 und 77, die von dem ersten Scheibenteil 75 getragen und in ihrer Drehbewegung von dieser mitgenommen werden.

Die Mittelebenen der Treibscheiben 71 und 72 sind gegeneinander unter einem Winkel oC derart geneigt, daß die diesen beiden Ebenen gemeinsame Gerade durch die Mittelpunkte von zwei übereinanderliegenden Querschnitten der ersten, zu je einer Treibscheibe gehörenden Seilrillen geht. Die Größe des Winkels oC ist aus folgender Formel abzuleiten:

= arc sin -^ s

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wobei d die axiale Entfernung der Mittelpunkte der auf dem ersten Scheibenteil aneinanderliesenden Seil- I

i rillenteile und D der zu dem Mittelpunkt einer Seil- |

rille gehörende Treibscheibendurchmesser ist. Das Seil f 70 kann somit völlig frei und ohne jeden seitlichen

Zwang von der einen Treibscheibe auf die andere über- I

gehen und zweimal um das Treibscheibenpaar laufen. Un- j mittelbar vor dem Seileinlauf in die erste Seilrille j

der ersten Treibscheibe 71 und nach dem Seilablauf von der zweiten Seilrille der zweiten Treibscheibe 72 sind zwei Paare von Lenkelementen angeordnet, die den Lenkelementen 55a, 55b; 56a, 56b der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ähnlich sind. Außerdem sind zwei leicht gebogene, quer zum Seil verstellbare Führungsrohre 78 und 79 vorgesehen. Die Lenkelemente dienen, wie oben bereits erwähnt, dazu, die Seil steif igl.eit zu beseitigen und die Führungsrohre führen dp.- Seil, wie in Fig. 11 gezeigt, an jeweils einer Treibscheibe derart vorbei, daß die Achsen beider Seilenden bei ihrem Ein- bzw. Austritt aus dem Gehäuse zusammenfallen.

Wie aus den Figuren 11 und 12 hervorgeht, sind beiden Treibscheiben 71 und 72 je zwei symmetrisch angeordnete Spreizrollen 81, 82 bzw. 82, 83 zugeordnet, die den Spreizrollen 53 und 5A- bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ähnlich sind. Die Andrückvorrichtungen 84 bestehen aus zu Dreiviertelringen zusammengebogenen Blattfederpaketen, welche Öffnungen im ersten Treibscheibenteil 75 durchgreifen und mit ihren Enden an den ringförmigen, äußeren Scheibenteilen 76 und 77 anliegen.. Die Andrückvorrichtungen 84 werden von Haltestiften 85 getragen, welche die ringförmigen Scheiben-

teile 76 und 77 durchdringen und in hierfür vorgesehene Bohrungen 86 des inneren Scheibenteiles 75 eingesteckt oder eingeschraubt sind.

Beide Treibscheibenwellen ragen auf der gleichen Seite des Gehäuses heraus, und auf ihren Verlängerungen sind Zahnräder festgekeilt, die gemeinsam von einem auf der Antriebswelle gelagerten Ritzel angetrieben werden. Hierdurch drehen sich beide Treibscheiben 71 und 72 im gleichen Sinn und mit derselben Geschwindigkeit und wirken beiden bei der Übertragung des Drehmomentes zusammen. Die Zahnräder sind zweckmäßig getrennt von den Treibscheiben 71 und 72 in einem eigenen, abgedichteten Gehäuse untergebracht, damit sie gehörig geschmiert werden können, ohne daß Schmiermittel an die Treibscheiben 71 und 72 gelangt, welches deren Treibfähigkeit beeinträchtigen könnte.

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Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE

   DlPU-ING. BUSCHHOFF

   DIPL.-ING. HENNICKE

   DIPL..ING. VOUBACH

   KÖLN/RH.
   KAISER.WILHELM-RING 24

   Reg.-Nr,

   I Ge 340 I KÖLN, den Aklonz., bitte gnpabon 18.5.1977

   Anm.: Greifzug Gesellschaft he/mn

   für Hebezeugbau mbH
   5060 Bergisch Gladbach

   Titel: Treibsoheibentriebwerk

   Ansprüche

   1.) Treibscheibentriebwerk mit einer Treibscheibe, insbesondere für Mehrzweckzuge mit durchlaufendem Zugseil, wobei die Treibscheibe aus zwei gegeneinander geneigten Scheibenteilen besteht, von denen jeder an seinem Umfangsrand einen Seilrillenteil trägt, und die Scheibenteile an dem das Seil tragenden Scheitelpunkt ihres Umfangsrandes gegeneinander gepreßt werden und in der Nähe des Umfangsrandes der Scheibenteile mehrere elastisch nachgiebige Andrückvorrichtungen auf der Oberfläche der Scheibenteile verteilt angeordnet sind und die Scheibenteile an mindestens einer dem das Seil tragenden Scheitelpunkt gegenüberliegenden Stelle durch eine Spreizvorrichtung auseinandergedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem ers⁴en Scheibenteil (13 bzw. 31 bzw. 37) getragene Seilrillenteil (13a) mindestens eine zu der Scheibenachse parallele Fläche aufweist, und daß der von dem zweiten Scheibenteil (14 bzw. 32 bzwo 38) getragene Seil-

   l·

   { - II -

   rillenteil (I4a) mindestens eine zu der Scheiben-

   : achse senkrechte Fläche aufweist.

   | 2.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß sich das zu. der Scheibenach-

   " se parallele Segment, welches im Querschnitt zu

   der von dem ersten Scheibenteil getragenen, zu der Scheibenachse parallelen Seilrillenfläche entspricht, an der zu dem zweiten Scheibenteil zugewandten Seite an eine kreisbogenförmige, mit dem Seil konzentrische Linie (61) tangential anschließt, und daß die zu der Scheibenachse senkrechten Segmente, welche im Querschnitt den von beiden Scheibenteilen getragenen, zu der Scheibenachse senkrechten Seilrillenflächen entsprechen, ober eine Abrundung zu je einem von der Scheibenmitte divergierenden Segment zugehen, welches sich an seinem unteren Ende an je eine kreisbogenförmige, mit dem Seil konzentrische Linie (62) "tangential anschließt, deren Achse zu der Scheibenachse parallel ist und zu deren unterem Ende je ein zu der Scheibenmitte konvergierendes Segment tangential angeordnet ist.

   3·) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Seilrillenflanken aus einem einen höheren Reibungskoeffizient aufweisenden Material (64) bestehen.

   4·) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückvorrichtungen (16, 17 bzwo 65 bzw. 84), welche beide Scheiben-

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   - Ill -

   teile (13» 14 bzw. 59, 60 bzw, 75, 76, 77) gegeneinander pressen, mit der Treibscheibe drehschlüssig verblinden sind und sich unmittelbar oder mittelbar auf beide Scheibenteile stützen.

   5.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheibenteil (14 bzw. bzw. 32) ringförmig ist und auf dem anderen, mit der Scheibenachse fest verbundenen Scheibenteil (13 bzw. 31 bzw. 59) drehschlüssig und axialbeweglich gelagert ist,

   6.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheibenteile (37 u_e
   38 bzw. 76 u. 77) ringförmig sind und auf einem anderen, mit der Scheibenachse fest verbundenen Scheibenteil (43 bzw. 75) drehschlüssig ur^r".
   axialbeweglich gelagert sind.

   7r) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Andrückvorrichtung aus mindestens einer einteiligen oder mehrteiligen
   Blattfeder (65 bzw. 84) besteht, welche einen zweiten Scheibenteil (60 bzw« 76 u. 77) gegen den ersten Scheibenteil in der Nähe seines das Seil tragenden Umfangsrandes preßt.

   8.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Andrückvorrichtung aus mindestens einer einteiligen oder mehrteiligen
   Blattfeder (65 bzw. 84) besteht, deren Enden sich auf Je einen Scheibenteil (60 baw. 76, 77) stützen und welche durch einen oder mehrer Zapfen
   (67 bzw. 85) mit den Scheibenteilen axialbeweg-Iich verbunden ist.

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   ι j

   -IV-

   9.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibscheibe (12 bzw. 52 bzw. 72) mit einer zweiten Treibscheibe (11,bzw. 51 bzw. 71) mitwirkt, welche bei derselben Geschwindigkeit der ersten Treibscheibe drehbeweglich ist.

   10.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Treibscheibe mittels zweier auf ihrem Umfangsrand befindlicher Zahnkränze drehbeweglich verbunden sind, wobei die Zahnkränze miteinander oder mit einem Ritzel im Eingriff stehen.

   11·) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Treibscheibe (51) die gleiche Ausbildung hat wie die erste Treibscheibe (52).

   12.) Treibscheibentriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Treibscheiben mit zwei oder mehreren Seilrillen versehen sindo

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