EP0538630B1 - Drive for a cable winch - Google Patents

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Publication number
EP0538630B1
EP0538630B1 EP19920116135 EP92116135A EP0538630B1 EP 0538630 B1 EP0538630 B1 EP 0538630B1 EP 19920116135 EP19920116135 EP 19920116135 EP 92116135 A EP92116135 A EP 92116135A EP 0538630 B1 EP0538630 B1 EP 0538630B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
drive
transmission
stage
mechanism according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19920116135
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0538630A1 (en
Inventor
Winfried Felder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuerstlich Hohenzollernsche Werke Laucherthal & Co GmbH
Original Assignee
Fuerstlich Hohenzollernsche Werke Laucherthal & Co GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Fuerstlich Hohenzollernsche Werke Laucherthal & Co GmbH filed Critical Fuerstlich Hohenzollernsche Werke Laucherthal & Co GmbH
Publication of EP0538630A1 publication Critical patent/EP0538630A1/en
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Publication of EP0538630B1 publication Critical patent/EP0538630B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation

Definitions

  • winch is also intended to include winches with other pulling means.
  • Planetary gears are often used to drive a drum of a winch.
  • the wide spread of planetary gears is due to their compact design and great flexibility with regard to the required translations.
  • a planetary gear is also already adapted to the hollow cylindrical shape of the winch drum because of its design.
  • the output planet carrier is held on the frame of the cable winch, so that the output planet wheels of the output stage serving as a reaction member for the winch drum can only rotate about their own fixed axes.
  • the drive motor with holding brake is located on the same side of the housing.
  • the drive takes place through the sun gears of the output stage to the internal drive planetary stage.
  • the internally toothed ring gears of the two planetary stages are connected to each other in a torsionally rigid manner and establish the coupling between the two planetary stages. They form a gearbox, which is arranged inside the winch drum and connected to it in a torsionally rigid manner.
  • a cable winch with a drive via such a planetary coupling gear is known from the German published application DE-OS 26 01 244.
  • the drum of the cable winch is driven by a motor, usually a hydraulic or hydraulic motor.
  • a motor usually a hydraulic or hydraulic motor.
  • the drive torques of several smaller motors are sometimes brought together by a suitable summation gear and fed to the planetary gear. Due to the engine characteristics, especially the Available drive power and the high gear ratio required to achieve maximum cable pull, as well as the limited speed controllability for hydrostatic drives, namely pumps and motors, as well as other speed and load limits due to the design, the working range of such a cable winch is defined within narrow limits.
  • the frequently used hydraulic or hydraulic motors also only rotate at a very low speed. In this operating state, they are difficult to regulate and mostly run unevenly.
  • the desirable high rope speed for retracting the empty hook or lifting light loads is also limited by the motor / transmission characteristics.
  • a drum drive for cranes with one or more cable drums is known.
  • the cable drums are driven by several electric motors connected to one another by a superposition gear and possibly also a reduction gear.
  • Two motors are arranged coaxially one behind the other in a cable drum, and between them there is a multi-stage reduction and superposition gear with planet gears, the last stage of which drives the cable drum is used only for reduction.
  • this reduction and superposition gear consists of two planetary stages, namely a superposition and a reduction stage driving the cable drum.
  • Such a simple reduction and superimposition gearbox is likely to pose problems, particularly in the case of heavy load lifting, or it must be particularly large in order to avoid it.
  • the adaptability to different applications with the most varied drive motors is very limited.
  • the invention is intended to provide a drive for a cable winch of the generic type, by means of which the disadvantages known from the prior art are reduced or avoided.
  • the usable speed range of a cable winch is to be expanded, in particular the cable speed is to be increased for lifting light loads and for pulling in the idling cable.
  • the purpose is to optimize the power flow within the gearbox of the cable winch.
  • the advantage of the present invention lies in the fact that, in addition to a first drive motor, the torque of which is transmitted to a drum of a cable winch via a main gear designed as a planetary gear, a second drive motor with at least one additional planetary stage for superimposing the torques or speeds of the two drive motors and a second transmission are provided, the main transmission, the superposition stage and the second transmission for distributing the torque applied by the drive motors being designed as a (superposition) coupling transmission.
  • the main gear and the second gear form a coupling gear, which is driven via the superposition stage.
  • the training as a coupling gear allows a compact design and the application of high with uniform power flow distribution in the gear Torques.
  • the adaptability to the different drive motors is improved compared to a simple, two-stage gear.
  • the coupling gear is advantageously designed as a pure planetary gear and installed in a space-saving manner in the drum of the cable winch.
  • a cable winch which is equipped with the drive according to the invention can be operated like a conventional cable winch when the second drive motor is switched off.
  • the second drive motor is switched on, its speed is superimposed on the speed of the first drive motor in the superposition stage before or after the introduction into the second transmission, and thus the rope speed with the appropriate design of the second motor and the superposition stage, as well as the second transmission.
  • this results in a considerable shortening of the work cycles and thus an increase in the work performed by the lifting and pulling devices, thus increasing their cost-effectiveness.
  • At least one ring gear or planet carrier of the main gear and at least one ring gear or planet carrier of the second gear, in particular the respective ring gears, are connected in a torsionally rigid manner to the drum of the cable winch.
  • the coupling via the ring gears represents a structurally simple and therefore elegant solution.
  • the main gear or the second gear or both can be expanded at the same time by additional planetary stages, the ring gears of which are then each connected rigidly to the drum.
  • multi-stage (superposition) coupling gears which are optimally adapted to the respective application, can be realized in a modular manner from individual planetary stages with suitable gear ratios or ratios.
  • Such a (superimposed) coupling gear is preferably designed as a purely planetary gear, whereby the additional use of other suitable types of gear is not excluded from the outset.
  • the speed range of the cable winch can be expanded with the aid of the coupling gear according to the invention in order to achieve the high cable speed which is desirable in the part-load and idle mode of the cable winch.
  • a suitable gradation when the first drive motor is at a standstill a fine lift or, by using both drive motors in combination, a heavy load lift is possible in order to be able to carry out sensitive lifting processes with high demands on the control accuracy of the rope speed or to be able to lift heavy loads.
  • each sun gear of the main transmission is designed as a hollow shaft through which a drive shaft of the first drive motor extends.
  • the sun gear of the superposition stage is driven by means of this drive shaft, while the torque of the second drive motor is introduced via the ring gear of the same superposition stage.
  • the output of the superimposition stage takes place in this embodiment via the common web of the planet gears of the superimposition stage to the planetary stages which may be connected up to the output stage and via the latter Ring gear on the winch drum, wherein the ring gear of the output stage can be torsionally rigidly connected to the ring gears of further planetary stages.
  • the second drive motor can drive the planetary web of the superposition stage, so that the output to the main transmission takes place via its ring gear.
  • the second transmission with at least one planetary stage its sun gear is driven by the second drive motor.
  • the ring gear of this planetary stage is preferably connected to the drum of the cable winch in a torsionally rigid manner, but can in principle also be supported on the frame of the cable winch.
  • the web of the planet gears of this stage is then designed as an output web for the ring gear of the superposition stage and is coupled to the main gear.
  • Both drive motors are preferably designed as hydraulic or hydraulic motors. Because of their high power density, hydraulic or hydraulic motors are very light and compact. A combination of other, suitable drive motors is also conceivable in principle. Furthermore, the second drive motor is advantageously mounted on the side of the cable winch frame opposite the first drive motor. If the main gear unit and the second gear unit are designed as pure planetary gear units, the drive shafts of the two drive motors lie opposite one another in alignment.
  • the first drive motor drives the sun gear of the superposition stage and the second drive motor via Spur gear in this case the externally toothed ring gear of the same superposition stage.
  • this second drive motor could drive the planet carrier of the superposition stage provided with external teeth.
  • the superposition stage is thus extended by a spur gear.
  • a plurality of drive motors each via its own drive pinion, can drive the ring gear provided with external teeth or the planet carrier of the superimposition stage.
  • braking devices are seated on one or more or all drive shafts, which are advantageously designed as multi-disc brakes.
  • the superimposition gearbox according to the invention opens up the possibility of combining the second drive motor with a multi-disc brake which, like the motor, can also act directly on the ring gear or the planetary web of the superimposition stage. It is particularly advantageous to arrange further planetary stages between the superposition stage and such a brake in order to reduce the torque to be absorbed by the brake. As a result, the necessary friction surface of the disks can be reduced and the disk brake can therefore be dimensioned smaller.
  • a cable winch 1 which has a drum 2 rotatably mounted relative to a frame 3 of the cable winch 1 with an internal superimposing coupling gear 100, which consists of a single-stage main gear 20, a superimposing stage 52 coupled therewith and a second, single-stage gear 80 exists.
  • An arrow marked “ ⁇ " indicates the direction of force of a load hanging on the winch rope.
  • a hydraulic motor 15 drives the sun gear 53 of the superposition stage 52 via a drive shaft 16.
  • the output web 54 of the planet gears 55, 56 of the superposition stage 52 forms, together with the sun gear 23 of the planet stage 22 of the main transmission 20, a hollow shaft through which the drive shaft 16 extends.
  • the rotational movement of the sun gear 53 is transmitted from the output web 54 through this hollow shaft to the associated sun gear 23 and the planet gears 25, 26 of the output planetary stage 22.
  • the planet gears of this first planetary stage 22 of the main transmission 20 are supported on the frame 3 of the cable winch 1, ie only rotatable about their own axes 24. They thus form the reaction element of the superimposed coupling gear 100.
  • the planet gears 25, 26 and 27 supported on the frame 3 are finally at one internally toothed ring gear 28 of the same planetary stage 22 in meshing engagement.
  • the ring gear 28 is in turn non-rotatably connected to the drum 2, for example by screwing.
  • a second drive motor 45 which in the present exemplary embodiment is also designed as a hydraulic motor, is arranged. It drives the ring gear 58 of the superposition stage 52 via its drive shaft 46 mounted in the frame 3 and the second gear 80.
  • the output web 54 in this case the planetary web, the superimposed rotary movements of the two hydraulic motors 15 and 45 are transmitted to the main transmission 20 and, via its ring gear 28, to the drum 2 of the cable winch 1.
  • the second gear 80 is designed as a single-stage planetary gear 72, the sun gear 73 of which is driven by the second drive motor 45 via the drive shaft 46.
  • the output to the ring gear 58 of the superposition stage 52 takes place via the planetary web 74 of the second gear 80.
  • the entire superimposed coupling gear 100 is enclosed by a connecting bell 8, with which the ring gear 28 of the first planetary stage 22 and the ring gear 78 of the second gear 80 are connected in a rotationally fixed manner, for example by screwing.
  • the bell 8 is rotatably mounted directly on the planet carrier 24 connected to the frame 3 of the main transmission 20 and connected to the drum 2 in a torsionally rigid manner.
  • This construction enables an almost ideal, uniform branching of the power flows with subsequent merging in the connecting bell 8 via the ring gears 28 and 78 of the main gear 20 and the second gear 80 connected to it in a torsionally rigid manner.
  • the drive is built very compactly inside the drum 2.
  • the selected construction with the two drive motors 15 and 45 lying opposite one another and their aligned drive shafts 16 and 46 as well as their merging by means of the superposition step 52 benefit the stability of the construction.
  • the winch drive is therefore almost exclusively subjected to torsion.
  • 3 disk brakes 6 and 7 are arranged on the drive shafts 16 and 46 on opposite sides of the frame.
  • the second brake 7, which is used to hold the drive shaft 46 of the second drive motor 45, does not need to absorb the entire reaction torque of the drum 2, but only the torque from the superposition stage 52, reduced by the reduction of the second gear 72.
  • the main transmission 20 or the second transmission 80 or both can be connected to additional planetary stages at the same time.
  • Corresponding exemplary embodiments are shown in FIGS. 2 and 3.
  • the rotary movement of the driven sun gear 53 of the superposition stage 52 is in turn via the planetary web 54 to the sun gear connected to it in a torsionally rigid manner 33 of the subsequent additional planetary stage 32 and finally transmitted from their planetary land 34 to the torsionally rigidly connected sun gear 23 of the output planetary stage 22 of the main transmission 20.
  • the planetary land 54 of the superposition stage 52 forms together with the sun gear 33 the additional planetary stage 32 of the main gear 20, a hollow shaft.
  • the drive shaft 16 Due to the two hollow shafts arranged one behind the other, the drive shaft 16 extends from the first drive motor 15 to the sun gear 53 of the superposition stage 52.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 2 with a two-stage main transmission 20 is a typical example of how the cable speed can be increased in part-load or idling mode by switching on a second drive motor 45.
  • the mode of operation of such an arrangement is shown by way of example in FIG. 5.
  • the main motor in this case the first drive motor 15, has reached its maximum speed at a cable speed of 100% in accordance with the cable pull / cable speed diagram shown with linearly increasing motor speed n1 and is then still operated at this speed. With a given motor 15 and a given gear reduction, the highest possible cable speed is reached. Depending on the available drive power, the motor pressure p1 drops at around 50% rope speed with a further increasing motor speed n1.
  • the second drive motor 45 is switched on at the maximum rope speed of 100% that can be achieved with a single drive motor 15. This results in an additional drive via the planetary stage 72 of the second gear 80 to the superposition stage 52. As the speed n2 of the second drive motor 45 increases, its engine pressure p2 gradually decreases together with the engine pressure p1 of the first drive motor 15.
  • the cable speed can be increased continuously in a stepless manner in accordance with the power hyperbole as the cable pull slowly falls.
  • the second gear 80 has a two-stage design with a first planetary stage 62 and a second planetary stage 72, both of which are connected in a rotationally rigid manner via their respective ring gears 68 and 78 via the gearbox 8 to the main transmission 20 and the drum 2 a heavy-duty stroke can be realized either with appropriate dimensioning of the entire cable winch 1 or very fine regulation of very slow cable speeds with the second and stationary first drive motor 45 or 15 running.
  • FIGS. 1 to 3 show a superimposed coupling gear 100 with three planetary stages 22, 52 and 72, which is additionally equipped with a spur gear 51 for superimposing the torques of three drive motors 15 and 45.
  • all drive motors 15 and 45 are arranged on the same end face of the cable winch 1.
  • the first drive motor 15 drives the sun gear 53 of the superposition stage 52.
  • the torque of two further drive motors 45 is transmitted via drive pinions 59 to the ring gear 58 provided with external teeth of the same superposition stage.
  • this ring gear 58 can be produced, for example, as an internally and externally toothed ring gear or can be composed of an internally toothed and an externally toothed ring gear which are connected to one another in a torsionally rigid manner.
  • the drive pinions 59 are rotatably mounted on the drive shafts 46 in a spur gear housing 4 which is connected to the frame 3 of the winch 1.
  • this ring gear 58 is rotatably mounted in this spur gear housing 4 via a cup-shaped support 57.
  • the free link of the superposition stage 52 - in this case the planet carrier 54 - is connected to the sun gear 73 of the second gear 72 in this exemplary embodiment.
  • the described embodiment is not limited to the use of three drive motors 15 or 45, but can also be used using a first drive motor 15 with a single further drive motor 45 or with a plurality of drive motors 45, in particular arranged in a star shape around the first drive motor 15 Come into play.
  • This arrangement of drive motors due to the comparatively large diameter of the cable winch 1 compared to the motors, in most cases the motors will not require any additional space.

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Description

Mit dem Begriff der Seilwinde sollen auch Winden mit anderen Zugmitteln umfaßt sein. Für den Antrieb einer Trommel einer Seilwinde finden vielfach Planetengetriebe Verwendung. Die weite Verbreitung von Planetengetrieben ist auf deren kompakte Bauweise und große Flexibilität hinsichtlich der erforderlichen Übersetzungen zurückzuführen. Ein Planetengetriebe ist außerdem wegen seiner Bauform bereits der hohlzylindrischen Form der Windentrommel angepaßt.The term winch is also intended to include winches with other pulling means. Planetary gears are often used to drive a drum of a winch. The wide spread of planetary gears is due to their compact design and great flexibility with regard to the required translations. A planetary gear is also already adapted to the hollow cylindrical shape of the winch drum because of its design.

Üblicherweise ist der Abtriebsplanetenträger am Rahmen der Seilwinde festgehalten, so daß die als Reaktionsglied dienenden Abtriebsplanetenräder der Abtriebsstufe zur Windentrommel lediglich um ihre eigenen ortsfesten Achsen rotieren können. Auf der gleichen Seite des Gehäuses befindet sich der Antriebsmotor mit Haltebremse. Bei einem beispielsweise zweistufigen Planetengetriebe erfolgt der Antrieb durch die Sonnenräder der Abtriebsstufe hindurch auf die innenliegende Antriebsplanetenstufe. Die innenverzahnten Hohlräder der zwei Planetenstufen sind miteinander drehsteif verbunden und stellen die Kopplung zwischen den beiden Planetenstufen her. Sie bilden einen Getriebetopf, der innerhalb der Windentrommel angeordnet und mit dieser drehsteif verbunden ist. Eine Seilwinde mit einem Antrieb über solch ein Planeten-Koppelgetriebe ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 26 01 244 bekannt.Usually, the output planet carrier is held on the frame of the cable winch, so that the output planet wheels of the output stage serving as a reaction member for the winch drum can only rotate about their own fixed axes. The drive motor with holding brake is located on the same side of the housing. In a two-stage planetary gear, for example, the drive takes place through the sun gears of the output stage to the internal drive planetary stage. The internally toothed ring gears of the two planetary stages are connected to each other in a torsionally rigid manner and establish the coupling between the two planetary stages. They form a gearbox, which is arranged inside the winch drum and connected to it in a torsionally rigid manner. A cable winch with a drive via such a planetary coupling gear is known from the German published application DE-OS 26 01 244.

Bei den üblichen Ausführungsformen von Seilwindenantrieben erfolgt der Antrieb der Trommel der Seilwinde durch einen Motor, meistens einen Hydraulik- oder Hydromotor. Bei größeren Seilwinden werden zum Teil auch die Antriebsmomente mehrerer kleinerer Motoren durch ein geeignetes Summierungsgetriebe zusammengeführt und dem Planetengetriebe zugeleitet. Durch die Motorcharakteristik, insbesondere die verfügbare Antriebsleistung und die erforderliche hohe Getriebeuntersetzung zur Erzielung eines maximalen Seilzuges, sowie die begrenzte Drehzahl-Regelbarkeit bei hydrostatischen Antrieben, nämlich Pumpen und Motoren, sowie weitere durch die Konstruktion bedingte Drehzahl- und Lastgrenzen, wird der Arbeitsbereich solch einer Seilwinde in engen Grenzen festgelegt. Beim Heben großer Lasten mit sehr kleinen Seilgeschwindigkeiten drehen die häufig verwendeten Hydraulik- oder Hydromotoren ebenfalls nur mit sehr kleiner Drehzahl. Sie sind in diesem Betriebszustand schwer regelbar und laufen zumeist ungleichmäßig. Am anderen Ende des Arbeitsbereichs ist die wünschenswert hohe Seilgeschwindigkeit zum Einziehen des Leerhakens oder zum Heben geringer Lasten ebenso durch die Motor/Getriebe-Charakteristik begrenzt.In the usual embodiments of cable winch drives, the drum of the cable winch is driven by a motor, usually a hydraulic or hydraulic motor. In the case of larger cable winches, the drive torques of several smaller motors are sometimes brought together by a suitable summation gear and fed to the planetary gear. Due to the engine characteristics, especially the Available drive power and the high gear ratio required to achieve maximum cable pull, as well as the limited speed controllability for hydrostatic drives, namely pumps and motors, as well as other speed and load limits due to the design, the working range of such a cable winch is defined within narrow limits. When lifting large loads with very low rope speeds, the frequently used hydraulic or hydraulic motors also only rotate at a very low speed. In this operating state, they are difficult to regulate and mostly run unevenly. At the other end of the work area, the desirable high rope speed for retracting the empty hook or lifting light loads is also limited by the motor / transmission characteristics.

Aus der DE-OS 30 41 504 ist ein Trommelantrieb für Krane mit einer oder mehreren Seiltrommeln bekannt. Die Seiltrommeln werden von mehreren miteinander durch ein Überlagerungsgetriebe und gegebenenfalls noch ein Untersetzungsgetriebe verbundenen elektrischen Motoren angetrieben. In einer Seiltrommel sind zwei Motoren hintereinander koaxial angeordnet, und zwischen ihnen befindet sich ein mehrstufiges Untersetzungs- und Überlagerungsgetriebe mit Planetenrädern, dessen letzte, die Seiltrommel antreibende Stufe nur der Untersetzung dient. Beim Antrieb einer einzigen Seiltrommel durch zwei Motoren besteht dieses Untersetzungs- und Überlagerungsgetriebe aus zwei Planetenstufen, nämlich einer Überlagerungs- und einer die Seiltrommel antreibenden Untersetzungsstufe. Ganz besonders beim Schwerlasthub dürfte solch ein einfaches Untersetzungs- und Überlagerungsgetriebe Probleme aufwerfen, oder es muß zu deren Vermeidung besonders groß dimensioniert sein. Ferner ist die Anpaßbarkeit an unterschiedliche Einsatzfälle mit den verschiedensten Antriebsmotoren sehr begrenzt.From DE-OS 30 41 504 a drum drive for cranes with one or more cable drums is known. The cable drums are driven by several electric motors connected to one another by a superposition gear and possibly also a reduction gear. Two motors are arranged coaxially one behind the other in a cable drum, and between them there is a multi-stage reduction and superposition gear with planet gears, the last stage of which drives the cable drum is used only for reduction. When a single cable drum is driven by two motors, this reduction and superposition gear consists of two planetary stages, namely a superposition and a reduction stage driving the cable drum. Such a simple reduction and superimposition gearbox is likely to pose problems, particularly in the case of heavy load lifting, or it must be particularly large in order to avoid it. Furthermore, the adaptability to different applications with the most varied drive motors is very limited.

Durch die Erfindung soll ein Antrieb für eine Seilwinde der gattungsgemäßen Art geschaffen werden, durch den die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermindert oder vermieden werden. Der nutzbare Drehzahlbereich einer Seilwinde soll erweitert werden, insbesondere soll die Seilgeschwindigkeit zum Anheben leichter Lasten und zum Einziehen des leerlaufenden Seils erhöht werden. Ferner wird bei gleichzeitigem Antrieb durch zwei Motoren eine Optimierung des Kraftflusses innerhalb des Getriebes der Seilwinde bezweckt.The invention is intended to provide a drive for a cable winch of the generic type, by means of which the disadvantages known from the prior art are reduced or avoided. The usable speed range of a cable winch is to be expanded, in particular the cable speed is to be increased for lifting light loads and for pulling in the idling cable. Furthermore, with the simultaneous drive by two motors, the purpose is to optimize the power flow within the gearbox of the cable winch.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the subject matter of patent claim 1.

Die Unteransprüche sind auf weitere vorteilhafte und zweckmäßige, nicht glatt selbstverständliche Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.The subclaims are directed to further advantageous and expedient, not smoothly self-evident embodiments of the invention.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin begründet, daß zusätzlich zu einem ersten Antriebsmotor, dessen Drehmoment über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Hauptgetriebe auf eine Trommel einer Seilwinde übertragen wird, ein zweiter Antriebsmotor mit zumindest einer zusätzlichen Planetenstufe zur Überlagerung der Drehmomente bzw. Drehzahlen der beiden Antriebsmotoren und ein zweites Getriebe vorgesehen sind, wobei das Hauptgetriebe, die Überlagerungsstufe und das zweite Getriebe zur Verteilung des durch die Antriebsmotoren aufgebrachten Drehmoments als (Überlagerungs-)Koppelgetriebe ausgebildet sind. Durch die Verwendung solch einer Überlagerungsstufe lassen sich die Drehzahlen und somit die Leistung beider Antriebskomponenten stufenlos überlagern. Das Hauptgetriebe und das zweite Getriebe bilden ein Koppelgetriebe, das über die Überlagerungsstufe angetrieben wird. Die Ausbildung als Koppelgetriebe gestattet bei gleichmäßiger Kraftflußverteilung im Getriebe eine kompakte Bauweise und das Aufbringen hoher Drehmomente. Die Anpaßbarkeit an die unterschiedlichen Antriebsmotoren wird gegenüber einem einfachen, zweistufigen Getriebe verbessert.The advantage of the present invention lies in the fact that, in addition to a first drive motor, the torque of which is transmitted to a drum of a cable winch via a main gear designed as a planetary gear, a second drive motor with at least one additional planetary stage for superimposing the torques or speeds of the two drive motors and a second transmission are provided, the main transmission, the superposition stage and the second transmission for distributing the torque applied by the drive motors being designed as a (superposition) coupling transmission. By using such an overlay stage, the speeds and thus the performance of both drive components can be continuously overlaid. The main gear and the second gear form a coupling gear, which is driven via the superposition stage. The training as a coupling gear allows a compact design and the application of high with uniform power flow distribution in the gear Torques. The adaptability to the different drive motors is improved compared to a simple, two-stage gear.

Das Koppelgetriebe ist vorteilhafterweise als reines Planetengetriebe ausgebildet und platzsparend in der Trommel der Seilwinde eingebaut. Eine Seilwinde, die mit dem erfindungsgemäßen Antrieb ausgerüstet ist, kann bei abgeschaltetem zweiten Antriebsmotor wie eine herkömmliche seilwinde betrieben werden. Sollten jedoch außerordentlich hohe Seilgeschwindigkeiten gewünscht sein, beispielsweise um eine große Seillänge bei Leerhaken einzuholen, wird der zweite Antriebsmotor zugeschaltet, seine Drehzahl der Drehzahl des ersten Antriebsmotors in der Überlagerungsstufe vor oder nach der Einleitung in das zweite Getriebe überlagert und somit die Seilgeschwindigkeit bei entsprechender Auslegung des zweiten Motors und der Überlagerungsstufe sowie des zweiten Getriebes wesentlich erhöht. Dies bringt bei großen Seillängen eine erhebliche Verkürzung der Arbeitszyklen und damit eine Erhöhung der Arbeitsleistung der Hub- und Zuggeräte mit sich, erhöht also deren Wirtschaftlichkeit.The coupling gear is advantageously designed as a pure planetary gear and installed in a space-saving manner in the drum of the cable winch. A cable winch which is equipped with the drive according to the invention can be operated like a conventional cable winch when the second drive motor is switched off. However, if extraordinarily high rope speeds are desired, for example in order to catch up a large rope length with empty hooks, the second drive motor is switched on, its speed is superimposed on the speed of the first drive motor in the superposition stage before or after the introduction into the second transmission, and thus the rope speed with the appropriate design of the second motor and the superposition stage, as well as the second transmission. In the case of long rope lengths, this results in a considerable shortening of the work cycles and thus an increase in the work performed by the lifting and pulling devices, thus increasing their cost-effectiveness.

Bei einem besonders vorteilhaften Koppelgetriebe sind zumindest ein Hohlrad oder Planetenträger des Hauptgetriebes und zumindest ein Hohlrad oder Planetenträger des zweiten Getriebes, insbesondere die jeweiligen Hohlräder, drehsteif mit der Trommel der Seilwinde verbunden. Dadurch ergibt sich eine günstige Verzweigung der von den beiden Antriebsmotoren ausgehenden Kraftflüsse innerhalb des gesamten Überlagerungs-Koppelgetriebes mit anschließender Zusammenführung beider Kraftflüsse in der als Kopplungsglied ausgebildeten Trommel oder einer drehsteif mit der Trommel verbundenen Verbindungsglocke. Die Kopplung über die Hohlräder stellt eine konstruktiv einfache und daher elegante Lösung dar.In a particularly advantageous coupling gear, at least one ring gear or planet carrier of the main gear and at least one ring gear or planet carrier of the second gear, in particular the respective ring gears, are connected in a torsionally rigid manner to the drum of the cable winch. This results in a favorable branching of the power flows emanating from the two drive motors within the entire superimposed coupling transmission with subsequent merging of both power flows in the drum designed as a coupling member or a connecting bell connected to the drum in a torsionally rigid manner. The coupling via the ring gears represents a structurally simple and therefore elegant solution.

Wahlweise können das Hauptgetriebe oder das zweite Getriebe oder beide gleichzeitig jeweils um weitere Planetenstufen erweitert werden, deren Hohlräder dann jeweils drehsteif mit der Trommel verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich modulartig aus einzelnen Planetenstufen mit geeignet zu wählenden Unter- bzw. Übersetzungsverhältnissen vielstufige (Überlagerungs-)Koppelgetriebe, die den jeweiligen Einsatzzwecken optimal angepaßt sind, realisieren.Optionally, the main gear or the second gear or both can be expanded at the same time by additional planetary stages, the ring gears of which are then each connected rigidly to the drum. In this way, multi-stage (superposition) coupling gears, which are optimally adapted to the respective application, can be realized in a modular manner from individual planetary stages with suitable gear ratios or ratios.

Bevorzugterweise ist solch ein (Überlagerungs-)Koppelgetriebe als reines Planetengetriebe ausgebildet, wodurch jedoch der zusätzliche Einsatz anderer geeigneter Bauformen von Getrieben nicht von vornherein ausgeschlossen ist.Such a (superimposed) coupling gear is preferably designed as a purely planetary gear, whereby the additional use of other suitable types of gear is not excluded from the outset.

Einerseits kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Koppelgetriebes der Drehzahlbereich der Seilwinde erweitert werden, um die im Teillast- und Leerlaufbetrieb der Seilwinde wünschenswerten hohen Seilgeschwindigkeit zu erzielen. Andererseits ist bei geeigneter Stufung bei stillstehendem ersten Antriebsmotor ein Feinhub bzw. durch kombinierten Einsatz beider Antriebsmotoren ein Schwerlasthub möglich, um sensible Hubvorgänge mit hohen Anforderungen an die Steuerungsgenauigkeit der Seilgeschwindigkeit durchführen bzw. schwere Lasten anheben zu können.On the one hand, the speed range of the cable winch can be expanded with the aid of the coupling gear according to the invention in order to achieve the high cable speed which is desirable in the part-load and idle mode of the cable winch. On the other hand, with a suitable gradation when the first drive motor is at a standstill, a fine lift or, by using both drive motors in combination, a heavy load lift is possible in order to be able to carry out sensitive lifting processes with high demands on the control accuracy of the rope speed or to be able to lift heavy loads.

Erfindungsgemäß ist jedes Sonnenrad des Hauptgetriebes als Hohlwelle ausgebildet, durch die sich eine Antriebswelle des ersten Antriebsmotors erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mittels dieser Antriebswelle das Sonnenrad der Überlagerungsstufe angetrieben, während das Drehmoment des zweiten Antriebsmotors über das Hohlrad der gleichen Überlagerungsstufe eingeleitet wird. Der Abtrieb der Überlagerungsstufe erfolgt bei dieser Ausführungsform über den gemeinsamen Steg der Planetenräder der Überlagerungsstufe auf die gegebenenfalls nachgeschalteten Planetenstufen bis zur Abtriebsstufe und über deren Hohlrad auf die Windentrommel, wobei das Hohlrad der Abtriebsstufe mit den Hohlrädern weiterer Planetenstufen drehsteif verbunden sein kann. Alternativ kann der zweite Antriebsmotor den Planetensteg der Überlagerungsstufe antreiben, so daß der Abtrieb zum Hauptgetriebe über deren Hohlrad erfolgt.According to the invention, each sun gear of the main transmission is designed as a hollow shaft through which a drive shaft of the first drive motor extends. In a preferred embodiment of the invention, the sun gear of the superposition stage is driven by means of this drive shaft, while the torque of the second drive motor is introduced via the ring gear of the same superposition stage. The output of the superimposition stage takes place in this embodiment via the common web of the planet gears of the superimposition stage to the planetary stages which may be connected up to the output stage and via the latter Ring gear on the winch drum, wherein the ring gear of the output stage can be torsionally rigidly connected to the ring gears of further planetary stages. Alternatively, the second drive motor can drive the planetary web of the superposition stage, so that the output to the main transmission takes place via its ring gear.

Bei einem vorteilhaften Aufbau des zweiten Getriebes mit zumindest einer Planetenstufe wird deren Sonnenrad durch den zweiten Antriebsmotor angetrieben. Das Hohlrad dieser Planetenstufe ist, wie bereits erwähnt, bevorzugterweise drehsteif mit der Trommel der Seilwinde verbunden, kann grundsätzlich jedoch auch am Rahmen der seilwinde abgestützt sein. Der Steg der Planetenräder dieser Stufe ist dann als Abtriebssteg zum Hohlrad der Überlagerungsstufe ausgebildet und mit dem Hauptgetriebe gekoppelt.In an advantageous construction of the second transmission with at least one planetary stage, its sun gear is driven by the second drive motor. As already mentioned, the ring gear of this planetary stage is preferably connected to the drum of the cable winch in a torsionally rigid manner, but can in principle also be supported on the frame of the cable winch. The web of the planet gears of this stage is then designed as an output web for the ring gear of the superposition stage and is coupled to the main gear.

Beide Antriebsmotoren sind bevorzugterweise als Hydraulik- bzw. Hydromotoren ausgebildet. Hydro- oder Hydraulikmotoren bauen wegen ihrer hohen Leistungsdichte sehr leicht und kompakt. Eine Kombination anderer, geeigneter Antriebsmotoren ist jedoch grundsätzlich auch denkbar. Weiterhin ist der zweite Antriebsmotor in vorteilhafter Weise auf der dem ersten Antriebsmotor gegenüberliegenden Seite des Rahmens der Seilwinde angebracht. Sind das Hauptgetriebe und das zweite Getriebe als reine Planetengetriebe ausgebildet, so liegen die Antriebswellen der beiden Antriebsmotoren einander fluchtend gegenüber.Both drive motors are preferably designed as hydraulic or hydraulic motors. Because of their high power density, hydraulic or hydraulic motors are very light and compact. A combination of other, suitable drive motors is also conceivable in principle. Furthermore, the second drive motor is advantageously mounted on the side of the cable winch frame opposite the first drive motor. If the main gear unit and the second gear unit are designed as pure planetary gear units, the drive shafts of the two drive motors lie opposite one another in alignment.

Andererseits entspricht es einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, alle Antriebsmotoren auf derselben Stirnseite des Windengehäuses anzuordnen, um die Länge des gesamten Antriebs möglichst gering zu halten. Dabei treiben der erste Antriebsmotor das Sonnenrad der Überlagerungsstufe und der zweite Antriebsmotor über ein Stirnrad das in diesem Falle außenverzahnte Hohlrad der gleichen Überlagerungsstufe an. Ebenso könnte dieser zweite Antriebsmotor den mit einer Außenverzahnung versehenen Planetenträger der Überlagerungsstufe antreiben. Die Überlagerungsstufe wird somit um ein Stirnradgetriebe erweitert. Vorteilhafterweise können statt einem einzigen zweiten Antriebsmotor auch mehrere Antriebsmotoren, jeweils über ein eigenes Antriebsritzel, das mit einer Außenverzahnung versehene Hohlrad bzw. den Planetenträger der Überlagerungsstufe antreiben.On the other hand, it corresponds to a further preferred embodiment of the invention to arrange all drive motors on the same end face of the winch housing in order to keep the length of the entire drive as short as possible. The first drive motor drives the sun gear of the superposition stage and the second drive motor via Spur gear in this case the externally toothed ring gear of the same superposition stage. Likewise, this second drive motor could drive the planet carrier of the superposition stage provided with external teeth. The superposition stage is thus extended by a spur gear. Advantageously, instead of a single second drive motor, a plurality of drive motors, each via its own drive pinion, can drive the ring gear provided with external teeth or the planet carrier of the superimposition stage.

Zum Festhalten der an der Seiltrommel hängenden Last sitzen auf einer oder auf mehreren bzw. allen Antriebswellen Bremseinrichtungen, die vorteilhafterweise als Lamellenbremsen ausgebildet sind.To hold the load hanging on the cable drum, braking devices are seated on one or more or all drive shafts, which are advantageously designed as multi-disc brakes.

Als weiteren Vorteil eröffnet das erfindungsgemäße Überlagerungsgetriebe die Möglichkeit der Kombination des zweiten Antriebsmotors mit einer Lamellenbremse, die wie der Motor auch direkt am Hohlrad oder dem Planetensteg der Überlagerungsstufe angreifen kann. Besonders vorteilhaft sind zwischen der Überlagerungsstufe und solch einer Bremse weitere planetenstufen angeordnet, um das von der Bremse abzufangende Drehmoment zu verringern. Dadurch kann die notwendige Reibfläche der Lamellen reduziert und die Lamellenbremse demzufolge kleiner dimensioniert werden.As a further advantage, the superimposition gearbox according to the invention opens up the possibility of combining the second drive motor with a multi-disc brake which, like the motor, can also act directly on the ring gear or the planetary web of the superimposition stage. It is particularly advantageous to arrange further planetary stages between the superposition stage and such a brake in order to reduce the torque to be absorbed by the brake. As a result, the necessary friction surface of the disks can be reduced and the disk brake can therefore be dimensioned smaller.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei werden weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung offenbart. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebes mit einem Überlagerungs-Koppelgetriebe aus drei Planetenstufen und mit zwei Hydraulikmotoren;
Fig. 2
ein Überlagerungs-Koppelgetriebe gemäß Fig. 1 mit einem vierstufigen Planetengetriebe;
Fig. 3
ein Überlagerungs-Koppelgetriebe gemäß Fig. 1 mit einem fünfstufigen Planetengetriebe;
Fig. 4
ein Überlagerungs-Koppelgetriebe mit dreistufigem Planetengetriebe und einem Stirnradantrieb für mindestens zwei Hydraulikmotoren; und
Fig. 5
ein Arbeitsbereichs-Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit von Seilgeschwindigkeit und Seilzug bei Einsatz von einem und von zwei Antriebsmotoren.
In the following, the invention is explained in detail by means of preferred embodiments with reference to the drawings. Further advantages and features of the present invention are disclosed. Show it:
Fig. 1
is a schematic representation of a drive according to the invention with a superposition coupling gear from three planetary stages and with two hydraulic motors;
Fig. 2
a superimposed coupling gear according to Figure 1 with a four-stage planetary gear.
Fig. 3
a superimposed coupling gear according to Figure 1 with a five-stage planetary gear.
Fig. 4
a superimposed coupling gear with a three-stage planetary gear and a spur gear drive for at least two hydraulic motors; and
Fig. 5
a working area diagram to show the dependency of rope speed and rope pull when using one and two drive motors.

In Fig. 1 ist eine Seilwinde 1 dargestellt, die eine gegenüber einem Rahmen 3 der Seilwinde 1 drehbar gelagerte Trommel 2 mit einem innenliegenden Überlagerungs-Koppelgetriebe 100 aufweist, das aus einem einstufigen Hauptgetriebe 20, einer damit gekoppelten Überlagerungsstufe 52 und einem zweiten, einstufigen Getriebe 80 besteht. Ein mit "<" gekennzeichneter Pfeil zeigt die Kraftrichtung einer am Windenseil hängenden Last an. Ein Hydraulikmotor 15 treibt über eine Antriebswelle 16 das Sonnenrad 53 der Überlagerungsstufe 52 an. Der Abtriebssteg 54 der Planetenräder 55, 56 der Überlagerungsstufe 52 bildet zusammen mit dem Sonnenrad 23 der Planetenstufe 22 des Hauptgetriebes 20 eine Hohlwelle, durch die sich die Antriebswelle 16 erstreckt.In Fig. 1, a cable winch 1 is shown, which has a drum 2 rotatably mounted relative to a frame 3 of the cable winch 1 with an internal superimposing coupling gear 100, which consists of a single-stage main gear 20, a superimposing stage 52 coupled therewith and a second, single-stage gear 80 exists. An arrow marked "<" indicates the direction of force of a load hanging on the winch rope. A hydraulic motor 15 drives the sun gear 53 of the superposition stage 52 via a drive shaft 16. The output web 54 of the planet gears 55, 56 of the superposition stage 52 forms, together with the sun gear 23 of the planet stage 22 of the main transmission 20, a hollow shaft through which the drive shaft 16 extends.

Die Drehbewegung des Sonnenrades 53 wird vom Abtriebssteg 54 durch diese Hohlwelle auf das damit verbundene Sonnenrad 23 und die Planetenräder 25, 26 der Abtriebsplanetenstufe 22 übertragen. Die Planetenräder dieser ersten Planetenstufe 22 des Hauptgetriebes 20 sind am Rahmen 3 der seilwinde 1 abgestützt, d.h. nur um ihre eigenen Achsen 24 drehbar, gelagert. Sie bilden somit das Reaktionsglied des Überlagerungs-Koppelgetriebes 100. Die am Rahmen 3 abgestützten Planetenräder 25, 26 und 27 stehen schließlich mit einem innenverzahnten Hohlrad 28 der gleichen Planetenstufe 22 in kämmendem Eingriff. Das Hohlrad 28 wiederum ist mit der Trommel 2, beispielsweise durch Verschrauben, drehfest verbunden.The rotational movement of the sun gear 53 is transmitted from the output web 54 through this hollow shaft to the associated sun gear 23 and the planet gears 25, 26 of the output planetary stage 22. The planet gears of this first planetary stage 22 of the main transmission 20 are supported on the frame 3 of the cable winch 1, ie only rotatable about their own axes 24. They thus form the reaction element of the superimposed coupling gear 100. The planet gears 25, 26 and 27 supported on the frame 3 are finally at one internally toothed ring gear 28 of the same planetary stage 22 in meshing engagement. The ring gear 28 is in turn non-rotatably connected to the drum 2, for example by screwing.

An der dem ersten Antriebsmotor 15 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 3 ist ein zweiter Antriebsmotor 45, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls als Hydraulikmotor ausgebildet ist, angeordnet. Er treibt über seine im Rahmen 3 gelagerte Antriebswelle 46 und das zweite Getriebe 80 das Hohlrad 58 der Überlagerungsstufe 52 an. Somit werden durch den Abtriebssteg 54, in diesem Fall den Planetensteg, die überlagerten Drehbewegungen der beiden Hydraulikmotoren 15 und 45 zum Hauptgetriebe 20 und über dessen Hohlrad 28 auf die Trommel 2 der Seilwinde 1 übertragen.On the side of the housing 3 opposite the first drive motor 15, a second drive motor 45, which in the present exemplary embodiment is also designed as a hydraulic motor, is arranged. It drives the ring gear 58 of the superposition stage 52 via its drive shaft 46 mounted in the frame 3 and the second gear 80. Thus, through the output web 54, in this case the planetary web, the superimposed rotary movements of the two hydraulic motors 15 and 45 are transmitted to the main transmission 20 and, via its ring gear 28, to the drum 2 of the cable winch 1.

Das zweite Getriebe 80 ist als einstufiges Planetengetriebe 72 ausgebildet, dessen Sonnenrad 73 durch den zweiten Antriebsmotor 45 über die Antriebswelle 46 angetrieben wird. Der Abtrieb zum Hohlrad 58 der Überlagerungsstufe 52 erfolgt über den Planetensteg 74 des zweiten Getriebes 80.The second gear 80 is designed as a single-stage planetary gear 72, the sun gear 73 of which is driven by the second drive motor 45 via the drive shaft 46. The output to the ring gear 58 of the superposition stage 52 takes place via the planetary web 74 of the second gear 80.

Das gesamte Überlagerungs-Koppelgetriebe 100 wird von einer Verbindungsglocke 8 umschlossen, mit der das Hohlrad 28 der ersten Planetenstufe 22 und das Hohlrad 78 des zweiten Getriebes 80 beispielsweise durch Verschrauben drehfest verbunden sind. Die Glocke 8 ist direkt auf dem mit dem Rahmen 3 verbundenen Planetenträger 24 des Hauptgetriebes 20 drehbar gelagert und mit der Trommel 2 drehsteif verbunden.The entire superimposed coupling gear 100 is enclosed by a connecting bell 8, with which the ring gear 28 of the first planetary stage 22 and the ring gear 78 of the second gear 80 are connected in a rotationally fixed manner, for example by screwing. The bell 8 is rotatably mounted directly on the planet carrier 24 connected to the frame 3 of the main transmission 20 and connected to the drum 2 in a torsionally rigid manner.

Diese Konstruktion ermöglicht eine nahezu ideale gleichmäßige Verzweigung der Kraftflüsse mit anschließender Zusammenführung in der Verbindungsglocke 8 über die damit drehsteif verbundenen Hohlräder 28 und 78 des Hauptgetriebes 20 und des zweiten Getriebes 80.This construction enables an almost ideal, uniform branching of the power flows with subsequent merging in the connecting bell 8 via the ring gears 28 and 78 of the main gear 20 and the second gear 80 connected to it in a torsionally rigid manner.

Der Antrieb baut sehr kompakt innerhalb der Trommel 2. Die gewählte Bauweise mit den beiden sich gegenüberliegenden Antriebsmotoren 15 und 45 und ihren fluchtenden Antriebswellen 16 und 46 sowie deren Zusammenführung durch die Überlagerungsstufe 52 kommt der Stabilität der Konstruktion zugute. Der Windenantrieb wird somit nahezu ausschließlich auf Torsion beansprucht.The drive is built very compactly inside the drum 2. The selected construction with the two drive motors 15 and 45 lying opposite one another and their aligned drive shafts 16 and 46 as well as their merging by means of the superposition step 52 benefit the stability of the construction. The winch drive is therefore almost exclusively subjected to torsion.

Zum Festhalten der an der Trommel 2 hängenden Last sind auf den Antriebswellen 16 und 46 an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 3 Lamellenbremsen 6 und 7 angeordnet. Dabei braucht die zweite Bremse 7, die zum Festhalten der Antriebswelle 46 des zweiten Antriebsmotors 45 dient, nicht das gesamte Reaktionsmoment der Trommel 2 abzufangen, sondern lediglich das Drehmoment von der Überlagerungsstufe 52, reduziert um die Untersetzung des zweiten Getriebes 72.To hold the load hanging on the drum 2, 3 disk brakes 6 and 7 are arranged on the drive shafts 16 and 46 on opposite sides of the frame. The second brake 7, which is used to hold the drive shaft 46 of the second drive motor 45, does not need to absorb the entire reaction torque of the drum 2, but only the torque from the superposition stage 52, reduced by the reduction of the second gear 72.

Um die Motordrehzahl eines der beiden Antriebsmotoren 15 oder 45 bzw. beider gleichzeitig noch höher zu untersetzen, können dem Hauptgetriebe 20 oder dem zweiten Getriebe 80 oder aber beiden gleichzeitig weitere Planetenstufen zugeschaltet werden. In den Figuren 2 und 3 sind entsprechende Ausführungsbeispiele gezeigt.In order to reduce the engine speed of one of the two drive motors 15 or 45 or both at the same time even higher, the main transmission 20 or the second transmission 80 or both can be connected to additional planetary stages at the same time. Corresponding exemplary embodiments are shown in FIGS. 2 and 3.

Das ansonsten mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel baugleiche Überlagerungs-Koppelgetriebe 100 nach Fig. 2 besitzt ein Hauptgetriebe 20 mit einer zweiten Planetenstufe 32. Die Drehbewegung des angetriebenen Sonnenrades 53 der Überlagerungsstufe 52 wird wiederum über den Planetensteg 54 auf das damit drehsteif verbundene Sonnenrad 33 der nachfolgenden, zusätzlichen Planetenstufe 32 übertragen und von deren Planetensteg 34 schließlich zum damit drehsteif verbundenen Sonnenrad 23 der Abtriebsplanetenstufe 22 des Hauptgetriebes 20. Der Planetensteg 54 der Überlagerungsstufe 52 bildet zusammen mit dem Sonnenrad 33 der zusätzlichen Planetenstufe 32 des Hauptgetriebes 20 eine Hohlwelle. Das gleiche gilt für den Planetensteg 34, der zusätzlichen Planetenstufe 32 und das Sonnenrad 23 der Abtriebsplanetenstufe 22 des Hauptgetriebes. Durch die beiden hintereinander angeordneten Hohlwellen erstreckt sich die Antriebswelle 16 vom ersten Antriebsmotor 15 zum Sonnenrad 53 der Überlagerungsstufe 52.2 has a main transmission 20 with a second planetary stage 32. The rotary movement of the driven sun gear 53 of the superposition stage 52 is in turn via the planetary web 54 to the sun gear connected to it in a torsionally rigid manner 33 of the subsequent additional planetary stage 32 and finally transmitted from their planetary land 34 to the torsionally rigidly connected sun gear 23 of the output planetary stage 22 of the main transmission 20. The planetary land 54 of the superposition stage 52 forms together with the sun gear 33 the additional planetary stage 32 of the main gear 20, a hollow shaft. The same applies to the planetary web 34, the additional planetary stage 32 and the sun gear 23 of the output planetary stage 22 of the main transmission. Due to the two hollow shafts arranged one behind the other, the drive shaft 16 extends from the first drive motor 15 to the sun gear 53 of the superposition stage 52.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit zweistufigem Hauptgetriebe 20 ist ein typisches Beispiel dafür, wie durch Zuschalten eines zweiten Antriebsmotors 45 die Seilgeschwindigkeit im Teillast- bzw. Leerlaufbetrieb erhöht werden kann. Die Wirkungsweise solch einer Anordnung ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt. Der Hauptmotor, in diesem Fall der erste Antriebsmotor 15, hat gemäß dem dargestellten Seilzug/Seilgeschwindigkeits-Diagramm bei linear steigender Motordrehzahl n1 bei einer Seilgeschwindigkeit von 100 % seine maximale Drehzahl erreicht und wird dann weiterhin mit dieser Drehzahl betrieben. Bei vorgegebenem Motor 15 und vorgegebener Getriebeuntersetzung ist damit die höchst mögliche Seilgeschwindigkeit erreicht. Je nach zu Verfügung stehender Antriebsleistung sinkt der Motordruck p1 bei etwa 50 % Seilgeschwindigkeit bei weiter steigender Motordrehzahl n1. Bei abnehmendem maximalen Seilzug wird die Seilgeschwindigkeit bis auf den erreichbaren Endwert von 100% erhöht. Im dargestellten Beispiel wird bei der mit einem einzelnen Antriebsmotor 15 erreichbaren maximalen Seilgeschwindigkeit von 100 % der zweite Antriebsmotor 45 zugeschaltet. Dadurch erfolgt ein zusätzlicher Antrieb über die Planetenstufe 72 des zweiten Getriebes 80 zur Überlagerungsstufe 52. Während der Erhöhung der Drehzahl n2 des zweiten Antriebsmotors 45 sinkt dessen Motordruck p2 zusammen mit dem Motordruck p1 des ersten Antriebsmotors 15 allmählich ab.The exemplary embodiment according to FIG. 2 with a two-stage main transmission 20 is a typical example of how the cable speed can be increased in part-load or idling mode by switching on a second drive motor 45. The mode of operation of such an arrangement is shown by way of example in FIG. 5. The main motor, in this case the first drive motor 15, has reached its maximum speed at a cable speed of 100% in accordance with the cable pull / cable speed diagram shown with linearly increasing motor speed n1 and is then still operated at this speed. With a given motor 15 and a given gear reduction, the highest possible cable speed is reached. Depending on the available drive power, the motor pressure p1 drops at around 50% rope speed with a further increasing motor speed n1. As the maximum cable pull decreases, the cable speed is increased to the achievable final value of 100%. In the example shown, the second drive motor 45 is switched on at the maximum rope speed of 100% that can be achieved with a single drive motor 15. This results in an additional drive via the planetary stage 72 of the second gear 80 to the superposition stage 52. As the speed n2 of the second drive motor 45 increases, its engine pressure p2 gradually decreases together with the engine pressure p1 of the first drive motor 15.

In Abhängigkeit von der Untersetzung/Übersetzung des zweiten Getriebes 80 und der Motorcharakteristik des zweiten Antriebsmotors 45 kann die Seilgeschwindigkeit bei langsam sinkendem Seilzug entsprechend der Leistungshyperbel stufenlos beträchtlich erhöht werden.Depending on the reduction / transmission ratio of the second gear 80 and the motor characteristics of the second drive motor 45, the cable speed can be increased continuously in a stepless manner in accordance with the power hyperbole as the cable pull slowly falls.

Wird das zweite Getriebe 80, wie in Fig. 3 gezeigt, zweistufig ausgeführt mit einer ersten Planetenstufe 62 und einer zweiten Planetenstufe 72, die beide über ihre jeweiligen Hohlräder 68 bzw. 78 drehsteif über den Getriebetopf 8 mit dem Hauptgetriebe 20 und der Trommel 2 verbunden sind, so kann entweder bei entsprechender Dimensionierung der gesamten Seilwinde 1 ein Schwerlasthub realisiert werden oder aber eine sehr feine Regulierung sehr langsamer Seilgeschwindigkeiten bei laufendem zweiten und stillstehendem ersten Antriebsmotor 45 bzw. 15.If the second gear 80, as shown in FIG. 3, has a two-stage design with a first planetary stage 62 and a second planetary stage 72, both of which are connected in a rotationally rigid manner via their respective ring gears 68 and 78 via the gearbox 8 to the main transmission 20 and the drum 2 a heavy-duty stroke can be realized either with appropriate dimensioning of the entire cable winch 1 or very fine regulation of very slow cable speeds with the second and stationary first drive motor 45 or 15 running.

Fig. 4 zeigt ein Überlagerungs-Koppelgetriebe 100 mit drei Planetenstufen 22, 52 und 72, das zur Überlagerung der Drehmomente dreier Antriebsmotoren 15 und 45 zusätzlich mit einem Stirnradgetriebe 51 ausgerüstet ist. Um den gesamten Antrieb, d.h. Getriebe und Motoren, möglichst kurz halten zu können, sind alle Antriebsmotoren 15 und 45 auf derselben Stirnseite der Seilwinde 1 angeordnet. Der erste Antriebsmotor 15 treibt wie schon in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 das Sonnenrad 53 der Überlagerungsstufe 52. Das Drehmoment zweier weiterer Antriebsmotoren 45 wird über Antriebsritzel 59 auf das mit einer Außenverzahnung versehene Hohlrad 58 der gleichen Überlagerungsstufe übertragen. Zu diesem Zweck kann dieses Hohlrad 58 beispielsweise als innen- und außenverzahnter Zahnkranz hergestellt oder aus einem innenverzahnten und einem außenverzahnten Hohlrad, die drehsteif miteinander verbunden sind, zusammengesetzt sein. Die Antriebsritzel 59 sind auf den Antriebswellen 46 drehbar in einem Stirnradgehäuse 4 gelagert, das mit dem Rahmen 3 der Winde 1 verbunden ist. Zur Aufnahme der Radialkräfte ist dieses Hohlrad 58 über eine topfförmige Stütze 57 drehbar in diesem Stirnradgehäuse 4 gelagert. Das freie Glied der Überlagerungsstufe 52 - in diesem Fall der Planetenträger 54 - ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Sonnenrad 73 des zweiten Getriebes 72 verbunden. Grundsätzlich wäre auch eine Verbindung mit dem Planetenträger 74 denkbar. Die beschriebene Ausführungsform ist nicht auf die Verwendung von drei Antriebsmotoren 15 bzw. 45 beschränkt, sondern kann auch unter Verwendung eines ersten Antriebsmotors 15 mit einem einzigen weiteren Antriebsmotor 45 oder aber mit mehreren, insbesondere sternförmig um den ersten Antriebsmotor 15 verteilt angeordneten, Antriebsmotoren 45 zum Einsatz kommen. Bei dieser Anordnung von Antriebsmotoren wird aufgrund des gegenüber den Motoren vergleichsweise großen Durchmessers der Seilwinde 1 in den meisten Fällen kein zusätzlicher Platzbedarf durch die Motoren entstehen.4 shows a superimposed coupling gear 100 with three planetary stages 22, 52 and 72, which is additionally equipped with a spur gear 51 for superimposing the torques of three drive motors 15 and 45. In order to keep the entire drive, ie gearbox and motors, as short as possible, all drive motors 15 and 45 are arranged on the same end face of the cable winch 1. As in the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 3, the first drive motor 15 drives the sun gear 53 of the superposition stage 52. The torque of two further drive motors 45 is transmitted via drive pinions 59 to the ring gear 58 provided with external teeth of the same superposition stage. For this purpose, this ring gear 58 can be produced, for example, as an internally and externally toothed ring gear or can be composed of an internally toothed and an externally toothed ring gear which are connected to one another in a torsionally rigid manner. The drive pinions 59 are rotatably mounted on the drive shafts 46 in a spur gear housing 4 which is connected to the frame 3 of the winch 1. For Receiving the radial forces, this ring gear 58 is rotatably mounted in this spur gear housing 4 via a cup-shaped support 57. The free link of the superposition stage 52 - in this case the planet carrier 54 - is connected to the sun gear 73 of the second gear 72 in this exemplary embodiment. In principle, a connection to the planet carrier 74 would also be conceivable. The described embodiment is not limited to the use of three drive motors 15 or 45, but can also be used using a first drive motor 15 with a single further drive motor 45 or with a plurality of drive motors 45, in particular arranged in a star shape around the first drive motor 15 Come into play. With this arrangement of drive motors, due to the comparatively large diameter of the cable winch 1 compared to the motors, in most cases the motors will not require any additional space.

Claims (14)

  1. Mechanism for a cable winch
    a) with a main transmission (20), with at least one planetary gear stage (22),
    a1) the sun gear (23) of which is driven,
    a2) the planet carrier (24) or ring gear (28) of which is supported on the frame (3) of the cable winch (1) and
    a3) the free limb (28 or 24) of which is connected to a cylinder (2) of the cable winch (1) in a torsionally rigid manner, and
    b) with an additional planetary gear stage (52) designed as a shunt gear stage (52),
    b1) the sun gear (53) of which is driven by a first drive motor (15) and
    b2) the planet carrier (54) or ring gear (58) of which is driven by at least a second drive motor (45),
    characterized in that,
    c) a second transmission (80) is provided, which with the main transmission (20) forms a coupled transmission (100), which is driven via the shunt gear stage (52).
  2. Mechanism according to Claim 1, characterized in that the second transmission (80) presents at least one planetary gear stage (72).
  3. Mechanism according to Claims 1 or 2, characterized in that the free limb (54 or 58) of the shunt gear stage (52) is connected to the sun gear (23) of the main transmission (20) or to the sun gear (73) or the planet carrier (74) of the planetary gear stage (72) of the second transmission (80).
  4. Mechanism according to Claims 2 or 3, characterized in that at least one ring gear (78) or planet carrier (74) of the second transmission (80) is connected to the cylinder (2) in a torsionally rigid manner.
  5. Mechanism according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the main transmission (20) presents at least one additional planetary gear stage (32), the ring gear (38) or planet carrier (34) of which is similarly connected to the cylinder (2) in a torsionally rigid manner.
  6. Mechanism according to one of Claims 4 or 5, characterized in that the second transmission (80) consists of two planetary gear stages (62 and 72) connected in sequence, the ring gears (68, 78) or planet carriers (64, 74) of which are connected to the cylinder (2) in a torsionally rigid manner.
  7. Mechanism according to one of Claims 1 to 6, characterized in that each sun gear (23, 33) of the main transmission (20) is designed as a hollow shaft, through which a drive shaft (16) from the first drive motor (15) passes.
  8. Mechanism according to one of Claims 1 to 7, characterized in that viewed in an axial direction the second drive motor (45) is positioned on the opposite side of the cable winch (1) to the first motor (15).
  9. Mechanism according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the sun gear (73) of the second transmission (80) is driven by the second drive motor (45).
  10. Mechanism according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the ring gear (58) or the planet carrier (54) of the shunt gear stage (52) forms a spur gear transmission (51) with at least one external drive pinion (59).
  11. Mechanism according to Claim 10, characterized in that the spur gear transmission (51) presents up to four drive pinions (59), each of which is connected to a drive motor (45).
  12. Mechanism according to Claim 11, characterized in that all motors (45) are positioned on the same transverse side of the cable winch (1).
  13. Mechanism according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the first (15) and/or second drive motor (45) and/or the additional drive motors (45) are designed as hydromotors or hydraulic motors.
  14. Mechanism according to one of Claims 1 to 13, characterized in that a braking system (6, 7) is positioned on the frame (3) of the cable winch (1) for holding the respective drive shaft (16, 46) of the first drive motor (15) and/or of the second drive motor (45) or indeed of the additional drive motors (45).
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