EP1405818A1 - Wickelvorrichtung zum Auf- und Auspulen eines Seiles einer Seilwinde - Google Patents

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EP1405818A1
EP1405818A1 EP02405846A EP02405846A EP1405818A1 EP 1405818 A1 EP1405818 A1 EP 1405818A1 EP 02405846 A EP02405846 A EP 02405846A EP 02405846 A EP02405846 A EP 02405846A EP 1405818 A1 EP1405818 A1 EP 1405818A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rope
cable
drum
winding device
roller
Prior art date
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EP02405846A
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English (en)
French (fr)
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EP1405818B1 (de
Inventor
Karl Kyburz
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.)
Kyburz Maschinenbau AG
Original Assignee
Kyburz Maschinenbau AG
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Publication date
Application filed by Kyburz Maschinenbau AG filed Critical Kyburz Maschinenbau AG
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Priority to EP02405846A priority patent/EP1405818B1/de
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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
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
    • B66D1/50—Control devices automatic for maintaining predetermined rope, cable, or chain tension, e.g. in ropes or cables for towing craft, in chains for anchors; Warping or mooring winch-cable tension control
    • 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
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/36—Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains

Definitions

  • the invention relates to a device for winding and unwinding a rope of a winch with tension on the rope as well as a winch.
  • winches are usually connected directly to the Person operating the cable winch, since load changes occur most likely a check of the rope guide or the rope tension is possible. This is in several ways disadvantageous.
  • the operator must know and during operation the ascender must be highly concentrated to a non-optimal Detect rope tension and / or rope guide and to compensate for this by appropriate operation. deviations of the optimal conditions have a significant Influence on the lifespan of all components involved, especially the rope and pose safety risks.
  • While loading or unloading the winch The winch operator is the means of transport not active. This workflow is not user-friendly. As a rule between the location of the winch and the pick-up or unloading point of the object to be transported there is also a considerable spatial distance, an additional person is required for the operational process. This leads to additional operating costs.
  • JP 10-036084 describes a device which, in addition to a swivel arm with a guide roller from one in the context of Cable winch fixed tensioning device exists.
  • the tensioning device consists of a roller with circumferential teeth and two gears meshing laterally with a toothed circle of the roller.
  • the rope is in a grooved circumferential profile between the role and the two wheels clamped. The role is via a transmission mechanism from the rope drum driven. Due to the rope tension it is avoided that the swivel arm moves uncontrolled when no load is on the winch is lying.
  • a device contains two one inside the other intermeshing spur gears, the rope between the two, which are in resilient engagement with one another Guided wheels in a centrally arranged circumferential groove and is excited. Lateral guidance of the rope on the drum is driven by a parallel to the drum axis Movement of the clamping device achieved. This drive for the translational movement of the clamping device requires additional control effort.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the known to avoid, in particular an improved winding device for tensioning and guiding a rope when opening or closing To provide unwinding.
  • the rope conveying device has at least two rollers guiding the rope, one of the rollers being driven.
  • the winding device is characterized by such an arrangement of the driven roller and the guide roller in relation to the incoming rope that the incoming rope is guided into the winding device in approximately a direction perpendicular to the cable drum axis between the driven roller and the guide roller.
  • the winding device is further characterized in that the incoming rope first wraps around the driven roller at approximately 270 °, subsequently wraps around the guide roller at approximately 90 ° and is further fed to the cable drum. It is essential that the wrap angle of the driven roller and the guide roller is approximately 360 °. The rope entering between the rollers is thereby removed from the guide roller in an approximately parallel orientation to the rope entering the winding device and guided onto the rope drum.
  • upstream means that the Winding device during the winding process in the direction of the rope feed is arranged in front of the cable drum.
  • train loading is a tension and thus a tightening of the rope between the rope drum and the inventive Understand winding device.
  • the terms lagging or leading define that the driven Role of the rope conveyor and the rope drum different Have rotational speeds.
  • winding is driven by a lower rotational speed of the Role of the rope conveyor against the Rope drum generates the tensile loading of the rope (lagging), when unwinding, the driven roller of the cable conveyor device rotates faster than the rope drum (leading).
  • the rope In the rope conveyor, the rope is between at least led two roles. However, more than two roles are preferred provided, the other roles the rope on the drivable Lead role. Corresponding embodiments are known to the person skilled in the art known for the respective roles.
  • the leadership role takes over the leadership according to the invention the rope when winding onto the rope drum or when Rinse out the rope guide to the rope conveyor.
  • the leading role is in interaction with one initially the carefully wound rope during operation Apply a rope winding to the previous one for sure. This requires the rope to be subjected to tension. An overlapping of rope windings with the resulting ones negative consequences are avoided.
  • incoming rope means the direction in which the one with the attachment point for the load Rope end in the winding device and on to the rope drum is moved.
  • the axis of rotation of the rope drum is closed as the rope drum axis understand.
  • a direction extends perpendicular to the rope drum axis radially away from the cable drum axis. in the The scope of the invention can change the direction of the rope if there is between the driven roller and the guide roller will deviate from this direction by a maximum of 10 °.
  • the feeding of the rope between the driven can be imagined Role and the leadership role take place in one direction which are parallel to one of the directions previously explained is displaced perpendicular to the cable drum axis.
  • Both the angular Deviation as well as the parallel displacement of the Rope entry direction can be caused by constructive details the winch. They hang e.g.
  • the direction of the incoming is preferred Rope aligned perpendicular to the rope drum axis.
  • the degree of wrap of the driven roller or the guide roller through the rope is not to be understood as constant.
  • the values of 270 ° for the driven roller and 90 ° for the leadership role are rather than averages with a Fluctuation range of +/- 15 ° (driven roller or guide roller) to understand.
  • the range of fluctuation represents Functionality of the winding device despite possible Manufacturing deviations or design constraints such as a compact construction.
  • the winding device advantageously comprises a carrier element, on which the cable conveyor and the guide roller are arranged.
  • a suitable design of the Carrier element can occur in the winding device Forces reduced or in the best case canceled against each other become. A technically simple overall construction of the A winch is therefore possible.
  • the carrier element is pivotally arranged on the frame of the winch.
  • the term "pivotable” here means a rotary movement the support element about an axis.
  • the extent of the swivel movement depends on the masses of the winch, in particular the winding device, the rope drum, i.e. the width of the Rope drum and the distance between the winding device and the rope drum.
  • the pivoting is preferably one Middle position of the winding device.
  • the cable conveyor is on a first section of the carrier element and the guide roller arranged on a second section of the carrier element and the sections are arranged at an angle.
  • the subdivision of the support element into two sections and the angular arrangement of the two sections to each other enables a non-contact crossing of the rope inside the device when winding or unwinding.
  • rope entry an arrangement that the rope on the stop side under possibly necessary change of direction in the device introduces.
  • the rope thereby enters a fixed one spatial alignment in and out of the device out.
  • the angle is chosen so that even with different Rope strengths a non-contact crossing.
  • Non-contact means that there is no touch the intersecting rope sections takes place.
  • the angles enclosed by the two support element sections is between 150 ° and 179 °, preferably between 160 ° and 175 °.
  • a winding device with a cable conveying device is preferred, which the rope in the rope conveyor more than a pressure roller on the driven role leads.
  • Different embodiments for the driven roller and the pressure rollers Known specialist. So are the driven roller or the pressure rollers for example wheels with a circumferential Provide recess for guiding the rope.
  • the driven The roller and the pressure rollers can both be in direct Intervention with each other as well as without intervention his.
  • a sufficient number of pressure rollers is guaranteed a secure power transmission, i.e. the transport of the rope.
  • a larger number of pressure rollers is reduced the stress on the rope due to the distribution of the Force action.
  • the pressure rollers are preferably designed such that that they are spring-loaded, i.e. by spring force pressed against the driven roller. So that becomes a excessive load on the rope and the device possible load changes in the rope are avoided.
  • a winding device with a driven Provide roller that can be driven hydrostatically.
  • the drive the driven roller performs in cooperation with the Pressure rollers for tensioning the rope in the device.
  • the Drive must be designed so that a minimum voltage for the rope, but the drive cannot be one Strain on the rope goes beyond what is necessary.
  • Hydrostatic drives have good controllability on. Details of such controls and components are the Known specialist.
  • a winding device can also be advantageously implemented, if the cable conveyor is independent of the Cable drum is drivable.
  • the independent drive The rope conveyor ensures that the rope tension also with speed changes or with load changes is maintained. Even with differences in the Cable drum version as well as changes in the rope layers with, for example, almost completely ejected rope are not complex adaptation measures between the Wikkel device and the rope drum in terms of tuning control and to maintain train loading necessary.
  • the device is a sensor that is on the support element is attached.
  • the sensor serves as a monitoring device for the rope, especially around in the case of a Rope break an emergency stop of the winch, i.e. the winding device or to be able to trigger the rope drum.
  • the sensor is a sensing roller.
  • One aspect of the device is such an arrangement of the Carrier element on the frame that the cable under tension Controls pivoting of the support member. Because of the continuous maintained rope tension becomes the rope length between the winding device and the cable drum on the minimized technical distance. Because the rope carefully is wound on the rope drum, the carrier element follows the winding device of the relative rope layer on the drum. The rope thus exercises the transfer function for the swiveling movement out.
  • the support element In addition to this pivoting of the support element are the aspect ratios of the sections of the carrier element to select on both sides of the swivel axis. The lengths are preferably taking into account the mass ratios chosen so that the leverage of the two Largely remove sections in the pivot point.
  • a device is also advantageously designed if the Swivel axis of the support element with the orientation of the rope coincides when entering the winding device. This Alignment avoids further stress on the rope and supports the automatic swiveling of the device.
  • the rope is held by the guide roller of the winding device wound up between the lateral boundaries of the cable drum. Once a winding of the rope is one of these limits reached, this causes a reversal of the winding course, i.e. the side-by-side stringing of the following cable windings takes place in a direction rotated by 180 °.
  • the described winding device according to the invention allows safe and economical operation of the winch.
  • There rope tension can be maintained continuously, the operator no longer has to work on site of the system.
  • Its activity can be carried out from a remote location. This is possible, for example, using a remote control.
  • This system allows the operator to become monotonous Relieve work and sometimes stands for others Activities available.
  • This introductory body advantageously takes over the task of rejecting or reeling out Ropes in a defined direction of the invention Feed winding device. Usually is in operation the winch installed in one place and the rope from there out to the places of use. These positions can be in different Directions lie so that the introducer is required.
  • the introductory body can be different design, for example by an arrangement of rollers, by a swiveling wheel arrangement or by a funnel-shaped hollow body. Those skilled in the art are familiar with such specific executive bodies.
  • a control device to monitor the ejected rope length can, for example, in the form of a Auto switch that is on the driven roller or the Guide roller is placed, and one arranged on the carrier element Be trained receiver. It is also conceivable a sensor on the gear of the rope drum. Correspondingly more Control devices are known to the person skilled in the art. By means of a Such a device, the operator can use a Control program are relieved. The rope can be, for example at high speed almost up to one previously defined rope length and then from Operator slower with a speed that he can control and checks to the specific place of use of the rope be performed. It is also possible to adjust the ejection or winding speed of the rope with previously defined rope lengths to vary, for example if the rope is over a support runs and a load change occurs there.
  • the winding device 1 with the carrier element 6 and the cable conveyor 27 containing the pressure rollers 9 and driven roller 7, and the guide roller 10 shows figure 1.
  • the rope 14 is made up of the rope entry 15 the cable guide rollers 2, the bracket 4 and the bearing 5, the Winding device 1 supplied.
  • the cable entry 15 is with the bracket 4 pivotally attached to the frame 25.
  • the pressure rollers 9 are resilient on the carrier element 6 attached.
  • the carrier element 6 is by means of the holder 17 and the bearings 16 pivotally attached to the frame 25.
  • the roller 7 is driven by a hydrostatic drive 8.
  • the rope 14 is on the driven roller 7 after a turn of approximately 270 ° (starting from the direction of entry into the device) from the driven roller 7 out on the guide roller 10. From the leadership role 10 the rope 14 is wound on the rope drum 22.
  • a touch roller 11 is used for rope monitoring. In the event of a rope break pivots the feeler roller 11 and activates a contact 13, which is a standstill of the winch 21, i.e. the rope drum 22 and brings about the winding device 1.
  • the Wikkel device 1 is designed to be different Rope strengths can be tensioned and guided through them.
  • the kink 18 of the carrier element 6 can be clearly seen in FIG.
  • the kink 18 lies in the entry point of the rope 14 in the winding device 1.
  • the cable entry 15 is in not shown in this figure.
  • the rope 14 runs around the driven Roll 7, whose outer circumference is shown in the profile section is.
  • the rope 14 is between the pressure roller 9 and the driven roller 7 held and continue to the guide roller 10 led. This takes over the leadership of the rope 14 from or to the cable drum 22, of which only the lateral ones in FIG. 2 Are limitations.
  • the carrier element 6 is attached to the frame 25 via the holder 17.
  • the kink 18 of the Carrier element 6 enables the Rope sections, each between the rope entry 15 and the driven roller 7 or between the driven Roll 7 and the guide roller 10 are.
  • the break point 18 of the carrier element 6 coincides with the axis the rope 14 is inserted into the device 1.
  • FIG. 3 shows the cable winch 21 with the one according to the invention Winding device 1. Both the cable drum 22 and the Winding device 1 are for better stability of the Cable winch 21 arranged within a frame 25. Also offers the frame some protection against mechanical External influences.
  • the frame 25 is recorded 23 placed on a base 24.
  • the substructure 24 can, for example be designed as a sledge or as a foundation.
  • the cable winch 21 can be operated remotely.

Landscapes

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Abstract

Wickel-Vorrichtung (1) zum Auf- und Ausspulen eines Seiles (14) einer Seilwinde (21), welche Vorrichtung (1) eine Führungsrolle (10) und eine der angetriebenen Seiltrommel (22) vorgelagerten, gegenüber der Seiltrommel (22) nach- oder voreilend antreibbare Seilfördereinrichtung (27) zur Zugbeaufschlagung des Seiles (14) zwischen der Seiltrommel (22) und der Seilfördereinrichtung (27) aufweist, wobei die Seilfördereinrichtung (27) wenigstens zwei das Seil (14) führende Rollen (7, 9) aufweist, und wobei eine der Rollen angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Rolle (7) und die Führungsrolle (10) im Bezug auf das einlaufende Seil (14) so angeordnet sind, dass das einlaufende Seil (14) in etwa einer Richtung senkrecht zur Seiltrommelachse zwischen der angetriebenen Rolle (7) und der Führungsrolle (10) in die Wikkel-Vorrichtung (1) geführt wird, und dass das einlaufende Seil (14) zuerst die angetriebene Rolle (7) zu etwa 270° umschlingt, nachfolgend die Führungsrolle (10) zu etwa 90° umschlingt und weiter der Seiltrommel (22) zugeführt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Ausspulen eines Seiles einer Seilwinde unter Zugbeaufschlagung des Seiles sowie eine Seilwinde.
In verschiedenen technischen Bereichen, beispielsweise im Baubereich, bei temporären Seilbahnen, beim Holzfällen in schlecht zugänglichen Gebieten werden Seilwinden mit teilweise erheblichen Seillängen eingesetzt. Hierfür werden in der Regel transportable Seilwinden verwendet, die sich schnell in einen arbeitsbereiten Zustand versetzen lassen. Der Transport der Seilwinde an die Arbeitsstelle kann unterschiedlich bewerkstelligt werden, z.B. als Anbaugerät, auf einem Schlitten, per Hubschrauber etc..
Derartige Seilwinden werden meist durch eine direkt an der Seilwinde tätige Person bedient, da bei auftretenden Lastwechselvorgängen am ehesten eine Kontrolle der Seilführung bzw. der Seilspannung möglich ist. Dies ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Der Bediener muss erfahren und während der Betätigung der Seilwinde hochkonzentriert sein, um eine nichtoptimale Seilspannung und/oder Seilführung zu erkennen und durch eine entsprechende Bedienung dies auszugleichen. Abweichungen von den Optimalbedingungen haben einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer aller beteiligten Komponenten, insbesondere des Seiles und stellen Sicherheitsrisiken dar. Während des Beladens oder Entladens des mit der Seilwinde betriebenen Transportmittels ist der Bediener der Seilwinde nicht tätig. Dieser Arbeitsablauf ist nicht bedienerfreundlich. Da in der Regel zwischen dem Standort der Seilwinde und dem Aufnahme- bzw. dem Abladeort des zu transportierenden Gegenstandes zudem eine erhebliche räumliche Distanz besteht, ist eine weitere Person für den Betriebsablauf notwendig. Dies führt zu zusätzlichen Betriebskosten.
Im Betriebsalltag hat sich weiterhin gezeigt, dass im Hinblick auf die Nutzungsdauer eines Seiles eine hohe und schmale Seiltrommel vorteilhaft ist. Aufgrund des grösseren Umfangs der Trommel, unterliegt das Seil einer geringeren mechanischen Belastung (grösserer Krümmungsradius, geringere Lagenanzahl) und das Seil kann mit einer höheren Geschwindigkeit von der Trommel auf- bzw. abgespult werden. Derartige Abmessungen erfordern jedoch angepasste Einrichtungen für die Führung und auch für das Spannen des Seiles beim Auf- bzw. Ausspulvorgang.
Entsprechende Vorrichtungen zum Führen und Spannen eines Seiles beim Auf- oder Ausspulen von einer Seilwinde sind bereits in JP 10-036084 und WO 01/12536 beschrieben.
In der JP 10-036084 wird eine Vorrichtung beschrieben, die neben einem Schwenkarm mit Führungsrolle aus einer im Rahmen der Seilwinde fixierten Spanneinrichtung besteht. Die Spanneinrichtung besteht aus einer Rolle mit Umfangszahnung und zweier seitlich mit einem Zahnkreis der Rolle kämmenden Zahnräder. Das Seil ist in einer rillenförmigen Umfangsprofilierung zwischen der Rolle und den beiden Rädern eingespannt. Die Rolle wird über einen Übertragungsmechanismus von der Seiltrommel angetrieben. Aufgrund der Seilspannung wird vermieden, dass sich der Schwenkarm unkontrolliert bewegt, wenn keine Last an der Seilwinde liegt.
Eine Vorrichtung gemäss WO 01/12536 enthält zwei ineinander kämmende, Stirnräder bildende Zahnräder, wobei das Seil zwischen den beiden, in federndem Eingriff zueinander stehenden Rädern in einer mittig angeordneten Umfangsrille geführt und gespannt wird. Die seitliche Führung des Seiles auf die Trommel wird durch eine parallel zur Trommelachse erfolgende, angetriebene Bewegung der Spannvorrichtung erzielt. Dieser Antrieb für die translatorische Bewegung der Spannvorrichtung erfordert einen zusätzlichen Steuerungsaufwand.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine verbesserte Wickel-Vorrichtung zum Spannen und Führen eines Seiles beim Auf- oder Ausspulen bereitzustellen.
Die Aufgabe ist mit einer Wickel-Vorrichtung entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Eine erfindungsgemässe Wickel-Vorrichtung zum Auf- und Ausspulen eines Seiles auf eine Seiltrommel einer Seilwinde weist eine Führungsrolle und eine, der angetriebenen Seiltrommel vorgelagerten, gegenüber der Seiltrommel nach- oder voreilend antreibbare Seilfördereinrichtung zur Zugbeaufschlagung des Seiles zwischen der Seiltrommel und der Seilfördereinrichtung auf. Die Seilfördereinrichtung weist wenigstens zwei das Seil führende Rollen auf, wobei eine der Rollen angetrieben ist. Die Wickel-Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der angetriebenen Rolle und der Führungsrolle im Bezug auf das einlaufende Seil, dass das einlaufende Seil in etwa einer Richtung senkrecht zur Seiltrommelachse zwischen der angetriebenen Rolle und der Führungsrolle in die Wickel-Vorrichtung geführt wird. Die Wickel-Vorrichtung ist weiter gekennzeichnet, dass das einlaufende Seil zuerst die angetriebene Rolle zu etwa 270° umschlingt, nachfolgend die Führungsrolle zu etwa 90° umschlingt und weiter der Seiltrommel zugeführt wird.
Wesentlich ist dabei, dass der Umschlingungswinkel der angetriebenen Rolle und der Führungsrolle zusammen etwa 360° beträgt. Das zwischen den Rollen einlaufende Seil wird dadurch in einer etwa parallelen Ausrichtung zum in die Wickelvorrichtung einlaufenden Seil von der Führungsrolle abgenommen und auf die Seiltrommel geführt.
Unter dem Begriff "vorgelagert" ist zu verstehen, dass die Wickel-Vorrichtung beim Aufwickelvorgang in Richtung der Seilförderung vor der Seiltrommel angeordnet ist.
Mit dem Begriff Zugbeaufschlagung ist ein Spannen und damit ein Straffen des Seiles zwischen der Seiltrommel und der erfindungsgemässen Wickel-Vorrichtung zu verstehen. Die Begriffe nacheilend bzw. voreilend definieren, dass die angetriebene Rolle der Seilfördereinrichtung und die Seiltrommel unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten aufweisen. Beim Aufspulen wird durch eine geringere Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle der Seilfördereinrichtung gegenüber der Seiltrommel die Zugbeaufschlagung des Seiles erzeugt (nacheilend), beim Ausspulen rotiert die angetriebene Rolle der Seilfördereinrichtung schneller als die Seiltrommel (voreilend).
In der Seilfördereinrichtung wird das Seil zwischen mindestens zwei Rollen geführt. Bevorzugt sind jedoch mehr als zwei Rollen vorgesehen, wobei die weiteren Rollen das Seil an der antreibbaren Rolle führen. Dem Fachmann sind entsprechende Ausführungsformen für die jeweiligen Rollen bekannt.
Die Führungsrolle übernimmt gemäss der Erfindung die Führung des Seiles beim Aufspulen auf die Seiltrommel bzw. beim Ausspulen die Führung des Seiles zur Seilfördereinrichtung. Die Führungsrolle stellt im Zusammenspiel mit einem anfangs sorgfältig aufgewickelten Seil im Betriebseinsatz das kontrollierte Anlegen einer Seilwicklung an die jeweils vorhergehende sicher. Hierzu ist die Zugbeaufschlagung des Seils notwendig. Ein Übereinanderschlagen von Seilwicklungen mit den resultierenden negativen Folgen wird so vermieden.
Unter dem Begriff "einlaufendes" Seil ist die Richtung zu verstehen, in der das mit dem Anschlagspunkt für die Last versehene Seilende in die Wickel-Vorrichtung und weiter zur Seiltrommel bewegt wird.
Als Seiltrommelachse ist die Rotationsachse der Seiltrommel zu verstehen. Eine Richtung senkrecht zur Seiltrommelachse erstreckt sich damit radial von der Seiltrommelachse weg. Im Rahmen der Erfindung kann die Richtung des Seiles, wenn es zwischen die angetriebene Rolle und die Führungsrolle geführt wird, von dieser Richtung um maximal 10° abweichen. Ebenfalls vorstellbar kann die Zuführung des Seiles zwischen die angetriebene Rolle und die Führungsrolle in einer Richtung erfolgen, die parallel zu einer der vorher erläuterten Richtung senkrecht zur Seiltrommelachse verschoben ist. Sowohl die winkelmässige Abweichung wie auch die Parallelverschiebung der Seileinführungsrichtung kann ihre Ursache in konstruktiven Details der Seilwinde haben. Sie hängen z.B. ab vom Achsabstand und vom Durchmesser der Antriebs- und Führungsrolle im Verhältnis zum Durchmesser der Seiltrommel sowie der Dicke des auf die Trommel gewickelten Seilpakets. Mit steigendem Aussendurchmesser der Seiltrommel nimmt der Umschlingungswinkel der Führungsrolle ab. Diese Abweichungen verlassen jedoch nicht den Rahmen der Erfindung. Bevorzugt ist die Richtung des einlaufenden Seils senkrecht zur Seiltrommelachse ausgerichtet.
Der Grad der Umschlingung der angetriebene Rolle bzw. der Führungsrolle durch das Seil ist also nicht als konstant zu verstehen. Die Werte von 270° für die angetriebene Rolle und 90° für die Führungsrolle sind eher als Mittelwerte mit einer Schwankungsbreite von +/- 15° (angetriebene Rolle bzw. Führungsrolle) zu verstehen. Die Schwankungsbreite stellt die Funktionsfähigkeit der Wickel-Vorrichtung trotz eventueller Fertigungsabweichungen oder konstruktiver Zwänge wie beispielsweise einer gedrängten Bauweise sicher.
Vorteilhafterweise umfasst die Wickel-Vorrichtung ein Trägerelement, auf dem die Seilfördereinrichtung und die Führungsrolle angeordnet sind. Die Möglichkeit der gemeinsamen Anordnung auf dem Trägerelement erlaubt ein koordiniertes Zusammenwirken der Komponenten. Durch eine geeignete Gestaltung des Trägerelements können die in der Wickel-Vorrichtung auftretenden Kräfte reduziert oder im besten Fall gegeneinander aufgehoben werden. Eine technisch einfache Gesamtkonstruktion der Seilwinde ist daher möglich.
Weiter vorteilhaft ist es dabei, wenn das Trägerelement schwenkbar am Rahmen der Seilwinde angeordnet ist.
Der Begriff ,schwenkbar' bezeichnet hierbei eine Drehbewegung des Trägerelements um eine Achse. Das Ausmass der Schwenkbewegung ist abhängig von den Massen der Seilwinde, insbesondere der Wickel-Vorrichtung, der Seiltrommel, d.h. der Breite der Seiltrommel und dem Abstand zwischen der Wickel-Vorrichtung und der Seiltrommel. Die Schwenkung erfolgt bevorzugt um eine Mittellage der Wickel-Vorrichtung. Vorteilhafterweise fällt die Mittelstellung der Drehbewegung des Trägerelements mit der Richtung des einlaufenden Seiles zusammen.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Seilfördereinrichtung auf einem ersten Abschnitt des Trägerelements und die Führungsrolle auf einem zweiten Abschnitt des Trägerelements angeordnet ist und die Abschnitte in einem Winkel angeordnet sind.
Aufgrund der Geometrie zwischen der Seileinführung, dem Spannorgan und dem Führungsorgan kreuzt sich der Verlauf des Seiles. Die Unterteilung des Trägerelements in zwei Abschnitte und die winkelige Anordnung der beiden Abschnitte zueinander ermöglicht eine berührungsfreie Kreuzung des Seiles innerhalb der Vorrichtung beim Auf- oder Ausspulen. Als Seileinführung ist eine Anordnung zu verstehen, die anschlagsseitig das Seil unter eventuell erforderlicher Richtungsänderung in die Vorrichtung einführt. Das Seil tritt dadurch in einer feststehenden räumlichen Ausrichtung in die Vorrichtung ein bzw. aus ihr heraus. Die Abwinkelung ist so gewählt, dass auch bei unterschiedlichen Seilstärken eine berührungsfreie Kreuzung erfolgt. Unter berührungsfrei ist zu verstehen, dass keine Berührung der sich kreuzenden Seilabschnitte stattfindet. Der von den beiden Trägerelement-Abschnitten eingeschlossene Winkel beträgt zwischen 150° und 179°, vorzugsweise zwischen 160° und 175°.
Bevorzugt ist eine Wickel-Vorrichtung mit einer Seilfördereinrichtung, welche das Seil in der Seilfördereinrichtung durch mehr als eine Anpressrolle kraft- und reibungsschlüssig an der angetriebenen Rolle führt. Unterschiedliche Ausführungsformen für die angetriebene Rolle sowie die Anpressrollen sind dem Fachmann bekannt. So sind die angetriebene Rolle bzw. die Anpressrollen beispielsweise Räder mit einer im Umfang verlaufenden Ausnehmung zur Führung des Seiles versehen. Die angetriebene Rolle und die Anpressrollen können sowohl in direktem Eingriff miteinander stehen als auch ohne Eingriff ausgebildet sein. Eine ausreichende Zahl an Anpressrollen gewährleistet eine gesicherte Kraftübertragung, d.h. den Transport des Seiles. Zudem verringert eine grössere Anzahl an Anpressrollen die Beanspruchung des Seiles aufgrund der Verteilung der Kraftwirkung. Vorzugsweise sind die Anpressrollen so ausgestaltet, dass sie federnd gelagert sind, d.h. per Federkraft an die angetriebene Rolle gepresst werden. Damit wird eine übermässige Belastung des Seiles sowie der Vorrichtung bei eventuell auftretenden Lastwechseln im Seil vermieden.
Insbesondere ist eine Wickel-Vorrichtung mit einer angetriebenen Rolle versehen, die hydrostatisch antreibbar ist. Der Antrieb der angetriebenen Rolle führt im Zusammenwirkung mit den Anpressrollen zum Spannen des Seiles in der Vorrichtung. Der Antrieb ist so auszugestalten, dass zwar eine Mindestspannung für das Seil aufbaubar ist, der Antrieb jedoch nicht zu einer Belastung des Seiles über das notwendige Mass hinaus führt. Hydrostatische Antriebe weisen hierzu eine gute Regelbarkeit auf. Details zu derartige Steuerungen und Komponenten sind dem Fachmann bekannt.
Weiterhin vorteilhaft lässt sich eine Wickel-Vorrichtung realisieren, wenn die Seilfördereinrichtung unabhängig von der Seiltrommel antreibbar ausgebildet ist. Der unabhängige Antrieb der Seilfördereinrichtung stellt sicher, dass die Seilspannung auch bei Geschwindigkeitswechseln oder bei Lastwechseln aufrechterhalten bleibt. Auch bei Unterschieden in der Seiltrommel-Ausführung sowie bei Veränderungen der Seillagen bei beispielsweise annähernd vollständig ausgestossenem Seil sind keine aufwendigen Anpassungsmassnahmen zwischen der Wikkel-Vorrichtung und der Seiltrommel im Hinblick auf die Abstimmung der Steuerung und zum Aufrechterhalten der Zugbeaufschlagung notwendig.
Ein weiterer Aspekt der Vorrichtung ist einen Sensor, der an dem Trägerelement angebracht ist. Der Sensor dient als Überwachungsmittel für das Seil, insbesondere um im Falle eines Seilbruchs einen Not-Stop der Seilwinde, d.h. der Wickel-Vorrichtung bzw. der Seiltrommel auslösen zu können. Vorzugsweise ist der Sensor eine Tastrolle.
Ein Aspekt der Vorrichtung ist eine derartige Anordnung des Trägerelementes am Rahmen, dass das zugbeaufschlagte Seil die Schwenkung des Trägerelements steuert. Aufgrund der kontinuierlich aufrechterhaltenen Seilspannung wird die Seillänge zwischen der Wickel-Vorrichtung und der Seiltrommel auf die technisch bedingte Distanz minimiert. Da das Seil sorgfältig auf der Seiltrommel aufgewickelt ist, folgt das Trägerelement der Wickel-Vorrichtung der relativen Seillage auf der Trommel. Das Seil übt somit die Übermittlungsfunktion für die Schwenkbewegung aus. Zusätzlich zu dieser Schwenkbarkeit des Trägerelements sind die Längenverhältnisse der Abschnitte des Trägerelements zu beiden Seiten der Schwenkachse auszuwählen. Vorzugsweise sind die Längen unter Berücksichtigung der Masseverhältnisse so gewählt, dass sich die Hebelkräfte der beiden Abschnitte im Schwenkpunkt weitgehend aufheben.
Weiter vorteilhaft ist eine Vorrichtung gestaltet, wenn die Schwenkachse des Trägerelements mit der Ausrichtung des Seiles beim Eintritt in die Wickel-Vorrichtung zusammenfällt. Diese Ausrichtung vermeidet eine weitere Beanspruchungen des Seiles und unterstützt die selbsttätige Schwenkbarkeit der Vorrichtung.
Das Seil wird durch die Führungsrolle der Wickel-Vorrichtung zwischen den seitlichen Begrenzungen der Seiltrommel aufgewikkelt. Sobald eine Wicklung des Seiles eine dieser Begrenzungen erreicht, bewirkt dies eine Umkehrung des Wicklungsverlaufes, d.h. das seitliche Aneinanderreihen der folgenden Seilwicklungen erfolgt in einer um 180° gedrehten Richtung.
Die erläuterte erfindungsgemässe Wickel-Vorrichtung erlaubt einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Seilwinde. Da kontinuierlich eine Seilspannung aufrechterhalten werden kann, muss der Bediener nicht mehr vor Ort des Systems tätig sein. Seine Tätigkeit kann von einer entfernten Stelle ausgeübt werden. Dies ist beispielsweise mittels einer Fernsteuerung möglich. Die Bedienperson kann durch dieses System von der eintönigen Arbeit entlasten werden und steht phasenweise für andere Tätigkeiten zur Verfügung.
Vor der Wickel-Vorrichtung ist ein Einführungsorgan für das Seil angeordnet. Dieses Einführungsorgan übernimmt vorteilhafterweise die Aufgabe, das ausgestossene bzw. aufzuspulende Seile in einer definierten Richtung der erfindungsmässigen Wickel-Vorrichtung zuzuführen. In der Regel wird im Betrieb die Seilwinde an einem Ort installiert und das Seil von dort aus an die Nutzungsorte geführt. Diese Stellen können in unterschiedlichen Richtungen liegen, so dass das Einführungsorgan erforderlich wird. Das Einführungsorgan lässt sich verschiedentlich ausgestalten, bespielsweise durch eine Anordnung von Walzen, durch eine schwenkbaren Räderanordnung oder durch einen trichterförmigen Hohlkörper. Der Fachmann kennt derartige spezifische Einführungsorgane.
Ein weiterer Aspekt der Wickel-Vorrichtung ist eine Kontrolleinrichtung zur Überwachung der ausgestossenen Seillänge. Eine solche Kontrolleinrichtung kann beispielsweise in Form eines Signalgebers, der auf der angetriebenen Rolle oder der Führungsrolle platziert ist, und ein auf dem Trägerelement angeordnetem Empfänger ausgebildet sein. Vorstellbar ist auch ein Sensor am Getriebe der Seiltrommel. Entsprechend weitere Kontrolleinrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Mittels einer derartigen Einrichtung kann der Bediener unter Nutzung eines Steuerungsprogrammes entlastet werden. Das Seil kann so beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit annähernd bis zu einer zuvor definierten Seillänge ausgestossen werden und danach vom Bediener mit einer von ihm steuerbaren Geschwindigkeit langsamer und kontrolliert an den spezifischen Einsatzort des Seiles geführt werden. Auch ist es möglich, die Ausstoss- oder Aufspulgeschwindigkeit des Seiles bei vorher definierten Seillängen zu variieren, beispielsweise wenn das Seil über eine Stütze läuft und sich dort ein Lastwechsel einstellt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1:
eine seitliche Ansicht der Wickel-Vorrichtung;
Figur 2:
eine Sicht auf die Vorrichtung in Seilrichtung; und
Figur 3:
eine Ansicht des Systems aus Seilwinde und Vorrichtung.
Die Figuren geben eine schematisierte Darstellung der Erfindung wieder und sind nicht massstäblich.
Die Wickel-Vorrichtung 1 mit dem Trägerelement 6 und der Seilfördereinrichtung 27 enthaltend die Anpressrollen 9 und die angetriebene Rolle 7, sowie die Führungsrolle 10 zeigt Figur 1. Das Seil 14 wird über die Seileinführung 15, bestehend aus den Seilführungsrollen 2, der Halterung 4 und dem Lager 5, der Wickel-Vorrichtung 1 zugeführt. Die Seileinführung 15 ist mit der Halterung 4 schwenkbar am Rahmen 25 befestigt. Durch die Seilführung 3 gelangt das Seil 14 auf die Seilfördereinrichtung 27 und wird durch die Anpressrollen 9 an die angetriebene Rolle 7 angelegt. Die Anpressrollen 9 sind federnd am Trägerelement 6 befestigt. Das Trägerelement 6 ist mittels der Halterung 17 und den Lagern 16 schwenkbar am Rahmen 25 befestigt. Die Rolle 7 wird durch einen hydrostatischen Antrieb 8 angetrieben. Das Seil 14 wird auf der angetriebenen Rolle 7 nach einer Umdrehung von annähernd 270° (ausgehend von der Eintrittsrichtung in die Vorrichtung) von der angetriebenen Rolle 7 auf die Führungsrolle 10 geführt. Von der Führungsrolle 10 wird das Seil 14 auf die Seiltrommel 22 gewickelt. Eine Tastrolle 11 dient dabei der Seilüberwachung. Im Falle eines Seilbruches schwenkt die Tastrolle 11 aus und aktiviert einen Kontakt 13, der einen Stillstand der Seilwinde 21, d.h. der Seiltrommel 22 und der Wickel-Vorrichtung 1 herbeiführt. Die Wikkel-Vorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass unterschiedliche Seilstärken durch sie gespannt und geführt werden können.
In Figur 2 ist deutlich der Knick 18 des Trägerelements 6 erkennbar. Der Knick 18 liegt dabei im Eintrittspunkt des Seiles 14 in die Wickel-Vorrichtung 1. Die Seileinführung 15 ist in dieser Figur nicht gezeigt. Das Seil 14 umläuft die angetriebene Rolle 7, deren äusserer Umfang im Profilschnitt dargestellt ist. Das Seil 14 wird zwischen der Anpressrolle 9 und der angetriebenen Rolle 7 gehalten und weiter zur Führungsrolle 10 geführt. Diese übernimmt die Führung des Seiles 14 von oder zur Seiltrommel 22, von der in der Figur 2 nur die seitlichen Begrenzungen darstellt sind. Das Trägerelement 6 ist über die Halterung 17 am Rahmen 25 befestigt. Der Knick 18 des Trägerelements 6 ermöglicht ein Aneinandervorbeiführen der Seilabschnitte, die sich jeweils zwischen der Seileinführung 15 und der angetriebenen Rolle 7 bzw. zwischen der angetriebenen Rolle 7 und der Führungsrolle 10 befinden. Der Knickpunkt 18 des Trägerelements 6 fällt mit der Achse zusammen, durch die das Seil 14 in die Vorrichtung 1 eingeführt wird. Durch eine geeignete Auswahl der Länge der beiden Abschnitte des Trägerelements 6 (mit der angetriebenen Rolle 7 und den Anpressrollen 9 bzw. der Führungsrolle 10) kann ein Gleichgewicht der Kräfte, die auf die Abschnitte wirken, eingestellt werden. Damit wird eine weitgehend belastungsfreie Schwenkbarkeit der Wickel-Vorrichtung 1 erzielt.
Die Figur 3 zeigt die Seilwinde 21 mit der erfindungsgemässen Wickel-Vorrichtung 1. Sowohl die Seiltrommel 22 wie auch die Wickel-Vorrichtung 1 sind für eine bessere Stabilität der Seilwinde 21 innerhalb eines Rahmens 25 angeordnet. Zudem bietet der Rahmen einen gewissen Schutz gegenüber mechanischen Einwirkungen von aussen. Der Rahmen 25 wird mittels Aufnahmen 23 auf einem Unterbau 24 aufgesetzt. Der Unterbau 24 kann beispielsweise als Schlitten oder als Fundament ausgebildet sein. Die Seilwinde 21 ist fernbedient betreibbar.

Claims (10)

  1. Wickel-Vorrichtung (1) zum Auf- und Ausspulen eines Seiles (14) einer Seilwinde (21), welche Vorrichtung (1) eine Führungsrolle (10) und eine der angetriebenen Seiltrommel (22) vorgelagerten, gegenüber der Seiltrommel (22) nach- oder voreilend antreibbare Seilfördereinrichtung (27) zur Zugbeaufschlagung des Seiles (14) zwischen der Seiltrommel (22) und der Seilfördereinrichtung (27) aufweist, wobei die Seilfördereinrichtung (27) wenigstens zwei das Seil (14) führende Rollen (7, 9) aufweist, und wobei eine der Rollen angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Rolle (7) und die Führungsrolle (10) im Bezug auf das einlaufende Seil (14) so angeordnet sind, dass das einlaufende Seil (14) in etwa einer Richtung senkrecht zur Seiltrommelachse zwischen der angetriebenen Rolle (7) und der Führungsrolle (10) in die Wickel-Vorrichtung (1) geführt wird, und dass das einlaufende Seil (14) zuerst die angetriebene Rolle (7) zu etwa 270° umschlingt, nachfolgend die Führungsrolle (10) zu etwa 90° umschlingt und weiter der Seiltrommel (22) zugeführt wird.
  2. Wickel-Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilfördereinrichtung (27) und die Führungsrolle (10) auf einem Trägerelement (6) angeordnet sind.
  3. Wickel-Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6) schwenkbar am Rahmen (25) der Seilwinde (21) angeordnet ist.
  4. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilfördereinrichtung (27) auf einem Abschnitt des Trägerelements (6) und das Führungsorgan (10) auf einem zweiten Abschnitt des Trägerelements (6) angeordnet ist, und dass die Abschnitte zueinander abgewinkelt angeordnet sind.
  5. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (14) in der Seilfördereinrichtung (27) durch mehr als eine Anpressrolle (9) kraft- und reibungsschlüssig an der angetriebenen Rolle (7) geführt ist.
  6. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Rolle (7) hydrostatisch antreibbar ist.
  7. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je eine separate Antriebseinrichtung (8, 26) für die angetriebene Rolle (7) und die Seiltrommel (22) vorgesehen sind.
  8. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerelement (6) ein Sensor (11), insbesondere eine Tastrolle (11) angeordnet ist.
  9. Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6) durch das zwischen Seilfördereinrichtung (27) und Seiltrommel (22) zugbeaufschlagte Seil (14) am Rahmen (25) schwenkbar angeordnet ist.
  10. Seilwinde (21) mit einer Wickel-Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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