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Spindelantrieb für Hebewerke, insbesondere Schiffshebewerke
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spindelantrieb für Hebewerke, insbesondere Schiffshebe- werke.
Es ist bekannt, in Niveauunterschieden vonSchiffahrtsstrassen Schiffshebewerke in diesen einzubauen und die die Schiffe aufnehmenden Tröge dieser Hebewerke mittels Zahnstangen oder Spindelantrieben von der unteren in die obere Haltung und umgekehrt zu bewegen.
Bei einem bekannten, mit einem Spindelantrieb versehenen Schiffshebewerk dieser Art ist der Trog auf zwei im Abstand voneinander angeordneten Hauptquerträgern aufgesetzt, und die Auflager dieser Querträger in je einem seitlich am Trog aufgebauten Führungs- und Stützgerüst senkrecht gleitbar oder auf Rollen fahrbar, geführt. Im Bereich der äussersten Begrenzungskante ist jedes Auflager des Haupt- querträgers mit einer Bohrung und einer an dieser Bohrung anschliessenden Mutter versehen, in die eine den Hub des Troges bewirkende Spindel durchgesteckt ist und in die Mutter eingreift. Die Spindeln jedes Führungsgerüstes werden hiebei von je einem auf diesem Gerüst angeordneten Antriebsmotor einzeln angetrieben, und deren Triebgeschwindigkeit zur Vermeidung von Verkantungen des Troges über eine mechanische Gleichlaufwelle korrigiert.
Solche Spindelantriebe haben die Vorteile einer selbstsperrenden Wirkung im Katastrophenfall, z. B. Leerlaufen, des Troges oder Vollaufen der den Trog mithebenden Schwimmer sowie der Einsparung von teuren Übersetzungsgetrieben, indessen sind die Spindelantriebe in ihrer Hubhöhe begrenzt, so dass mit diesen Antrieben ausgestattete Schiffshebewerke nur für Höhenunterschiede von beispielsweise 15 bis 20 m Hubhöhe vorgesehen werden können. Bei grösserer Hubhöhe ergibt sich die Schwierigkeit, dass mit zunehmender Spindellänge die Herstellungskosten der Spindeln sprunghaft ansteigen und längere Spindeln, d. h. Spindeln von mehr als 20 m mit den derzeit vorhandenen Maschinen nicht mehr hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Spindelantriebe dahingehend weiterzubilden, dass zwar die Vorteile dieser Antriebe erhalten bleiben, den zu überwindenden Hubhöhen jedoch keine engen Grenzen gesetzt werden, und die Herstellungskosten für die Spindeln bzw. Spindelantriebe wesentlich gesenkt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, die Spindeln jedes Antriebes in zwei oder mehrere übereinanderliegende, gemeinsam angetriebene Teilspindeln aufzuteilen.
Durch diese Massnahme werden Spindelantriebe geschaffen, mittels denen ohne Schwierigkeiten Hubhöhen von mehr als 20 m überwunden werden können, da infolge der Aufteilung jedes Spindelantriebes in zwei, drei oder mehrere Teilspindeln bzw. Stockwerke, jedes Stockwerk nur einen geringen Hub zu überwinden braucht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Teilspindeln relativ kurz ausgeführt werden können, was wieder eine wesentliche Vereinfachung deren Fertigung bedingt. Ferner ist es möglich, die Spindelantriebe im Baukastenprinzip für den jeweiligen Bedarfsfall zusammenzustellen und die Spindelantriebe dadurch den mannigfaltigen Belastungen und Höhen der Hebewerke durch Weglassen oder Hinzufügen von Teilspindeln bzw. Stockwerken anzupassen.
Schliesslich wird die Fertigungskontrolle der Spindeln, insbesondere das Durchschallen vereinfacht, so dass Feh-
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lerstellen im Material mit Sicherheit aufgezeigt werden können.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Ansicht des Führungs- und Stützgerüstes mit einem an diesem angeordneten zweistöckigen Spindelantrieb, Fig. 2 eine Ansicht des Führungsgerüstes nach Fig. 1 mit einem an diesem angeordneten dreistöckigen Spindelantrieb, wobei die Spindeln, insbesondere die obere und untere, nicht in der gleichen Ebene liegen, Fig. 3 eine Ansicht des Führungsgerüstes nach Fig. 2 mit einem an diesem angeordneten dreistöckigen Spindelantrieb, wobei alle Spindeln in der gleichen Ebene liegen, und Fig. 4 eine Ansicht auf das Führungsgerüst nach Fig. 3 mit dem in Hublage angehobenen Trog.
Ein zum Heben und Senken von Schiffen dienendes Hebewerk besteht im wesentlichen aus einem ein
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angeordnet sind. Jedes Führungsgerüst --2-- weist an seiner dem Trog-l-zugekehrten Seite eine U- förmige Ausnehmung --3-- auf, die sich vom Fuss bis zum oberen Ende des Führungsgerüstes --2-- er- streckt und die der Führung eines in dieser Ausnehmung --3-- senkrecht bewegbaren Antriebswagens --4-- dient. Im Bereich des oberen Endes jedes Führungsgerüstes --2-- ist eine waagrecht angeordnete Traverse --5-- vorgesehen und an dieser das eine Ende einer senkrecht hängenden Teilspindel --6-- in einer kugeligen Aufhängung --10-- undrehbar befestigt.
Das andere Ende dieser Teilspindel --6-- ist an einer Traverse --11-- am Antriebswagen --4-- gelagert und dort mit einer als Zahnrad ausgeführten Mutter --12--versehen, Rechts und links dieser feststehenden Teilspindel --6-- ist je eine weitere Teil- spindel-7, 8- an je einer diesen Spindeln zugeordneten Traverse --13 und 14-- des Antriebswagens - drehbar über je ein Drucklager --15, 16-- gelagert. Auf den oberen Enden dieser Teilspindeln --7, 8--ist je ein Zahnrad --17, 18-- undrehbar an diesem befestigt. Die Zahnräder-17, 18- dieser Teilspindeln --7, 8-- stehen mit der Mutter --12-- der feststehenden Teilspindel --6-- und diese wieder mit einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Ritzel des Antriebswagens --4-- in formschlüssiger Verbindung.
Die unteren Enden der drehbaren Teilspindeln --7, 8-- greifen in je eine undrehbare Mutter --19, 20-- ein, die unter einem auskragenden Auflager --21-- des den Trog --1-- aufnehmenden Hauptquerträgers angeordnet ist. Der Spindelantrieb --6 bis 8-- nach diesem Ausführungsbeispiel bildet hiebei einen Doppeltrieb, d. h. er besteht aus zwei Stockwerken --22, 23--, wobei der Trog-l-jeweils am unteren Stockwerk --23-- über seine Auflager --21-- am Spindelantrieb --6 bis 8-- aufgehängt ist. Die einzelnen Spindelantriebe --6 bis 8-- in den Führungsgerüsten --2-- des Hebewerkes sind über eine in den Zeichnungen nicht dargestellte mechanische oder elektrische Gleichlaufwelle verbunden, durch die Drehunterschiede in den Spindeltrieben --6 bis 8-- kompensiert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Spindelantrieb-6 bis 8-um eine zusätzliche Teil- spindel--9-- erweitert, so dass dieser Antrieb aus drei Stockwerken --22 bis 24-- besteht. Hiebei ist die obere Teilspindel --6-- mit ihrem einen Ende undrehbar an der Traverse --5-- am Führungsgerüst --2-- befestigt, und das andere Ende dieser Teilspindel mit einer als Zahnrad ausgebildeten Mutter --25 -- am oberenAntriebswagen --26-- gelagert. Zu beiden Seiten dieser Teilspindel --6-- schliessen sich je eine weitere Teilspindel --7, 8-- an.
Diese Teilspindeln-7, 8- weisen an ihren oberen Enden Zahnräder
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-27, 28--Teilspindeln --7, 8-- greifen in je eine am unteren Antriebswagen --29-- undrehbar befestigte Mutter --30, 31-- ein. An diesem Antriebswagen --29-- ist eine Teilspindel --9-- drehbar aufgehängt, deren am oberen Ende angebrachtes Zahnrad --32-- mit einem Ritzel des Antriebswagens --29-- kämmt. Das
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Ende dieserTeilspindel-9-greiftTeilspindeln--7 und 8-- gebildeten Ebene angeordnet sein, damit sich die Teilspindel --9-- an der Teilspindel --6-- vorbeibewegen kann. Dabei muss das vom Versatz der Spindelebenen herrührende Moment durch nicht dargestellte Rollen an einem der Antriebswangen --26 bzw. 29-- auf das Führungsgerüst - übertragen werden.
Alle Spindelantriebe --6 bis 9-- sind über eine, in den Zeichnungen nicht dargestellte, gemeinsame mechanische oder elektrische Gleichlaufwelle miteinander verbunden, durch die Antriebsunterschiede in den einzelnen Spindelsystemen kompensiert werden, so dass eine Verkantungsgefahr des Troges-l-gänzlich ausgeschaltet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 wird das obere Stockwerk des Spindeltriebes statt von einer Teilspindel --6-- von zwei Teilspindeln-35, 36- gebildet, die entgegen der Anordnung nach Fig. 2 in der gleichen Ebene der Teilspindeln-7 bis 9-- liegen, so dass keine durch den Versatz der Teilspindeln bedingten Momente entsprechend Fig. 2 mittels Rollen auf das Führungsgerüst übertragen
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werden müssen. Die Teilspindeln --35, 36-- sind entsprechend der Teilspindel --6-- mit je einer als
Zahnrad ausgebildeten Mutter--39, 40-- versehen, und diese Muttern formschlüssig an dem Ritzel des
Antriebswagens --26-- angelegt. Die übrige Aufhängung der Teilspindeln --7 bis 9-- des Spindeltriebes entspricht der Aufhängung des Spindeltriebes nach Fig. 2.
Desgleichen entspricht die Aufhängung des
Troges-l-an dem Spindelantrieb --7, 8,9, 35 und 36-- der Aufhängung des Troges --1-- in den vor- genannten Ausführungsbeispielen nach Fig. l und 2.
Die Wirkungsweise des Spindelantriebes nach Fig. l ist wie folgt :
Beim Einschalten der Antriebsvorrichtung des Antriebswagens-4-treibt das Ritzel dieses Wagens die Mutter --12-- der feststehenden Teilspindel --6-- und diese wieder die am Antriebswagen-4-- drehbar gelagerten Teilspindeln --7, 8-- an. Durch diese Drehbewegungen schraubt sich der Antriebs- wagen --4-- an der feststehenden Teilspindel --6-- nach oben, während die Teilspindeln --7, 8--sich in die feststehenden Muttern --19, 20 -- eindrehen. Hiebei wird der auf dem Hauptquerträger ruhende Trog --1-- allmählich von der unteren zur oberen Haltung der Schiffahrtsstrasse gehoben.
Bei Erreichen der Endstellung, d. h. bei Erreichen der oberen Haltung hängt der Antriebswagen --4-- unmittelbar unter der querlaufenden Traverse --5--"der oberen Aufhängung der feststehenden Teilspindel --6-- (in Fig. l strichpunktiert dargestellt). In dieser Stellung haben die feststehenden Muttern --19, 20-- den Antriebs- wagen--4--erreicht, und die auskragenden Auflager --21-- des Hauptquerträgers hängen mit geringem
Spiel unter der Unterkante des Antiiebswagens-4-. Der vom Trog-l-zurückgelegte Hub-H- entspricht dem gesamten zu überwindenden Niveau der Wasserstrasse, der vom Antriebswagen-4-zu- rückgelegte Hub in etwa der Hälfte dieses Hubes H/2.
Analog dem Hubvorgang läuft der Senkvorgang des Troges-l-ab. Hiebei wird lediglich die Dreh- richtung des Ritzels am Antriebswagen ---4-- geändert, so dass die Teilspindeln --7, 8-- aus den fest- stehenden Muttern --19, 20-- herausgedreht werden. Desgleichen schraubt sich der Antriebswagen --4-- an der feststehenden Teilspindel --6-- herab, bis der Trog-l-die untere Haltung wieder erreicht hat.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verlaufen der Hub- und Senkvorgang ähnlich wie oben dar- gelegt, indessen legen die einzelnen Stockwerke --22 bis 24-- der Teilspindeln --6 bis 9-- je etwa ein
Drittel (H/3) des Gesamthubes-H-zurück. Bei Anwendung von Spindelantrieben mit mehr als drei
Stockwerken wird von jedem Stockwerk nur ein Teil der Höhe, das ist H/n zurückgelegt.
Bei den Ausführungsbeispielen 3 und 4 verläuft der Hub- und Senkvorgang ähnlich wie in den vorgenannten Beispielen, indessen schraubt sich hier der Antriebswagen --2-- mit dessen Muttern --39, 40-- in beiden Teilspindeln --35, 36-- ein bzw. aus. Der von den einzelnen Stockwerken --22, 23 und 24-zurückgelegte Hub entspricht bei Anwendung von nur drei Stockwerken je nur 1/3 des Gesamthubes, d. h. des Niveaus der Wasserstrasse, bei Anwendung von mehr als drei Stockwerken je H/n entsprechend Fig. 2.
Die Erfindung ist nicht nur auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, die Teilspindeln der einzelnen Stockwerke beliebig in diesen Stockwerken anzuordnen, d. h. die jeweiligen Stockwerke mit einer Einzelspindel oder mit einem Spindelpaar auszubilden und die genannten Varianten oben, unten oder in der Mitte des Spindeltriebes --6 bis 8 und 6 bis 9 und 35,36, 7,8, 9-anzubringen. Ferner ist es möglich, am oberen Ende der Teilspindeln --6 bzw. 35, 36-- je eine Antriebs- vorrichtung anzuordnen und diese Teilspindeln als Triebspindeln auszubilden. Desgleichen ist es möglich, alle Spindelantriebe --6 bis 9 und 35,36, 7 bis 9-- von einer zentralen Antriebsvorrichtung anzutreiben und deren Drehgeschwindigkeit mittels einer mechanischen oder elektrischen Gleichlaufwelle zu übertragen.
Es liegt noch im Rahmen der Erfindung, die Teilspindeln --6 bis 9-- der Spindelantriebe aus zwei oder mehreren Spindeln zusammenzusetzen, so dass mittels dieser Spindelbündel bzw. Spindelgruppen grössere Lasten gehoben bzw. gesenkt werden können. Bei Schiffshebewerken, bei denen der Gewichtsausgleich durch an Seilen aufgehängte Gegengewichte erzielt wird, ist es vorteilhaft, die Aufhängung der Spindeltriebe umgekehrt wie in den Fig. 1-3 dargestellt, auszuführen, da bei Leerlaufen des Troges --1-- alle Teilspindeln --6 bis 9 und 35, 36- immer auf Zug beansprucht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spindelantrieb für Heb ewerke, insbesondere Schiffshebewerke, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spindeln jedes Antriebes in zwei oder mehrere übereinanderliegende, gemeinsam angetriebene Teilspindeln (6 bis 9 und 35, 36) aufgeteilt sind.
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