DE413673C - Seilwinde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Seilwinden, insbesondere auf solche zum Heranholen und Ausgeben von Seilen mit endlicher, aber großer Seillänge, z. B. Rangierwinden u. dgl., bei denen das Seil in vielen Lagen neben- und übereinander auf einer Trommel aufgewickelt werden muß. Die ordnungsmäßige Aufwicklung versuchte man bisher durch Seilleitvorrichtungen zu erzielen. Abgesehen von dem

ίο Mehrpreis, der durch diese meist auf der Seilführung durch unrunde Scheiben, Kreuzspindeln u. dgl. beruhenden Einrichtungen bedingt wurde, ergab sich der Übelstand, daß die Leitvorrichtung jeweilig nur für eine bestimmte Seilstärke und für eine bestimmte Anzahl von Lagen nebeneinander eingerichtet sein kann. Ändert sich die Seilstärke durch Reckung oder Abnutzung, oder weist das im Betriebe oft hart mitgenommene Seil Knicke,

ao Krümmungen oder Ausbuchtungen auf, so kann die Leitvorrichtung den veränderten Verhältnissen nicht gerecht werden. Etwaige Fehler jeder einzelnen Windung summieren sich dann, so daß bei stark bewickelten Trommein die tatsächliche Stellung der Leitvorrichtung der jeweilig notwendigen Stellung schließlich auch nicht entfernt mehr entspricht, insbesondere auch dann, wenn einige Windungen im Betriebe locker geworden sind und sich seitlich auf der Trommel verschoben haben. Die im Betriebe trotz der Leitvorrichtungen meist vorhandene unregelmäßige Bewicklung beschädigt aber wegen der dadurch entstehenden scharfen Überschneidungen das Seil außerordentlich.

Jene Fehlerquellen und die kostspieligen Aufwendungen für Seilleitvorrichtungen werden durch die Erfindung beseitigt. Sie besteht darin, daß unter Verzicht auf zwangsweise Seilleitung durch Seilleitvorrichtungen 4-0 eine sich selbsttätig durch den Einfluß des. Seilzuges verschiebende Wandertrommel angeordnet wird, die in jedem Augenblick sich so einstellt, wie dies der Platzbedarf· der bereits aufliegenden Windung bei möglichst dicht anschließender nächster Windung erfordert. Der Drehantrieb der sich selbsttätig verschiebenden Wandertrommel erfolgt dabei durch ein in das Trommelzahnrad eingreifendes breites Ritzel, in dessen Zähnen sich die Zahne des Trommelzahnrades gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis mit ganz außerordentlich geringer Kraft verschieben lassen, so daß schon ein sehr geringer und nur ein wenig schräg gerichtetet-Seilzug die jeweilig nötige Verschiebung der Trommel hervorrufen kann. Es ist daher nicht nur möglich, die vorgeschlagene Wandertrommel als eigentliche Treibtrommel zu benutzen, die die gesamte von der Winde nach außen abzugebende Seilkraft ausüben soll, sondern sie kann auch in besonders vorteilhafter Weise als sogenannte Speichertrommel ausgebildet werden, der eine den Hauptteil der nach außen abgegebenen Seilkraft aufnehmende .Spillscheibe vorgeschaltet

wird. Der Antrieb des breiten Wandertrommelritzels erfolgt alsdann durch eine mittels Federn regelbare Rutschkupplung, deren Reibscheiben derart unter dem Einfluß eines einseitig wirkenden Gesperres stehen, daß das Trommelritzel und die Wandertrommel beim .Seileinholen angetrieben, beim Seilausgeben dagegen selbsttätig gebremst werden, so daß in jedem Augenblick die Bildung von "Schlaff seil vermieden ist.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Anordnung dar.

Das mit der Kraft T in die Winde einlaufende Seil wird zunächst (Abb. ι bis 3) in wenigen Windungen um die angetriebene Spillscheibe 1 herumgeführt und verläßt die Spillscheibe nach der Trommel 2 hinlaufend

., j _ _± T _. . looo mit der Spannung t — —, z. B. mit t —

^{r ö} eua 20

= 50 kg. Die Trommel 2 sitzt lose auf ihrer feststehenden Achse 3 und enthält den Zahnkranz 4, in dessen Zähne die Zähne des dem Wanderweg der Trommel entsprechend breit gestalteten Ritzels 5 eingreifen. Der Antrieb des Trommelritzels 5 erfolgt nun gemäß der Anordnung nach Abb. 1 durch die im Innern des Ritzels eingebaute und aus den beiden Kupplungshülsen 6, 7 bestehende Rutschkupplung, wobei die Kuppelkraft durch eine Feder 8 hergestellt und mittels der Mutter 9 geregelt wird." Mit der Vorgelegewelle 10 ist das vom Motor 11 angetriebene Zahnrad 12 und das den Antrieb der Spillscheibe 1 vermittelnde Spillscheibenritzel 13 fest verbunden. Gleichfalls fest auf der Vorgelegewelle 10 sitzt bei der Anordnung nach Abb. 1 die Mitnehmerscheibe 14, welche eine Sperrklinke 15 trägt, die das mit der langen Nabe der Kupplungshülse 6 fest verbundene Sperrrad 16 einseitig wirkend, und zwar nur im Seileinholsinne treibend, beeinflußt. Wird der Motor auf Seileinholen gesteuert, so erzeugt die Rutschkupplung an der Trommel 2 die für den Reibungsschluß auf der Spillscheibe 1 erforderliche Seilkraft t (z.B. 50 kg), indem je nach dem augenblicklichen Grade der Trommelbewicklung ein mehr oder weniger starkes Schleifen der Kupplungshülsen 6, 7 gegenüber dem Ritzel 5 stattfindet. Wird der Motor anderseits umgesteuert und damit die Drehrichtuiig der Welle 10 sowie des Ritzels 13 ■ und der Mitnehmerscheibe 14 geändert, so hört die Beeinflussung der Kupplungshülsen 6, 7 durch die Klinke 15 auf, die Hülsen stehen dagegen nunmehr unter dem Einfluß der mit der Sperrscheibe 16 verbundenen und durch die Klinke 17 gegen Rückdrehung gesicherten weiteren Sperrscheibe 18. Die bisher treibende Kraft der Kupplungshülsen 6, 7 I wird daher nunmehr in eine das Ritzel 5 und j damit die Wandertrommel 2 bremsende Kraft 1 \ erwandelt. Die Seilspannung t zwischen der Wandertrommel und der Spillscheibe bleibt erhalten, so daß die Bildung von Schlaffseil vermieden wird. Die Spillscheibe 1 wird das Seil jetzt von der Trommel abziehen, sobald das Seil von der Strecke her mit der nunmehr j für den Reibungsschluß auf der Spillscheibe nur noch erforderlichen sehr kleinen Kraft

von — =

kg = f

von —, z. B.

euu

spannt wird. Andernfalls schleift die Spillscheibe ohne Kraftäußerung in den auf ihr lose liegenden Seilwindungen. Es wird also kein Seil ausgestoßen, und es werden keine Seilschlingen vor die Winde hingelegt, die sich dort, wenn von der Strecke her das Seil nicht rechtzeitig fortgezogen wird, verwirren könnten. Will man jedoch das an sich so gut wie unschädliche vorübergehende Schleifen der Spillscheibe in den losen Seilschlingen noch vermeiden, so kann das Seil durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Druckrolle dauernd mit einer für den Reibungsschluß beim Abziehen ausreichenden geringen Kraft gegen die Spillscheibe angedrückt, dem Motor aber bei Schaltung auf Rücklauf so · viel Vorschaltwiderstand vorgeschaltet werden, daß der Rückwärtsantrieb gerade noch nicht zur Überwindung des Widerstandes der gebremsten Wandertrommel ausreicht. In diesem Falle steht die Spillscheibe so lange still, bis von der Strecke her das Seil mit der noch fehlenden Kraft abgezogen wird. Der auf der Strecke tätige Arbeiter, z. B. beim Rangierbetrieb der Rangierer, gibt also in jedem Falle den Anstoß für das Abziehen, wird aber auch in jedem Falle beim Seilabziehen in der Überwindung der Reibungs- und Bremswiderstände durch die Spillscheibe der Winde wesentlich unterstützt, so daß der Betrieb sich einfach und leicht vollzieht. An Stelle der Sperrscheibe 18 kann auch eine einseitig- wirkende Bremsscheibe treten. Beim Rücklauf findet dann an letzterer und nicht an den Kupplungshülsen die Bremsung der Wandertrommel statt, so daß die Bremskraft unabhängig von der Kupplungskraft und kleiner als diese gestaltet werden kann.

Ferner kann an Stelle der Verwendung eines umsteuerbaren Motors auch ein dauernd in gleicher Richtung umlaufender Motor benutzt und alsdann der Wechsel der Drehrichtung durch Umschaltgetriebe oder Umschaltkupplungen beliebiger Art hervorgerufen n₅ werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Abb. 3, bei der das Spillscheibenritzel lose auf der Welle 10 sitzt und mit der mit Holzklötzen 35 gefütterten Kuppelscheibe. fest verbunden ist. Das Ritzel 13 treibt mittels an ihm angeordneter Sperrzähne und der Klinke 15 sowie mittels der Sperrscheibe

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18 die Hülsen 6, 7 der Rutschkupplung einseitig wirkend an. Durch eine in der Abbildung fortgelassene, ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. 1 außen in die Sperrscheibe iS eingreifende weitere Klinke werden die Kupplungshülsen gegen Rücklauf gesperrt.

' Auf der mit dem Antriebszahnrad 12 hier dauernd in gleicher Richtung umlaufende Welle 10 sitzt ferner fest die Kuppelscheibe 37, die bei Verschiebung der Welle in der Pfeilrichtung α mit dem lose auf der Welle angeordneten Kettendaumenrad 38 gekuppelt werden kann, von dem alsdann mittels Gelenkkette das auf der Spillscheibenwelle befestigte Kettendaumenrad 39 und damit die Spillscheibe 1 sowie das Ritzel 13 in^! einer Richtung angetrieben werden, die entgegengesetzt derjenigen ist, welche zwecks Seileinholen bei Verschiebung der Welle 10 in der Pfeilrichtung b und dadurch bedingter Kupplung der Welle mit der Kuppelscheibe 36 vorhanden ist. Die Verschiebung der dauernd in gleicher Richtung umlaufenden Welle 10, einmal zwecks Seileinholens in Richtung b und das andere Mal zwecks Seilausgabe in Richtung a, kann auf verschiedene, in der Abbildung nicht weiter dargestellte Weise mittels Hebel, Schrauben u. dgl. hervorgerufen werden. Die Anordnung nach Abb. 3 bietet gegenüber derjenigen nach Abb. 1 den Vorteil, daß statt eines Umkehranlassers für den Motor ein gewöhnlicher Anlasser, und zwar ein Leerlau fanlasser, genügt, und daß bei entsprechender. Übersetzung der Kettendaumenräder 38, 39 die Seilausgabegeschwindigkeit großer als die Seileinholgeschwindigkeit gewählt werden kann. Ferner Jst es hier eher möglich, das Antriebszahnrad 12 wegen seiner dauernd gleichen Drehrichtung als Schwungzahnrad auszubilden zur Aufspeicherung von Energie für das Anfahren der zu rangierenden Wagen, so daß man unter sonst gleichen Umständen mit einem kleineren Motor auskommen wird als bei der Anordnung nach Abb. i.

In besonders vorteilhafter Weise gestattet auch die Anordnung eines Planetenumlaufgetriebes nach Abb. 2 die Verwendung eines stets nach der gleichen Richtung laufenden Antriebsmotors. Die hier lose auf der Welle

19 sitzende Spillscheibe τ ist mit der innen verzahnten Glocke 20 des Planetengetriebes fest verbunden, in der sich das von dem Stegradarm 21 getragene Umlauf rad 22 befindet, das außen in das Glockenzahnrad, innen in das lose auf der Welle 19 laufende, mit dem Antriebszahnrade 23 fest verbundene kleine zentrale Ritzel 24 einkämmt. Auf der Welle 19 aufgekeilt ist der Stegradarm 21 und die Steuerbremsscheibe 25. Wird letztere festgebremst, so steht die Welle 19, der Stegradarm 21 und damit die Achse des Umlaufrades Ä2 still, die Glocke 20 und die Spillscheibe 1 wird dann im Seileinholsinne angetrieben. Gleichzeitig erfolgt mittels des auf der verlungerten Nabe der Spillscheibe fest angeord- ! neten, einseitig wirkenden Sperrades 26 und der Sperrklinke 27 der Antrieb der beiden durch Federn 28 beeinflußten Kupplungsscheiben 29, 30 der Rutschkupplung, durch welche der zwischen den Kupplungsscheiben eingeklemmte Kettendaumenradkranz 3 r angetrieben wird. Letzterer ist durch eine in der Abbildung fortgelassene Gelenkkette mit dem kleinen Kettendaumenrad 32 verbunden, das auf der Welle 33 ebenso wie die Bremsscheibe 34 und das Ritzel 5 befestigt ist, in dessen Zähnen die Zähne des Wandertrommelrades 4 einkämmen und gleichzeitig hin und her wandern. Wird nun anderseits zwecks Seilausgabe die Steuerbremsscheibe 25 freigegeben, so hat vermöge der an der Nabe des zentralen Ritzels 24 und an den Rädern des Umlaufgetriebes vorhandenen Reibung die Welle 1.9 und die Spillscheibe 1 das Bestreben, ι die verhältnismäßig große Drehzahl des vom ! Motor dauernd in gleicher Richtung angetriebenen zentralen Ritzels 24 anzunehmen und im Sinne des Seilabziehens umzulaufen. Bei entsprechender Regelung der das Ritzel 5 und damit die Wandertrommel 2 beeinflussenden Bremse 34 wird jedoch dieser Umlauf so lange gehindert, bis die zur Überwindung der Widerstände noch fehlende Kraft am Seil von der freien Strecke her ausgeübt wird. Das Abziehen des Seiles kann also auch hier, da der Hauptanteil des Widerstandes der gebremsten Wandertrommel von der Winde und nur der noch fehlende, auf geringes Maß einstellbare Betrag von der Strecke aus überwunden wird, leicht vonstatten gehen, ohne daß die Gefahr besteht, daß zu Verschlingungen neigendes Seil etwa lose vor die Winde hingelegt wird, falls der Seilzug aus der Strecke einmal unterbrochen wird.

Der Nachweis der selbst durch einen geringen Seilzug ermöglichten leichten Verschiebung der Wandertrommel 2 wird zweckmäßig an einem Zahlenbeispiel erbracht. Würde sich die Trommel 2 nicht drehen, so wäre zu ihrer achsialen' Verschiebung eine Reibungskraft gleich ihrem Gewicht Q mal dem Reibungskoeffizienten f zu überwinden, z. B. bei einem Gewicht der vollgewickelten Trommel von 300kg und bei/ = 0,05 eine achsiale Kraft von 15 kg. Wird dagegen die Trommel angetrieben und ihr auf ihrer Achse von beispielsweise 50 mm Durchmesser, daher von 50 · π = rund 150 mm Umfang eine Umdrehung erteilt, so ist für die gewünschte gleichzeitige Verschiebung um die Seilstärke von z. B. 10 mm jene Reibungskraft von

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15 kg in der schrägen Richtung der resultierenden Schraubenbewegung zu überwinden, so daß die achsiale Komponente dieser Kraft

io

• — = r kg beträgt.

Von die-

, nur rund 15

ser leichten Verschiebemöglichkeit wird bekanntlich bei den sogenannten Wanderrollen für Aufzüge u. dgl. Anwendung gemacht. Nun spielt sich aber bei der vorgeschlagenen, mit Antrieb versehenen Wandertrommel ein ähnlicher mechanischer Vorgang, wie auf der Achse, auch am Zahneingriff der Wandertrommel ab. Im ungünstigsten Falle, bei vollgewickelter Trommel, bedingt der Seilzug von t = 50 kg einen Zahndruck ζ von ebenfalls fast 50 kg. Die Zähne der ineinanderkämmenden Zahnräder weisen nun beim Einkämmen einen erheblichen radialen Gleitweg gegeneinander auf, dessen Gesamtausmaß bei einer Umdrehung des großen Trommelzahnrades sich aus dem Zahnreibungsarbeitsverlust von erfahrungsgemäß etwa S Prozent und dem Reibungskoeffizienten an den Zähnen von

etwa f = 0,1 zu — = ςο Prozent des Teil-' ' 0,1 ^D

kreisumfanges ermittelt. Bei einem Teilkreisumfang des Trommelzahnrades von etwa 2 000 mm beträgt somit die Summe aller Gleitwege der Zähne gegeneinander, während des Ein- und Auskämmens bei einer Umdrehung dieses Rades, 0,5. · 2 000 = 1 000 mm. Während dieses radialen Gleitens der Zähne soll nun bei einer Umdrehung gleichzeitig ein seitliches achsiales Gleiten von insgesamt 10 mm (d. h. gleich der Seilstärke) stattfinden. Der Widerstand W tritt wieder in der schrägen Richtung der resultierenden Bewegung auf und beträgt W = Z · f = 50 · 0,1 = 5 kg. Die achsiale Komponente dieses Widerstandes ist aber nur W · -^- — — = 0,05 kg. 1000 roo

Der gesamte achsiale Verschiebewiderstand der sich drehenden Wandertrommel an der Nabe und an den Zähnen beträgt demnach insgesamt nicht mehr als 1 + 0,05 = 1,05 kg. Es wird somit erkennbar, wie wenig schräg der oben eingeführte Seilzug von t = 50 auf die in Drehung versetzte Trommel zu wirken braucht, um jene zur Trommelverschiebung erforderliche geringe achsiale Seilkraftkomponente zu erzeugen, wodurch sich das überraschend leichte Folgen der angetriebenen Wandertrommel in der jeweils für eine ordnungsmäßige Bewicklung nötigen Richtung erklärt, bei der jede neue Windung sich neben den durch die vorhergehende beanspruchten Platz legt.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Seilwinde, gekennzeichnet durch eine lediglich unter dem Einfluß des Seilzuges sich derart hin und her schiebende Wandertrommel (2), daß das Seil ohne Vermittlung von Leitvorrichtungen in gleichmäßigen Lagen auf den Trommelkörper aufgewickelt werden kann.

2. Seilwinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Wandertrommel (2) durch ein ihrem Verschiebeweg entsprechend breites Zahnradritzel (5) erfolgt, in dessen Zähnen sich die Zähne des mit der Trommel gekuppelten Zahnrades (4) vermöge der beim Ein- und Auskämmen der Zähne, vorhandenen großen radialen Relativbewegung mit sehr geringer Kraft achsial seitlich verschieben lassen.

3. Seilwinde nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Speichertrommel ausgebildeten Wandertrommel (2) eine den Hauptteil des am Einlauf in die Winde vorhandenen Seilzuges (T) aufnehmende Spillscheibe (1) vorgeschaltet ist, so daß zwischen der letzteren und der Wandertrommel nur ein geringer, aber zur Verschiebung der Trommel ausreichender Seilzug (i) vorhanden ist.

4. Seilwinde nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Antrieb der Spillscheibe (1) und dem Antrieb des Wandertrommelritzels (5) eingeschaltete, durch Federn (8, 28) einregelbare Rutschkupplung, deren Kupplungsscheiben (6, 7 bzw. 29, 30) derart unter der Einwirkung von einseitig wirkenden Gesperren (15, 16 bzw. 26, 27) stehen, daß das Trommelritzel (5) beim Seileinholen angetrieben, beim Seilabziehen dagegen gebremst werden kann.

5· Seilwinde nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein die Spillscheibe (r, Abb. 2) und die Rutschkupplung (26, 27, 29, 30) des Trommelantriebes beeinflussendes und mittels einer Steuerbremse (25) derart gesteuertes Planetenumlaufgetriebe (20, 21, 22, 24), daß der dauernd in gleicher Richtung umlaufende Motor beim Anziehen der Steuerbremse das Seil einholt, beim Lösen der Steuerbremse dagegen die zum Seilabziehen er- no forderliche Kraftwirkung für die Überwindung des Widerstandes der durch eine Bremse (34) gebremsten Wandertrommel (2) ausübt oder unterstützt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.