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Die
Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung zum Anheben und Absenken
einer Last, mit
- a) einer Hubtrommel;
- b) einem Antrieb, mit dem die Hubtrommel in beiden Richtungen
in Drehung versetzt werden kann;
- c) mindestens zwei als Zugmittel dienenden Bändern, die mit einem Ende an
der Hubtrommel festgelegt sind und an dem anderen Ende eine Halteeinrichtung
für die
Last tragen;
wobei
- d) die Bänder
durch Drehen der Hubtrommel auf diese derart aufwickelbar sind,
daß eine
Windung über
der anderen zu liegen kommt.
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Hubvorrichtungen,
die mit einer Hubtrommel und mindestens einem auf diese Hubtrommel
aufwickelbaren flexiblen Zugmittel arbeiten, sind in unterschiedlichsten
Ausgestaltungen bekannt. Als Zugmittel werden insbesondere Seile,
Ketten oder Bänder eingesetzt.
Bänder
haben den Vorteil, daß sie
sich in besonders gut definierter Weise auf die Hubtrommel aufwickeln
lassen und ihre Tragkraft verhältnismäßig groß ist, wobei
sie jedoch ausreichend flexibel bleiben. Aus diesem Grunde erfreuen
sich mit Bändern als
Zugmittel arbeitende Hubvorrichtungen, mit denen sich auch die vorliegende
Er findung befasst, zunehmender Beliebtheit.
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Mehrere
lasttragende Bänder
werden im allgemeinen dort eingesetzt, wo die Tragkapazität der Hubvorrichtung
erhöht
oder Lasten mit großen
Abmessungen angehoben und abgesenkt werden sollen. Bei vom Markt
her bekannten derartigen Hubvorrichtungen wurden die verschiedenen
Bänder
nebeneinander, also in unterschiedlichen axialen Bereichen, auf
der Hubtrommel aufgewickelt. Hierdurch ergeben sich jedoch, insbesondere
bei einer großen Anzahl
von Bändern
bzw. beengten Platzverhältnissen
geometrische Probleme bei der Bandführung.
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Eine
Hubvorrichtung ähnlich
der eingangs genannten Art geht aus der
DE 195 25 921 C1 hervor,
wo jedoch anstelle von Bändern
mehrere Seile vorgesehen sind. Beim Aufwickeln auf die Seiltrommel
legen diese sich dicht an dicht aneinander und spiralförmig übereinander.
Jedes der Seile bleibt dabei in seiner axialen Lage bezogen auf
den Rand der Seiltommel.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Hubvorrichtung der eingangs genannten
Art so auszugestalten, daß bei
präziser
Führung
der Bänder
eine dem Bedarf angepasste, hohe Zahl von Bändern eingesetzt werden kann,
ohne für
deren Führung
viel Platz zu benötigen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß
- e) mindestens zwei Bänder spurgetreu übereinander
liegend auf die Hubtrommel auf wickelbar sind.
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Erfindungsgemäß werden
also die mehreren Bänder
nicht mehr nebeneinander, in axial unterschiedlichen Bereichen, sondern übereinander
in demselben axialen Bereich der Hubtrommel aufgewickelt. Es liegen
nunmehr nicht mehr Windungen ein und desselben Bandes unmittelbar übereinander, sondern
Windungen unterschiedlicher Bänder.
Das Aufwickelverhalten dieser übereinanderliegender Bänder ist
sehr gut kontrollierbar. Darüber
hinaus können
sie auf verhältnismäßig engem
Raum geführt werden.
Jedes der übereinanderliegenden
Bänder kann
so dimensioniert sein, daß es
im Notfall beim Riß eines
anderen Bandes den bisher von diesem getragenen Lastanteil übernehmen
kann und auf diese Weise ein Notbetrieb der Hubvorrichtung möglich ist.
Dies trägt
zu einer erhöhten
Betriebssicherheit der Hubvorrichtung bei.
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Wickelt
man in der erfingungsgemäßen Weise
auf der Hubtrommel mehrere Bänder übereinander,
so ergibt sich das Problem, daß beim
Abwickeln der Bänder
von der Hubtrommel bei einer bestimmten Winkelverdrehung unterschiedliche
Längen
der Bänder
abgewickelt werden. Dies ist Folge der Tatsache, daß die Windungen
der Bänder,
die gleichzeitig abgewickelt werden, auf unterschiedlichen Radien liegen.
Daher empfiehlt sich eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher
die unteren Enden der Bänder mit
einer Halteeinrichtung für
die Last verbunden sind, die als Ausgleichseinrichtung für die sich
beim Auf- und Abwickeln unterschiedlich verändernden Längen der abgewickelten Teile
der auf der Hubtrommel übereinanderliegenden
Bänder
ausgestaltet ist. Diese Ausgleichseinrichtung macht es möglich, daß sich die
unteren Enden der übereinanderliegenden Bänder beim
Abwickeln bzw. Aufwickeln mit etwas unterschiedlicher Geschwindigkeit
bewegen, ohne daß die
gleichmäßige Lastverteilung
auf die verschiedenen Bänder
verlorengeht.
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Beispielsweise
können
zwei Bänder
spurgetreu übereinanderliegend
auf der Hubtrommel aufwickelbar sein. In diesem Falle kann die Halteeinrichtung
ein Wippenglied umfassen, welches die unteren Enden der beiden Bänder miteinander
verbindet, wobei das Wippenglied zwischen den Stellen, an denen die
Kraft von den Bändern
eingleitet wird, eine Befestigungseinrichtung für die Last aufweist. Den unterschiedlichen
Vertikalbewegungen der unteren Enden der übereinanderliegenden Bänder wird
durch eine Verschwenkung des Wippengliedes Rechnung getragen.
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Dabei
sind die unteren Enden der Bänder zweckmäßig in Klemmstücken festgelegt,
die in gegenüberliegenden
Bändern
des wippengliedes angelenkt sind.
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Sind
drei Bänder
spurgetreu übereinanderliegend
auf der Hubtrommel aufwickelbar, so ist folgende Bauweise möglich: Die
unteren Enden der beiden äußeren Bänder sind
miteinander verbunden, wobei die Halteeinrichtung eine Umlenkrolle
umfasst, die von dem mittleren Band getragen ist und um welche die
Verbindung zwischen den beiden äußeren Bändern geführt ist.
Die vertikale Lage der Halteeinrichtung wird dabei im wesentlichen
von dem mittleren Band bestimmt, während die vertiaklen Positionen
der unteren Enden der beiden äußeren Bänder sich
beim Ab- und Aufwickeln gegensinnig gegenüber dem unteren Ende des mittleren
Bandes verschieben. Durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen den
unteren Enden der äußeren Bänder herrscht
in diesen stets dieselbe Spannung. Die Länge des mittleren Bandes muß so bemessen
werden, daß auch
dieses im wesentlichen denselben Anteil der Last trägt. Diese
Konstrukrion setzt allerdings voraus, daß zumindest die beiden äußeren Bänder dieselbe
Dicke besitzen.
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Die
unteren Enden der beiden äußeren Bänder können grundsätzlich einstückig miteinander
verbunden sein, so daß im
Ergebnis die beiden äußeren Bänder von
einem einzigen, um die Umlenkrolle gelegten Band gebildet werden.
Günstiger
ist jedoch diejenige Bauweise, bei welcher die unteren Enden der
beiden äußeren Bänder durch
ein Seil- oder Kettenstück miteinander
verbunden sind, das um die Umlenkrolle geführt ist. Auf diese Weise können im Durchmesser
kleinere, also platzsparende Umlenkrollen verwendet werden.
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Es
können
auch vier Bänder
spurgenau übereinanderliegend
auf die Hubtrommel aufwickelbar sein. In diesem Falle ist eine Konstruktion
einsetzbar, bei der die unteren Enden des ersten Paares benachbarter
Bänder
und die unteren Enden des zweiten Paares benachbarter Bänder miteinander verbunden
sind, wobei die Halteeinrichtung umfasst:
- a)
ein Wippenglied;
- b) eine erste Umlenkrolle, um welche die Verbindung der unteren
Enden des ersten Paares von Bändern
geführt
ist und die in einem Endbereich des Wippengliedes gelagert ist;
- c) eine zweite Umlenkrolle, um welche die Verbindung der unteren
Enden des zweiten Paares von Bändern
geführt
ist und die im gegenüberliegenden
Endbereich des Wippengliedes gelagert ist,
wobei
- d) das Wippenglied an einer Stelle, die zwischen den Stellen
liegt, an denen die Umlenkrollen gelagert sind, eine Befestigungseinrichtung
für die Last
aufweist.
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Bei
dieser Konstruktion machen die beiden Umlenkrollen eine Vertikalbewegung,
die einen Mittelwert der Vertikalbewegung der beiden Bänder entspricht,
denen diese Umlenkrolle zugeordnet ist. Durch das Wippenglied wiederum findet
eine weitere Mittelwertbildung der vertikalen Positionen der beiden
Umlenkrollen statt.
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Auch
bei dieser letztgenannten Konstruktion empfiehlt sich aus den oben
schon erwähnten
Gründen,
daß die
Verbindungen der unteren Enden der beiden Paare von Bändern Seil-
oder Kettenstücke sind.
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Das
Auf- und Abwickeln der übereinanderliegenden
Bänder
ist mit einer Gleitbewegung dieser Bänder gegeneinander verbunden.
Es ist daher günstig,
wenn die Bänder
an mindestens einer Seite mit einer reibungsvermindernden Schicht
versehen sind, bei der es sich um ein Graphit- oder Teflonschicht oder dergleichen
handeln kann.
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Durch
die auf der Umfangsfläche
der Hubtrommel befestigten Enden der übereinanderliegenden Bänder wird
eine Stufe gebildet, welche das radial innenliegende Band nach der
ersten Windung überwinden
muß. Um
zu vermeiden, daß an
dieser Stelle das Band geknickt wird, ist es vorteilhaft, wenn auf
der Umfangsfläche
der Hubtrommel mindestens ein Distanzelement vorgesehen ist, an
welchem sich die erste Windung des radial innersten Bandes vor Erreichen
der durch die Enden der Bänder
gebildeten Stufe anlegen kann.
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Bevorzugt
wird, wenn die Bänder
aus Metall, insbesondere aus Stahl, bestehen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es
zeigen
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1 einen
Schnitt durch die Hubtrommel und zwei lasttragende Bänder einer
Hubvorrichtung;
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2 eine
Ausschnittvergrößerung aus 1;
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3 im
Schnitt eine Halteeinrichtung, die bei mit drei Bändern arbeitenden
Hubvorrichtungen zum Einsatz kommt;
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4 im
Schnitt eine Halteeinrichtung, die bei mit vier Bändern arbeitenden
Hubvorrichtungen verwendet wird.
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Zunächst wird
auf 1 Bezug genommen, die als sehr schematische Darstellung
einer einfachen Hubvorrichtung verstanden werden kann. Die Hubvorrichtung,
die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist,
umfasst als Hauptkomponente eine Hubtrommel 2, die in zwei
auf einer Montageplatte 3 angebrachten Lagerböcken 4 (nur
einer in der Zeichnung angedeutet) drehbar angebracht ist. Die Hubtrommel 2 läßt sich
von einem nicht dargestellten Antriebsmotor in beiden Drehrichtungen
verdrehen, der ebenfalls auf der Montageplatte 3 montiert
ist.
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Die
Montageplatte 3 ist in einer gewissen Höhe, beispielsweise mittels
eines nicht dargestellten Stahlbaues, über dem Raumboden angebracht.
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Zum
Anheben und Absenken der Last werden als Zugmittel zwei Stahlbänder 5a, 5b verwendet,
die auf der Hubtrommel 2 spurgetreu übereinanderliegend in mehreren,
ebenfalls übereinanderliegenden
Windungen aufgewickelt werden können, wie
dies den 1 und 2 zu entnehmen
ist. Dies bedeutet, daß radial
von innen nach außen
auf der Mantelfläche
der Hubtrommel 2 zunächst
eine Windung des in Figur linken Stahlbandes 5a, sodann eine
Windung des in 1 rechten Stahlbandes 5b und
sodann entsprechend der Position der anzuhebenden oder abzusenkenden
Last wei tere Windungen abwechselnd des Stahlbandes 5a und
des Stahlbandes 5b aufeinander folgen.
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Die
Enden 6a, 6b der beiden Stahlbänder 5a, 5b sind,
wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, an der Mantelfläche der
Hubtrommel 2 in geeigneter Weise festgelegt, beispielsweise
durch Kleben, Klemmen, Schweißen
oder einfach auch durch die Reibung, die durch darüberliegende
Windungen der beiden Stahlbänder 5a, 5b erzeugt
wird. Im letzteren Falle dürfen
selbstverständlich
die Stahlbänder 5a, 5b im
Normalbetrieb nicht bis zur letzten Windung von der Hubtrommel 2 abgewickelt
werden.
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Durch
die Enden 6a, 6b der beiden Stahlbänder 5a, 5b wird
für die
erste Windung des in 1 linken Stahlbandes 5a eine
Stufe gebildet, die von dem Stahlband 5a überwunden
werden muß und
deren Höhe
gleich der Summe der Dicken der beiden Stahlbänder 5a und 5b ist.
Auf diese Weise entsteht zwischen der ersten Windung des Stahlbandes 5a und der
Mantelfläche
der Hubtrommel 2 ein Leerraum 7. Um zu verhindern,
daß die
erste Windung des Stahlbandes 5a und damit in gewissem
Umfange auch die darüberliegenden
weiteren Windungen beider Stahlbänder 5a, 5b in
den Zwischenraum 7 hineingedrückt und auf diese Weise an
der von den Enden 6a, 6b gebildeten Stufe geknickt
werden, sind in diesem Leerraum 7 ingesamt drei Distanzelemente 8a, 8b und 8c in
Form kreisbogenförmig
gekrümmter
Bleche 8a, 8b, 8c angeordnet. Jedes dieser
Bleche 8a, 8b und 8c hat konstante Dicke.
Die Dicke der Bleche 8a, 8b, 8c nimmt
jedoch in 2 im Uhrzeigersinn in Richtung
auf die durch die Enden 6a, 6b gebildeten Stufe zu.
Allgemein ist die Richtung, in welcher die Dicke der Distanzelemente 8a, 8b, 8c zunehmen
soll, derjenigen Richtung entgegengesetzt, in der sich die Hubtrommel 2 beim
Anheben der Last verdreht.
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Die
Distanzelemente 8a, 8b, 8c bilden auf diese
Weise Anlageflächen
für die
erste Windung des Stahlbandes 5a, welches ein zu tiefes "Einfallen" dieser Windung radial
nach innen verhindert. Es ist also nicht unbedingt erforderlich,
daß die
Dicke der Distanzelemente 8a, 8b, 8c stetig
in der genannten Richtung zunimmt, um so exakt den sich geometrisch bildenden
Leerraum 7 auszufüllen.
Auch brauchen die Distanzelemente 8a, 8b, 8c nicht
aneinander zu stoßen.
Sie können,
in Umfangsrichtung gesehen, auch einen Abstand aufweisen, der von
dem Stahlband 5a überbrückt wird.
Die Zahl der verwendeten Distanzelemente 8a, 8b, 8c kann
je nach Gegebenheit variieren. Im Ergebnis erfahren jedoch die erste Windung
des Stahlbandes 5a und damit auch die darüber liegenden
Windungen beider Stahlbänder 5a, 5b an
der durch die Enden 6a, 6b gebildeten Stufe keinen
oder nur einen unbedeutenden Knick, so daß an dieser Stelle keine nennenswerte
Wechselbeanspruchung der Stahlbänder 5a, 5b auftritt.
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An
den unteren Enden der Stahlbänder 5a, 5b ist
jeweils ein Klemmstück 9a, 9b angeklemmt. Die
unteren Bereiche der beiden Klemmstücke 9a, 9b sind
jeweils mit Hilfe eines Lagerbolzens 10a, 10b an
gegenüberliegenden
Endbereichen eines Wippengliedes 11 angelenkt. Das Wippenglied 11 weist im
Mittelbereich eine Bohrung 12 auf, an welcher die nicht
dargestellte Last angehängt
werden kann. Auf diese Weise bildet das Wippenglied 11 mit
den Klemmstücken 9a, 9b eine
Halteeinrichtung 50 für die
Last.
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Die
Funktion der beschriebenen Hubvorrichtung 1 ist wie folgt:
Beim
Absenken einer an dem Wippenglied 11 angebrachten Last
wird die Hubtrommel 2 in den 1 und 2 im
Uhrzeigersinn verdreht, wobei sich die beiden Stahlbänder 5a, 5b von
der Hubtrommel 2 abwickeln. Da das Stahlband 5b auf
der Hubtrommel 2 auf einem größeren Radius als das Stahlband 5a aufgewickelt
war, wird bei einer bestimmten Winkelverdrehung der Hubtrommel 2 von
dieser ein längeres Stück des Stahlbandes 5b als
von dem Stahlband 5a abgewickelt. Dieser Längenunterschied
der beiden Stahlbänder 5a, 5b wird
durch eine entsprechende Verkippung des Wippengliedes 11 um
die durch die Bohrung 12 vorgegebene Achse kompensiert.
Die Spannungen innerhalb der Stahlbänder 5a, 5b bleiben
dabei im wesentlichen gleich, so daß die Last auf die beiden Stahlbänder 5a, 5b gleichmäßig verteilt wird.
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Um
die gegenseitige Reibung beim Auf- und Abwickeln auf die Hubtrommel 2 zu
verringern, sind die beiden Stahlbänder 5a, 5b zumindest
auf einer Seite, die beim Aufwickeln an einem benachbarten Stahlband 5a, 5b zur
Anlage kommen kann, mit einer reibungsarmen Schicht oder Zwischenlage
versehen. Dabei kann es sich um eine Graphitbeschichtung oder ein
Teflonband oder dgl. handeln.
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Bei
dem oben anhand der 1 und 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
fanden zwei Stahlbänder 5a, 5b zum
Tragen der Last Verwendung. Sollen noch größere Lasten gehoben und gesenkt
werden, kann es erforderlich werden, die Zahl der übereinander
zu wickelnden Stahlbänder
zu erhöhen.
Da es offensichtlich ist, wie in einem solchen Falle die Verhältnisse
auf der Hubtrommel 2 aussehen, wurde hierfür auf eine
gesonderte Darstellung verzichtet. Interessant ist in diesen Fällen, wie
die jeweils unteren Enden der Stahlbänder miteinander verbunden
sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Halteeeinrichtung 150, das bei drei Stahlbänder 105a, 105b und 105c zum
Einsatz kommen kann, ist in 3 dargestellt.
Die unteren Enden dieser Stahlbänder 105a, 105b, 105c sind
wieder in Klemmstücken 109a, 109b, 109c verklemmt.
In den beiden außenliegenden
Klemmstücken 109a, 109b, 109c sind
außerdem in
der in 3 dargestellten Weise die beiden Enden eines Seilstückes 120 festgelegt,
welches über
eine Umlenkrolle 121 geführt ist. Die Umlenkrolle 121 ist im
unteren Endbereich des mittleren Klemmstückes 109b mittels
eines Lagerzapfens 122 drehbar gelagert. Die nicht dargestellte
Last wird an dem mittleren Klemmstück 109b bzw. an dem
Lagerzapfen 122 angehängt.
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Beim
Anheben und Absenken der Last wird deren Position durch die Lage
des am unteren Ende des mittleren Stahlbandes 105b angeklemmten Klemmstückes 109b bestimmt.
Die Längenunterschiede,
die sich beim Abwickeln der beiden seitlichen Stahlbänder 105a, 105c ergeben,
werden dadurch ausgeglichen, daß sich
die an ihren unteren Enden angebrachten Klemmstücke 109a, 109c gegensinnig
nach oben und unten bewegen, wobei die in ihnen herrschende Spannung über das
Seil 120 übertragen
wird. Auf diese Weise läßt sich
eine gleichmäßige Verteilung
der Last auf alle drei Stahlbänder 105a, 105b, 105c erzielen.
Dies setzt allerdings voraus, daß zumindest die beiden außen liegenden
Stahlbänder 105a, 105c die
gleiche Dicke haben.
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4 zeigt
schließlich,
wie die unteren Enden von vier lasttragenden Stahlbändern 205a, 205b, 205c und 205d durch
eine Halteeinrichtung 250 miteinander verbunden werden
können,
um die unterschiedlichen Bewegungen der unteren Enden der Stahlbänder 205a bis 205d unter
gleichmäßiger Verteilung
der Last kompensieren zu können.
Die in 4 dargestellte Halteeinrichtung 250 stellt gewissermaßen eine
Kombination der oben anhand der 1 und 3 beschriebenen
Konstruktionen dar:
Die unteren Enden der Stahlbänder 205a bis 205d sind
jeweils wieder in einem Klemmstück 209a, 209b, 209c und 209d eingeklemmt.
In den benachbarten, den Stahlbändern 205a, 205b zugeordneten
Klemmstücken 209a, 209b sind
wiederum die gegenüberliegenden
Enden eines Seilstückes 220a festgelegt, das über eine
erste Umlenkrolle 221a geführt ist. In entsprechender
Weise sind an den benachbarten, den Stahlbändern 205c, 205d zugeordneten
Klemmstücken 209c, 209d die
gegenüberliegenden
Enden eines zweiten Seilstückes 220b verklemmt,
das über eine
zweite Umlenkrolle 221b geführt ist. Die beiden Umlenkrollen 221a, 221b sind
jeweils mit Hilfe eines Lagerzapfens 222a, 222b in
den gegenüberliegenden
Enden eines Wippengliedes 211 drehbar gelagert.
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In
der Mitte zwischen den beiden Drehzapfen 222a, 222b weist
das Wippenglied 211 wiederum eine Bohrung 212 auf,
an der die Last (nicht dargestellt) angehängt werden kann und die die
Drehachse für
die Verkippung des Wippengliedes 211 bildet.
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Mit
Hilfe der Umlenkrolle 221a läßt sich der Längenunterschied
kompensieren, der sich beim Ab- oder Aufwickeln der benachbarten
Stahlbänder 205a, 205b einstellt.
Entsprechend läßt sich
der sich ergebende Längenunterschied
zwischen den Stahlbändern 205c, 205d durch
die Umlenkrolle 221b kompensieren, jedes Mal unter Sicherstellung
derselben Spannung in den über
die Seilstücke 220a, 220b verbundenen
Stahlbändern 205a, 205b bzw. 205c, 205d.
Unterschiede zwischen den mittleren Längenveränderungen des Seilpaares 205a, 205b einerseits und
des Seilpaares 205c, 205d andererseits werden durch
Verkippen des Wippengliedes 211 um die durch die Bohrung 212 vorgegebene
Achse ausgeglichen.