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Winde mit nach dem Verdrängungsprinzip arbeitendem Flüssigkeitsgetriebe
Die Erfindung betrifft eine Winde mit einem nach dem Verdrängungsprinzip arbeitenden.
Flüssigkeitsgetriebe und einem ihm gleichachsig nachgeschalteten mechanischen Getriebe.
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Es ist hierbei bekannt, den Pumpenteil des Flüssigkeitsgetriebes zwecks
Umsteuerung von der Nullexzentrizität aus nach beiden Richtungen zu verstellen und
seinen Motoranteil entgegen der Wirkung einer Feder (Regelfeder) durch ein von der
Last (dem Seilzug) abhängig bewegtes Glied des mechanischen Getriebes selbsttätig
so zu beeinflussen, daß bei gegebener Leistung die dem Seilzug zugeordnete Höchsthubgeschwindigkeit
nicht überschritten werden kann. Als derartige nach dem Verdrängungsprinzip arbeitende
Flüssigkeitsgetriebe können sowohl Flügelpumpen. als auch Kolbenpumpen benutzt werden,
wobei stets diese Pumpen dadurch geregelt werden, daß ihre Exzentrizität verstellt
wird. Das Flüssigkeitsgetriebe besteht in bekannter Weise aus einem beispielsweise
von einem Elektromotor angetriebenen Pumpenteil und einem Motorteil, der durch die
von dem Pumpenteil entsprechend der Last unter Druck gesetzte Arbeitsflüssigkeit
angetrieben wird und der die Seiltrommel der Winde unter Zwischenschaltung eines
mechanischen Untersetzungsgetriebes antreibt.
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Für den Erfindungsgegenstand haben. sich vor allem die unter dem Namen
Sturmgetriebe bekannten Flügelpumpengetriebe bewährt, ohne daß die Erfindung auf
diese Art von Flüssigkeitsgetriebe beschränkt ist,
Erfindungsgemäß
werden derartige Winden dadurch verbessert, daß der als Gestell für die Lagerung
der exzentrischen Untersetzungsräder dienende Getriebeträger des mechanischen Getriebes
urdrehbar gegenüber dem Gehäuse des Flüssigkeitsgetriebes angeordnet ist und daß
sowohl die Regelfeder als auch das seilzugabhängig bewegte Glied des mechanischen
Getriebes innerhalb der Axialprojektion des von dem Innenumfange des Getriebeträgers
bestimmten Querschnittes liegen und dieses Glied als seilzugabhängig verstellbarer
Anschlag für ein Steuergestänge wirkt, das innerhalb der genannten Querschnittsprojektion
angeordnet und in dem Gehäuse des Flüssigkeitsgetriebes gelagert ist und die Betätigung
einer Vorrichtung zur Verstellung der Motorexzentrizität seilzugabhängig begrenzt.
Dies ist insbesondere bei Schiffswinden, die vom Wasser überspült werden können,
von besonderer Bedeutung, da das Gestänge ohne Zuhilfenahme von Dichtungen wassergeschützt
ist. Ganz allgemein ist aber eine derartige Anordnung auch deshalb von Vorteil,
weil auf .diese Weise irgendwelche von außen herrührenden Beschädigungen ausgeschaltet
sind. Wesentlich ist ferner die Möglichkeit eines einachsigen Aufbaues der Winde
mit dem Vorteil, daß sowohl die bauliche Grundfläche der Winde als auch deren Gewicht
erheblich verringert werden, was bei Verwendung auf Schiffen von großer Bedeutung
ist.
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Vorzugsweise bewirkt außerdem, wie an sich bekannt, ein gemeinsamer
Steuerhebel sowohl die Verstellung der Pumpenexzentrizität als auch der Motorexzentrizität
des Flüssigkeitsgetriebes, indem die Verstellung der Pumpenexzentrizität von Null
bis zu ihrem Höchstwert der Bewegung des Hebels bis zu einer Mittelstellung entspricht,
von der aus die weitere Bewegung des Steuerhebels bis zu seiner Endstellung die
Verringerung der Motorexzentrizität bis zu einem Kleinstwert bewirkt, der größer
als Null ist. Hierbei, d.h., in dieser zweiten Bewegungsphase des Steuerhebels kann
derselbe nur jeweils, bis zu einem Anschlage vorbewegt werden, desen Stellung durch
das seilzugabhängige Glied des mechanischen Untersetzungsgeitriebes derart begrenzt
wird, daß bei Vollast die vorgekennzeichnete Mittelstellung, wobei die Motorexzentrizität
ein Maximum ist, nicht überschritten werden kann, wohl aber bei leichteren Lasten,
und zwar um so mehr, je leichter die Last ist. Einem größeren Ausschlag des, Steuerhebels
entsprechen kleinere Motorexzentrizitäten, also größere Lastgeschwindigkeiten. Die
erreichbare Endstellung des Steuerhebels steht mit der Vorspannung einer Feder;
wie später erläutert, im Zusammenhange. Die erste Bewegungsphase; während der die
Pumpenexzentrizität eingestellt wird, muß also stets beim Anfahren zuerst, beim
Stillsetzer der Last stets zuletzt durch-. laufen werden, so daß während dieser
Bewegungsphase immer volle Motorexzentrizität; d. b. minimaler Flüssigkeitsdruck,
vorhanden ist, was für die Beherrschung der Massenkräfte (Bremsen. und Beschleunigen)
wie auch für die Zwangläufigkeit der Hydraulik von Bedeutung ist. Erst wenn am Ende
der ersten Bewegungsphase die volle Pumpenexzentrizität eingestellt worden ist,
kann in der zweiten Bewegungsphase die Motorexzentrizität in Abhängigkeit von der
Last verringert werden, um auf diese Weise bei geringer Last die Seilgeschwindigkeit
zu erhöhen. Beim Fieren der Last treibt der Motorteil des Flüssigkeitsgetriebes
den Pumpenteil des Flüssigkeitsgetriebes an, so daß schließlich der Elektromotor
Strom erzeugt und damit bremst. Da dies erst bei Umlaufszahlen eintritt, die höher
liegen als diejenigen, für die der Motor im Hubsinne ausgelegt ist, so ist durch
diese Zusammenhänge eine zusätzliche Erhöhung der Senkgeschwindigkeit möglich.
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Auf an sich bekannte Weise empfiehlt es sich gemäß der weiteren Erfindung,
den gemeinsamen Bedienungshebel auf einen Steuerzylinder wirken zu lassen, durch
den mittels Kurvenbahnen die Verstellung sowohl der Pumpen- als auch der Motorexzentrizität
bewirkt wird. Während der Verstellung der Pumpenexzentrizität in der ersten Bewegungsphase
des Bedienungshebels besitzt die Kurvenbahn zur Verstellung der Motorexzentrizität
keinen Anstieg und umgekehrt.
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Zweckmäßigerweise verschiebt das seilzugabhängige Glied des mechanischen
Getriebes mit größer werdender Last in an sich bekannter Weise entgegen der Wirkung
einer Feder eine Stange, die mit einem Anschlage versehen ist, der mit einem an
dem Steuerzylinder vorgesehenen Anschlage zusammenarbeitet. Die Feder wird also
lastproportional zusammengedrückt. Sie kann leicht derart stark gewählt werden,
daß es dem Bedienungsmann. völlig unmöglich ist, entgegen ihrem Widerstand die Motorexzentrizität
praktisch weiter zu verkleinern, als die jeweilige Last gestattet.
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Die Erfindung wird weiter dadurch verbessert, daß der Steuerzylinder
in an sich bekannter Weise mit zwei spiegelbildlich angeordneten Anschlägen versehen
ist, sie mit zwei Anschlagstangen zusammenarbeiten, von denen die eine zur lastabhängigen
Begrenzung der Motorexzentrizitäten während. des Hebers und die andere zur Begrenzung
der Motorexzentrizität während des Senkens dient. Vorzugsweise sind hierbei die
beiden Anschlagstangen parallel zueinander angeordnet und durch ein Brückenglied
miteinander verbunden, auf welches das lastabhängige Glied des mechanischen Getriebes
wirkt.
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Weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind an Hand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
in vereinfachter Darstellung zeigt. Es stellt dar Abb. I eine Seitenansicht auf
eine erfindungsgemäß ausgebildete Winde, teilweise im Schnitt; Abb. 2 eine Ansicht
von oben auf die Winde der Abb, i, ebenfalls teilweise im Schnitt, Abh. 3 eine Schemazeichnung
zur-Verdeutlichung der lastabhängigen Brückensteuerung, Abb. q.- eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, in etwas vergrößertem Maßstabe auf einen Teil des Trägergehäuses,
des Getriebeträgers und des
mechanischen Getriebes mit der axial
in Abhängigkeit von der Last längs verschiebbaren Welle.
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Ein Elektromotor I treibt ein hydraulisches Getriebe, das auf nicht
näher dargestellte Weise aus einem von dem Elektromotor angetriebenen Pumpenteil
und einem Motorteil besteht, der durch die von dem Pumpenteil geförderte Druckflüssigkeit
angetrieben wird. Der Motorteil des Flüssigkeitsgetriebes 2 treibt über ein Ritzel
12 ein Zahnraduntersetzungsgetriebe an, das in einem Getriebeträger 3 angeordnet
ist. Dieses Zahnraduntersetzungsgetriebe treibt auf weiter unten näher beschriebene
Weise eine Seiltrommel I3 an., an deren Außenseite unter Umständen. ein Spillkopf
I4 befestigt sein kann.
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Ein. Hebel I5 dient zur Verstellung der Exzentrizität, zuerst des
Pumpenteiles und dann des Motorteiles des Flüssigkeitsgetriebes 2. Im ersten Fall
wird dadurch die Fördermenge verändert, im zweiten eine zusätzliche Veränderung
der Abtriebsumlaufzahl bewirkt.
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Im Getriebeträger 3 ist eine Welle 5, die einen Teil des mechanischen
Untersetzungsgetriebes bildet, auf unten näher beschriebene und dargestellte Weise
längs verschiebbar gelagert; die Welle 5 erleidet infolge Schrägverzahnung der auf
ihr befestigten Zahnräder einen Axialschub, der von einer Feder 6 aufgenommen wird,
die schematisch in Abb. 3 und etwas mehr im einzelnen in Abb. 4 gezeigt ist. Entsprechend
der seilzugproportionalen Zusammendrückung der Feder 6 verschiebt sich die Welle
ebenfalls verhältnisgleich mit der Last. Sie überträgt ihre Schubbewegung über eine
Brücke 7 auf zwei Steuerstangen 8 und 8', die innerhalb des Gehäuses des Flüssigkeitsgetriebes
2 gelagert und mit Anschlägen 9 und 9' versehen sind. Mittels des obenerwähnten
Steuerhebels I5 wird ein Steuerzylinder IO gedreht, der im Gehäuse des Flüssigkeitsgetriebes
2 drehbar gelagert und mit Nuten versehen. ist, in denen Rollen, gleiten, von denen
die Bewegung zum Verändern sowohl der Pumpenexzentrizität als auch, der Motorexzentrizität
abgeleitet wird.
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Die Anschläge 9 und 9' arbeiten mit zwei Anschlägen II und II zusammen,
die seitlich am Steuerzylinder, und zwar spiegelbildlich zu seiner Horizontalachse
h-h, angeordnet sind. Das Anschlagpaar 9, II hat die Aufgabe, den Steuerwinkel des
Steuerzylinders IO hinsichtlich der Verstellung der Motorexzentrizität beim Heben
seilzugabhängig zu begrenzen. Die gleiche Aufgabe obliegt dem Anschlagpaar 9', II'
beim Senken. In der Ruhelage des Hebels I5 befinden sich die Steueranschläge II
und, II' in der o bzw. o'-Lage der Abb, 3. Zum Zwecke des Hebens wird der Betätigungshebel,
der auf irgendeine Weise mit dem Steuerzylinder IO verbunden ist, beispielsweise
im Uhrzeigersinn gedreht, zum Zwecke des Senkens entgegen. dem Uhrzeigersinn.
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Bei Vollast befindet sich die Steuerstange 8 in ihrer äußersten linken
Stellung gemäß Abb. 3, wobei sich der Anschlag II von links her gegen den Anschlag
9 legt. Der Anschlag 9 begrenzt auf diese Weise eine weitere Rechtsdrehung des Steuerzylinders.
Je geringer die Last ist, um so mehr bewegt sich die axial verschiebbare Welle nach
rechts in Abb.3 und läßt damit auch eine entsprechende Rechtsverschiebung der Steuerstange
8, ihres Anschlages 9 und so auch eine weitere Rechtsdrehung des Steuerzylinders
IO zu. Entsprechend den beiden Anschlägen II, II' sind die beiden Anschläge 9 und
9' auf den Stangen 8 und 8' oberhalb bzw. unterhalb der horizontalen Mittellinie
h-h angeordnet. Wie aus dem Schema der Abb. 3 ersichtlich ist, ist zwischen der
Steuerbrücke 7 und der Welle 5 keine feste Verbindung, so daß nur eine Druckübertragung
stattfindet, womit eine wesentliche Montageerleichterung verbunden. ist.
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Die Steuerung während des Senkens erfolgt auf entsprechende Weise.
Während der Steuerhebel I5 den Steuerzylinder IO -entgegen dem Uhrzeigersinn herum
aus der Ausstellung herumdreht und damit die Pumpenexzentrizität von Null auf den.
Höchstwert verstellt, bewegt sich der Anschlag i i' aus dem Nullradius in den Radius,
der mit I' in Abb. 3 bezeichnet ist. Hier stößt der Anschlag II' bei Volllast gegen
den Anschlag 9' der Stange 8', wodurch eine weitere Drehung des Steuerzylinders
IO verhindert wird. Der Steuerzylinder IO vermag von nun. an nur in dem Maße weiter
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht zu werden und damit die Motorexzentrizität zu
verkleinern, wie die durch, die axial verschiebbare Welle 5 gemessene Last abnimmt.
Bei Leichtlast hat sich die Stange 8' mit dem Anschlag 9' so weit zurückbewegt,
daß der Steuerzylinder IO so weit entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden konnte,
bis sich der Anschlag II' auf dem II'-Radius befindet. Der Steuerbereich O bis I
in Abb. 3 dient der Verstellung der Pumpenexzentrizität während des Hebens. der
Steuerbereich .l bis II der Verstellung der Motorexzentrizität während des Hebens.
In entsprechender Weise wird in. dem Steuerbereich O' bis I' die Pumpenexzentrizität
während des Senkens und in. dem Steuerbereich I' bis II' die Motorexzentrizität
während des Senkens verstellt. Je kleiner die Motorexzentrizität (Kleinstwert in
Stellung II beim Heben, in. Stellung II' beim Senken) ist, desto größer ist die
Ab,-triebsdrehzahl des Flüssigkeitsgetriebes, desto kleiner ist aber auch sein Abtriebsmoment.
Kleinere Motorexzentrizitäten, d. h., größere Abtriebsumläufe dürfen deshalb: nur
angewandt werden, wenn auch die Last entsprechend kleiner ist, weil sonst die gegebene
Antriebsleistung überschritten und die Zwangläufigkeit des Flüssigkeitsgetriebes
in Frage gestellt würde. Diese Zusammenhänge erzwingt selbsttätig die Lastwaage
auf der Welle 5 im Zusammenhang mit der Steuerbrücke 7, den Steuerstangen 8, 8'
und den Anschlägen 9, 9' und i i, i i'. Der kleinsten Moto@rexzen.trizität entspricht
daher eine gewisse Leichtlast und dieser wieder die Vo:rspannung der Feder 6. Solange
diese Leichtlast nicht überschritten wird, liegt das Drucklager 43 gegen einen Anschlag
44 (Abt. 4).
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Die Lastwaage 5, 6, die Steuerbrücke 7 und das Gestänge 8 bis i i
liegen so innerhalb des Traggehäuses 4, des Getriebeträgers 3 und der Trommel 13,
daß
die gesamte Steuergruppe 6 bis II mit der Außenwelt der Winde nicht in Berührung
kommt.
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Mit dem Traggehäuse 4 ist - wie sich insbesondere aus Abb. 4 ergibt
- der Getriebeträger 3 zentrisch zur Drehachse der Abtriebswelle des Motorteils
des Flüssigkeitsgetriebes 2 fest verbunden. In diesem Getriebeträger ist ein Zug
von Zahnrädern angebracht, der von einem auf der Abtriebswelle des Motorteils des
Flüssigkeitsgetriebes angeordneten Ritzel I2 angetrieben wird und dessen letztes
Rad über einen nicht dargestellten Ausschnitt des Getriebeträgers 3 einen Innenzahnkranz
17 antreibt, der fest mit einer Seiltrommel 13 auf ihrem Innenumfang verbunden ist.
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Bei der längs verschiebbaren Welle 5 handelt es sich um eine Zwischenwelle
des Zahnraduntersetzungsgetriebes, das ebenfalls in Abb. 4 näher dargestellt ist.
Diese in dem Getriebeträger 3 drehbar gelagerte Zwischenwelle ist mit einem Ritzel
29 und einem Zahnrad 30 versehen, die beide mit Schrägverzahnung so versehen sind,
daß sich bei Belastung der Verzahnungen eine Axialkraft in Richtung des Pfeiles
a-b ergibt. Auf nicht näher dargestellte Weise wird das Zahnrad 30 von dem Ritzel
12 der Flüssigkeitsmotorabtriebswelle angetrieben, während das Ritzel 29 ein Zahnrad
30 auf einer Welle 3I antreibt, die wiederum über ein Ritzel 32 den bereits obenerwähnten
Zahnkranz 17 der Seiltrommel 13 antreibt. Die Welle 5 ist in zwei Rollenlagern 18,
I9 drehbar gelagert, deren feststehende Außenringe 33, 34 eine axiale Verschieblichkeit
der Lager 18, I9 und damit der Welle 5 gestatten. Auf einer Verlängerung der Welle
5 ist außerdem ein Federteller 45 angeordnet, der sich mittels eines Drucklagers
35 gegen die Welle 5 legt. Eine vorgespannte Schraubenfeder 6 legt sich mit ihrem
einen Ende gegen den Federteller 45 und mit ihrem anderen Ende gegen einen fest
mit dem Getriebeträger 3 verbundenen Teil. Der Federteller 45 stützt sich außer
durch Drucklager 35 durch ein Wälzlager 36 auf Welle 5.
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Am anderen Ende der Welle 5 ist ein Druckstift 37 drehbar in der Drehachse
der Welle 5 gelagert. In axialer Richtung ist dieser Druckstift unverschieblich
gegenüber der Welle 5. Dieser Druckstift 37 legt sich gegen die schon oben beschriebene
Brücke 7, wobei die beschriebene Konstruktion sicherstellt, daß die Drehung der
Welle 5 trotz Anlegens des Druckstiftes 37 gegen die Brücke 7 nicht behindert wird.
Abb. 4 zeigt die Welle 5 in ihrer äußersten linken Stellung, die der Vollast entspricht
und bei der die Feder 6 vollständig unter dem Einfluße der seilzugabhängigen Zahn,
drücke bis zu ihrem Anschlag 38 zusammengedrückt ist. Gestrichelt ist in Abb.3 die
äußerste rechte Stellung der Welle 5 gezeigt, die der Leichtlast entspricht. Solange
die Leichtlast nicht überschritten wird, legt sich hier das Drucklager 43 gegen
den Anschlag 44.