Windenvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Windenvorrichtung mit einem ersten Windwerk mit einer ersten Windentrommel und einem zweiten Windwerk mit einer zweiten Windentrommel. Weiter ist eine Synchronisationseinrichtung vorgesehen, durch welche eine Drehung der ersten Windentrommel mit der Drehung der zweiten Windentrommel synchronisierbar ist. Weiter ist eine Ausgleichswelle mit einem ersten Synchronrad und einem zweiten Synchronrad vorgesehen, wobei das erste Synchronrad über eine erste Drehverbindungseinrichtung mit einem ersten Antrieb und das zweite Synchronrad über eine zweite Drehverbindungseinrichtung mit dem zweiten Antrieb verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Windenvorrichtung mit einem ersten Windwerk mit einer ersten Windentrommel, welche über ein erstes Getriebe von einem ersten Antrieb drehend angetrieben ist, einem zweiten Windwerk mit einer zweiten Windentrommel, welche über ein zweites Getriebe von einem zweiten Antrieb drehend angetrieben ist, und einer Synchronisationseinrichtung, durch welche eine Drehung der ersten Windentrommel mit einer Drehung der zweiten Windentrommel synchronisierbar ist.

[0002] Derartige Doppelwindenvorrichtungen mit zwei Windentrommeln und zwei separaten Antrieben werden insbesondere bei Kränen und anderen Hubeinrichtungen eingesetzt. Eine Kraftverteilung auf mindestens zwei Seile ist aus Festigkeits- und Sicherheitsgründen günstig. Der Einsatz von zwei kleineren Antrieben anstelle eines großen Antriebes kann unter Fertigungs- und Kostengesichtspunkten Vorteile bringen. Der Einsatz von zwei Windentrommeln ermöglicht grundsätzlich eine gemeinsame und eine getrennte Betätigung der Seile, so dass durch eine derartige Windenvorrichtung eine hohe Funktionalität erreicht wird.

[0003] Eine gattungsgemäße Windenvorrichtung geht beispielsweise aus der JP 52147849 A hervor. Die beiden Windentrommeln werden jeweils durch einen Hydraulikmotor angetrieben. Durch eine entsprechende Hydraulikschaltung kann eine Synchronisation der beiden Hydraulikmotore erreicht werden. Jedoch können bereits kleinere Leckagen im Hydrauliksystem die Synchronisation beeinträchtigen.

[0004] Aus der AT 309 011 B ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Gleichlaufs von mindestens zwei motorisch bewegten Windwerken bekannt, wobei die Synchronisation mittels einer Relaisschaltung bewirkt wird. Elektrische und elektronische Komponenten können jedoch etwa beim Einsatz in Baumaschinen unter rauen Baustellenbedingungen aufgrund ihrer Empfindlichkeit zu Fehlfunktionen führen.

[0005] Ein Getriebe für den Antrieb von zwei Trommelwinden geht aus der DE 37 10 132 C2 hervor. Bei dieser Anordnung werden die beiden Windentrommeln über einen gemeinsamen Hauptantriebsmotor angetrieben, so dass sich zwangsläufig eine Synchronisation ergibt. Mit einem Positioniermotor kann über eine entsprechende Getriebeverstellung ein differenzierter Antrieb der beiden Trommeln erreicht werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windenvorrichtung anzugeben, welche bei einem kompakten, einfachen Aufbau eine besonders zuverlässige Synchronisation der beiden Windenantriebe ermöglicht.

[0007] Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Windenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Die erfindungsgemäße Windenvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichswelle mit einem ersten Synchronrad und einem zweiten Synchronrad vorgesehen ist, und dass das erste Synchronrad über eine erste Drehverbindungseinrichtung mit dem ersten Antrieb und das zweite Synchronrad über eine zweite Drehverbindungseinrichtung mit dem zweiten Antrieb verbunden ist.

[0009] Gemäß der Erfindung wird so eine einfache und zuverlässige mechanische Synchronisierung der beiden Windentrommeln der Windenvorrichtung erreicht. Die gleichmäßige Drehzahl der beiden Antriebe wird durch die Ausgleichswelle vorgegeben. Über die Ausgleichswelle erfolgt eine Anpassung und Angleichung unterschiedlicher Drehzahlen der beiden Antriebsmotore. Aufwendige hydraulische oder elektrische Steuereinrichtungen können hierbei entfallen. Das Synchronrad kann ein separates Teil oder einstückig mit der Ausgleichswelle ausgebildet sein.

[0010] Besonders bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass mindestens eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher eine Drehverbindung von mindestens einem der Antriebe zur Ausgleichswelle lösbar ist. Ist die Kupplungseinrichtung gelöst, kann ein differenzierter Antrieb der beiden Windentrommeln erfolgen. Erst wenn eine synchronisierte Bewegung der beiden Antriebe gewünscht ist, kann die Kupplungseinrichtung betätigt und so über die Ausgleichswelle eine Drehzahl- und/oder Drehmomentanpassung erfolgen.

[0011] Als Kupplungseinrichtungen können praktisch alle bekannten Kupplungen zum Einsatz kommen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht nach der Erfindung darin, dass zumindest eines der Synchronräder auf der Ausgleichswelle drehbar gelagert ist und dass durch die Kupplungseinrichtung das drehbar gelagerte Synchronrad drehfest mit der Ausgleichswelle verbindbar ist. Die Kupplungseinrichtung ist erfindungsgemäß an der Ausgleichswelle vorgesehen. Hierdurch können die beiden Windwerke praktisch baugleich ausgeführt werden, was in fertigungstechnischer Hinsicht effizient ist. Solange das drehbar gelagerte Synchronrad nicht drehfest mit der Ausgleichswelle verbunden ist, wird ein Antrieb der Windentrommeln mit unterschiedlichen Drehzahlen ermöglicht. Erst wenn das drehbar gelagerte Synchronrad, insbesondere durch eine axiale Kupplungsbewegung form- und/oder kraftschlüssig mit der Ausgleichswelle gekuppelt wird, erfolgt eine Synchronisation. Vorzugsweise erfolgt in der Kupplungseinrichtung eine kraftschlüssige Drehverbindung etwa durch eine Kupplungslamellenanordnung, wobei durch eine langsame Betätigung, etwa durch pneumatisch oder hydraulisch betätigte Stellorgane, eine entsprechend langsame Drehzahlanpassung ohne Drehmomentstöße ermöglicht wird.

[0012] Die Drehverbindungseinrichtung kann grundsätzlich eine Zahnradanordnung oder eine Kette sein. Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Drehverbindungseinrichtung einen Treibriemen umfasst. Dieser Treibriemen kann ein Flach-, V- oder Poly-V-Profil aufweisen, jedoch ist dieser vorzugsweise ein Zahnriemen.

[0013] Grundsätzlich sind die Getriebe der beiden Windwerke als Untersetzungsgetriebe ausgebildet. Bei diesen Untersetzungsgetrieben wird eine hohe Drehzahl der Abtriebswelle des Antriebes in eine geringere Drehzahl zum Drehen der Windentrommel untersetzt, wobei sich eine entsprechende Drehmomenterhöhung ergibt. Erfindungsgemäß ist es dabei besonders vorteilhaft, dass die Ausgleichswelle über die Drehverbindungseinrichtungen jeweils direkt über eine jeweilige Abtriebswelle der Antriebe angetrieben ist. Die Drehzahlanpassung erfolgt somit unmittelbar zwischen den Drehzahlen der beiden Abtriebswellen bei relativ geringen Drehmomenten. Dies ermöglicht eine kompakte Anordnung und Ausbildung der Ausgleichwelle und der Kupplungseinrichtung.

[0014] Eine besondere kompakte und zugleich hohe Untersetzung wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass das erste Getriebe und das zweite Getriebe mindestens eine, vorzugsweise drei Planetengetriebestufen aufweist. Die Planetengetriebestufen der beiden Windwerke sind dabei vorzugsweise baugleich mit dem gleichen Untersetzungsverhältnis ausgebildet, so dass bei Drehzahlanpassung die Ausgleichswelle die beiden Windentrommeln mit gleicher Drehzahl und gleichem Drehmoment angetrieben werden.

[0015] Der kompakte Aufbau einer erfindungsgemäßen Windenvorrichtung wird noch dadurch unterstützt, dass in jedem Windwerk die Antriebswelle und die Windentrommel zueinander koaxial angeordnet sind. Die Windentrommel ist dabei als ein Hohlzylinder ausgebildet, in dessen Innerem das Getriebe angeordnet ist und die Antriebswelle hineinragt.

[0016] Eine besonders kompakte Anordnung mit guter symmetrischer Kraftverteilung wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Antriebswellen und die Windentrommeln zur Ausgleichswelle parallel gerichtet sind und dass die Ausgleichswelle mittig zwischen den beiden Windentrommeln angeordnet ist. Eine spiegelsymmetrische Anordnung der beiden Windwerke zu einer Mittenebene durch die Ausgleichswelle sichert eine zuverlässige Kompensation von Querkräften auf die Ausgleichswelle. Dies ist ebenfalls für einen einfachen und kompakten Aufbau vorteilhaft.

[0017] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Windenvorrichtung besteht darin, dass zum Antreiben der Ausgleichswelle eine erste Verlängerungswelle, welche mit der ersten Antriebswelle drehbar verbunden ist, und eine zweite Verlängerungswelle vorgesehen sind, welche mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbunden ist, und dass die erste Verlängerungswelle und die zweite Verlängerungswelle aus einem Gehäuse zur Lagerung der Windentrommeln herausragen. Durch die Verwendung einer Verlängerungswelle, welche lösbar an die Antriebswelle angesetzt wird, kann ein herkömmliches Windwerk für die Erfindung einfach angepasst werden. Die Verlängerungswellen ragen dabei aus einem Lagerungsgehäuse der Windentrommeln heraus, so dass eine Drehverbindung mit der Ausgleichswelle an der Außenseite des Gehäuses in einfacher Weise ausgebildet werden kann.

[0018] Ein kosten- und fertigungstechnischer Vorteil ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, dass das erste Windwerk und das zweite Windwerk baugleich ausgebildet sind.

[0019] Die Erfindung wird weiter anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Windenvorrichtung;

Fig. 2

eine Teilquerschnittsansicht der Windenvorrichtung;

Fig. 3

eine vergrößerte Querschnittsdarstellung des Bereichs der Ausgleichswelle von Fig. 2; und

Fig. 4

eine schematische Teilquerschnittsansicht durch ein Windwerk.

[0020] Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist eine erfindungsgemäße Windenvorrichtung 10 ein kastenförmiges, oben offenes Gehäuse 12 auf, in welchem ein erstes Windwerk 20 und ein zweites Windwerk 40 parallel nebeneinander angeordnet sind. In dem Gehäuse 12 sind eine erste Windentrommel 22 und eine zweite Windentrommel 42 drehbar gelagert. Mittig zwischen den beiden Windwerken 20, 40 ist eine Synchronisationseinrichtung 60 mit einer Ausgleichswelle 62 angeordnet. An der Ausgleichswelle 62, welche aus einer Seite des Gehäuses 12 herausragt, sind ein erstes Synchronrad 64 und ein zweites Synchronrad 66 angeordnet.

[0021] Das erste Synchronrad 64, welches drehfest mit der Ausgleichswelle 62 verbunden ist, steht über einen bandförmigen, mit Zähnen versehenen Treibriemen 28 in Drehverbindung mit einem ersten Antriebsrad 27. Dieses erste Antriebsrad 27 ist drehfest auf einer Verlängerungswelle 32 angeordnet, welches über einen hydraulischen ersten Antrieb 26 des ersten Windwerkes 20 angetrieben wird. In gleicher Weise wird eine zweite Verlängerungswelle 52 des zweiten Windwerkes 42 von einem hydraulischen zweiten Antrieb 46 des zweiten Windwerkes 40 angetrieben. Auf dieser zweiten Verlängerungswelle 52 ist drehfest ein zweites Antriebsrad 47 angebracht, welches über einen zweiten Treibriemen 48 mit dem zweiten Synchronrad 66 auf der Ausgleichswelle 62 in Drehverbindung steht.

[0022] Die Anordnung der Synchronisationseinrichtung 60 mit der Ausgleichswelle 62 und den beiden Synchronrädern 64, 66 ist näher in Fig. 2 dargestellt.

[0023] Der Aufbau und die Funktion der Synchronisationseinrichtung 60 wird nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 3 weiter erläutert. Die Ausgleichswelle 62 ist über Wellenlager 63 gegenüber einer Lagerhülse 14 drehbar gelagert, welche fest am Gehäuse 12 angebracht ist.

[0024] Das erste Synchronrad 64 ist über eine drehfeste Verbindung 65 fest mit der Ausgleichswelle 62 verbunden. Hingegen ist das zweite Synchronrad 66 über Drehlager 67 drehbar an der Ausgleichswelle 62 gelagert. Über eine Kupplungseinrichtung 70 kann das zweite Synchronrad 66 drehfest mit der Ausgleichswelle 62 verbunden werden, so dass eine synchrone Drehung zwischen dem ersten Synchronrad 64 und dem zweiten Synchronrad 66 erreicht wird.

[0025] Die Kupplungseinrichtung 70 umfasst ein erstes Kupplungselement 72 mit Kupplungslamellen, welches über Schraubbolzen fest mit dem zweiten Synchronrad 66 verbunden ist. Dieses erste Kupplungselement 72 ist zusammen mit dem zweiten Synchronrad 66 gegenüber der Ausgleichswelle 62 drehbar. Korrespondierend zu dem ersten Kupplungselement 72 ist ein zweites Kupplungselement 74 mit Kupplungslamellen drehfest mit der Ausgleichswelle 62 verbunden. Über eine Fluidzuführung 78 und Fluidkanälen 76 in der Ausgleichswelle 62 kann eine Betätigung der Kupplungseinrichtung 70 erfolgen. Bei einer Druckbeaufschlagung erfolgt eine Relativverschiebung des zweiten Kupplungselementes 74 axial gegenüber dem ersten Kupplungselement 72, so dass diese über ihre jeweiligen Kupplungslamellen kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Durch diesen Kraftschluss entsteht eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Synchronrad 66 und der Ausgleichswelle 62 über das zweite Kupplungselement 74, welches drehfest aber axial verschiebbar auf der Ausgleichswelle 62 angeordnet ist.

[0026] Der schematische Aufbau eines Windwerkes ist gemäß Fig. 4 am ersten Windwerk 20 dargestellt. Das erste Windwerk 20 weist eine erste Windentrommel 22 zum Betätigen eines schematisch dargestellten Seiles 16 auf. Über einen ersten Antrieb 26, welcher ein Hydraulikantrieb ist, wird eine Antriebswelle 30 angetrieben. Der Antrieb erfolgt mit hoher Drehzahl bei geringem Drehmoment. Über eine nicht näher dargestellte Planetengetriebeanordnung wird die Drehzahl untersetzt, und das entsprechend verstärkte Drehmoment wird auf die erste Windentrommel 22 in bekannter Weise übertragen. Eine Drehachse 31 der Antriebswelle 30 ist koaxial zur Drehachse der ersten Windentrommel 22.

[0027] Über eine Wellen-Nabe-Verbindung 34 mit Mehrkantprofil ist eine erste Verlängerungswelle 32 drehfest auf der Antriebswelle 30 aufgesteckt. Über die Verlängerungswelle 32, welche die erste Antriebswelle 30 axial nach außen aus dem Gehäuse 12 verlängert, wird das erste Antriebsrad 27 angetrieben. Das erste Antriebsrad 27 ist drehfest am freien Ende der ersten Verlängerungswelle 32 angebracht. Das erste Windwerk 20 ist baugleich zu dem zweiten Windwerk 40, bis auf die Anordnung des zweiten Antriebsrades 47, welches axial versetzt gegenüber dem ersten Antriebsrad 27 des ersten Windwerkes 20 ausgebildet ist. Dieser axiale Versatz des zweiten Antriebsrades 47 ist schematisch in Fig. 4 durch die in gestrichelter Linie angedeutete Anordnung des zweiten Antriebsrades 47 dargestellt. Die erste Verlängerungswelle 32 und die zweite Verlängerungswelle 52 sind gleich ausgebildet und weisen jeweils eine Aufnahme für beide Antriebsräder 27, 47 auf.

[0028] Solange die Kupplungseinrichtung 70 nicht zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung betätigt wird, können das erste Windwerk 20 und das zweite Windwerk 40 unabhängig voneinander angetrieben werden. Ist es jedoch für eine gemeinsam abgestimmte Hubbewegung erforderlich, die beiden Windwerke 20, 40 mit gleicher Drehzahl zu betreiben; wird die Kupplungseinrichtung 70 betätigt. Hierdurch wird nunmehr das zweite Synchronrad 66 auf der Ausgleichwelle 62 drehfest mit dieser gekoppelt. Auf diese Weise sind die Drehbewegungen der ersten Verlängerungswelle 32 und der zweiten Verlängerungswelle 52 zwangsweise mechanisch miteinander gekoppelt. Über die Ausgleichswelle 62 und die als Zahnriemen ausgebildeten Treibriemen 28, 48 erfolgt eine Drehzahlanpassung zwischen dem ersten Windwerk 20 und dem zweiten Windwerk 40. Hierdurch ist auf zuverlässige mechanische Weise eine Synchronisation der beiden Windwerke 20, 40 sichergestellt. Die Synchronräder 64, 66 und die beiden Antriebsräder 27, 47 sind als Zahnrollen ausgebildet, welche vorzugsweise gleich sind.

Ansprüche

1. Windenvorrichtung mit

- einem ersten Windwerk (20) mit einer ersten Windentrommel (22), welche über ein erstes Getriebe (24) von einem ersten Antrieb (26) drehend angetrieben ist,

- einem zweiten Windwerk (46) mit einer zweiten Windentrommel (42), welche über ein zweites Getriebe von einem zweiten Antrieb (46) drehend angetrieben ist, und

- einer Synchronisationseinrichtung (60), durch welche eine Drehung der ersten Windentrommel (22) mit einer Drehung der zweiten Windentrommel (42) synchronisierbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

- dass eine Ausgleichswelle (62) mit einem ersten Synchronrad (64) und einem zweiten Synchronrad (66) vorgesehen ist, und

- dass das erste Synchronrad (64) über eine erste Drehverbindungseinrichtung mit dem ersten Antrieb (26) und das zweite Synchronrad (66) über eine zweite Drehverbindungseinrichtung mit dem zweiten Antrieb (46) verbunden ist.

2. Windenvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Kupplungseinrichtung (70) vorgesehen ist, mit welcher eine Drehverbindung von mindestens einem der Antriebe (26, 46) zu der Ausgleichswelle (62) lösbar ist.

3. Windenvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eines der Synchronräder (66) auf der Ausgleichswelle (62) drehbar gelagert ist und
dass durch die Kupplungseinrichtung (70) das drehbar gelagerte Synchronrad (66) drehfest mit der Ausgleichswelle (62) verbindbar ist.

4. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehverbindungseinrichtung einen Treibriemen (28, 48) umfasst.

5. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausgleichswelle (62) und die Drehverbindungseinrichtungen jeweils direkt über eine jeweilige Antriebswelle (30) der Antriebe (26, 46) angetrieben ist.

6. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Getriebe (24) und das zweite Getriebe mindestens eine, vorzugsweise drei Planetengetriebestufen aufweist.

7. Windenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in jedem Windwerk (20, 40) die Antriebswelle (30) und die Windentrommeln (22, 42) zueinander koaxial angeordnet sind.

8. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekenzeichnet,
dass die Antriebswellen (30) und die Windentrommeln (22, 42) zur Ausgleichswelle (62) parallel gerichtet sind und
dass die Ausgleichswelle (62) mittig zwischen den beiden Windentrommeln (22, 42) angeordnet ist.

9. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Antreiben der Ausgleichswelle (62) eine erste Verlängerungswelle (32), welche mit der ersten Antriebswelle (30) drehfest verbunden ist, und eine zweite Verlängerungswelle (52) vorgesehen sind, welche mit der zweiten Antriebswelle drehfest verbunden ist, und
dass die erste Verlängerungswelle (32) und die zweite Verlängerungswelle (52) aus einem Gehäuse (12) zur Lagerung der Windentrommeln (22, 42) heraus ragen.

10. Windenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Windwerk (20) und das zweite Windwerk (40) baugleich ausgebildet sind.

Zeichnung