DE9421601U1

DE9421601U1 - Spur gear as a rotary drive for winches or the like.

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Publication number: DE9421601U1
Application number: DE9421601U
Authority: DE
Original assignee: MICO IND AUTOMATION
Current assignee: MICO IND AUTOMATION
Priority date: 1994-10-15
Filing date: 1994-10-15
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2004-10-16

Description

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11. Januar 1996 .11 January 1996 .

STIRNRADGETRIEBE ALS DREHANTRIEB FÜR SEILWINDEN ODER DERGL.SPUR GEARBOX AS ROTARY DRIVE FOR CABLE WINCHES OR SIMILAR.

Die Neuerung betrifft ein Stirnradgetriebe als Drehantrieb für Seilwinden od. dergl.The innovation concerns a spur gear as a rotary drive for cable winches or the like.

An einen derartigen Antrieb wird die Forderung nach einem möglichst hohen Wirkungsgrad gestellt, um einen guten Bedienungskomfort oder, bei Antrieb über Elektromotoren, einen möglichst geringen Energieverbrauch zu erzielen. Andererseits möchte man verhindern, daß die Seilwinde womöglich "durchgeht", d. h. bei einem Motorausfall od. dergl. die jeweilige Last das Seil beschleunigt von der Rolle zieht, die Last somit sozusagen in den freien Fall übergeht.Such a drive must be as efficient as possible in order to achieve good operating comfort or, if driven by electric motors, the lowest possible energy consumption. On the other hand, you want to prevent the cable winch from possibly "running away", i.e. in the event of a motor failure or something similar, the load in question pulls the cable off the roller at an accelerated rate, so that the load goes into free fall, so to speak.

Seilwinden werden üblicherweise über Stirnradgetriebe, Schneckengetriebe oder Kegelradgetriebe angetrieben. Die Stirnradgetriebe und die Kegelradgetriebe sind dabei nicht selbsthemmend ausgebildet, deshalb muß bei diesen Getrieben eine gesonderte Bremseinrichtung vorgesehen werden. Bei Schneckengetrieben ist zwar bei höheren Übersetzungen eine solche Selbsthemmung vorhanden, jedoch muß dieselbe durch einen schlechteren Wirkungsgrad erkauft werden. Bei kleineren Übersetzungen, entfällt die Selbsthemmung der Schneckengetriebe aber wieder, oder die Selbsthemmung muß wiederum mit einemCable winches are usually driven by spur gears, worm gears or bevel gears. The spur gears and bevel gears are not self-locking, so a separate braking device must be provided for these gears. With worm gears, such self-locking is available at higher gear ratios, but this is achieved at the cost of poorer efficiency. With lower gear ratios, the self-locking of the worm gears is either absent or the self-locking must be replaced with a

schlechteren Wirkungsgrad erkauft werden. Falls dies nicht möglich ist, muß ebenso wie bei den erwähnten Stirnrad- und Kegelradgetrieben eine gesonderte Bremseinrichtung in Form von Klinken, Reibmechanismen od. dergl. sicherstellen, daß eine Bremsung stattfindet. Sämtliche Einrichtungen dieser Art sind hinsichtlich der Gewährleistung von Sicherheit mit großen Einschränkungen zu sehen.poorer efficiency. If this is not possible, a separate braking device in the form of pawls, friction mechanisms or the like must ensure that braking takes place, just as with the spur gear and bevel gear mentioned above. All devices of this type are subject to major limitations with regard to ensuring safety.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Seilwinde zu schaffen, die die erwähnten Nachteile vermeidet und mit hohem Wirkungsgrad einerseits und mit absolut sicherer Bremswirkung andererseits arbeitet.The aim of the innovation is to create a cable winch that avoids the disadvantages mentioned above and works with high efficiency on the one hand and with absolutely safe braking on the other.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Stirnradgetriebe mit einem Antriebszahnrad und einem Abtriebszahnrad, die jeweils eine Schrägverzahnung mit unterschiedlichen Steigungswinkeln a und b aufweisen, die so bemessen sind, daß bei dem Versuch eines Antriebs über das Abtriebszahnrad eine Selbsthemmung erfolgt, als Drehantrieb für Seilwinden oder dergl.According to the innovation, this task is solved by a spur gear with a drive gear and an output gear, each of which has helical teeth with different pitch angles a and b, which are dimensioned in such a way that if an attempt is made to drive via the output gear, self-locking occurs, as a rotary drive for cable winches or the like.

Selbsthemmende Stirnradgetriebe sind an sich bekannt.Self-locking spur gears are well known.

Das neuerungsgemäß verwendete selbsthemmende Stirnradgetriebe vereinigt in sich sowohl den hohen Wirkungsgrad im Vortrieb als auch die absolute Blockade im Rücktrieb. Außerdem ist dieses Getriebe bei hohen Abtriebsdrehzahlen günstig, da es mit normalen Standardmotoren auskommt, nachdem es bereits bei einer Übersetzung ins Schnelle selbstthemmend ist.The self-locking spur gear used in the innovation combines both high efficiency in forward propulsion and absolute blocking in reverse propulsion. This gear is also advantageous at high output speeds, as it can be used with normal standard motors, as it is self-locking even when gearing up to high speeds.

Der selbsthemmende Effekt der Stirnräder kann durch nichts aufgehoben werden, weder durch Stromausfall noch durch Bruch irgendeines Elementes, das im Antriebsstrang vor den selbsthemmenden Stirnrädern liegt. Auch bei Zahnbruch in den Stirnrädern kann keine Aufhebung der Selbsthemmung aufreten, da immer eine Doppelverzahnung vorliegt. Es ist auch nicht möglich, daß das Antriebszahnrad vom Abtriebszahnrad überholt wird und dadurch der Antrieb unkontrolliert schneller wird, da dies ja gerade durch den selbsthemmenden Effekt verhindert wird. Eine eventuelle Bremseinrichtung ist nur zur genauen Positionierung erforderlich. Gegebenenfalls eingebaute Wirbelstrom-Bremsmotoren haben nur eine Bremsfunktion und keine Haltefunktion.The self-locking effect of the spur gears cannot be canceled by anything, neither by a power failure nor by the breakage of any element in the drive train that is located in front of the self-locking spur gears. Even if a tooth breaks in the spur gears, the self-locking cannot be canceled, since there is always double toothing. It is also not possible for the drive gear to be overtaken by the driven gear, thus causing the drive to accelerate uncontrollably, since this is precisely what the self-locking effect prevents. A braking device is only required for precise positioning. Any eddy current brake motors installed only have a braking function and not a holding function.

Die beschriebene Seilwinde läßt sich vorteilhaft an Fahrzeugen einsetzen, beispielsweise im Forstbetrieb, da auch hier keine gesonderte, zusätzliche Bremseinrichtung eingebaut werden muß, was Funktions- oder Bedienungsfehler auf ein Minimum reduziert.The cable winch described can be used advantageously on vehicles, for example in forestry operations, since here too no separate, additional braking device needs to be installed, which reduces functional or operating errors to a minimum.

Vorteilhaft ist beiden Zahnrädern eine gegenläufige Schrägverzahnung in Form einer Pfeilverzahnung mit einer eine Axialbelastung vermeidenden Bemessung eigen.Both gears are advantageously provided with counter-rotating helical gearing in the form of a herringbone gearing with a dimensioning that avoids axial loading.

Das Antriebszahnrad ist von einer Kurbel oder einem Elektromotor angetrieben, während das Abtriebszahnrad mit einer Seiltrommel koaxial zusammengespannt ist.The drive gear is driven by a crank or an electric motor, while the driven gear is clamped coaxially to a cable drum.

In weiterer Ausgestaltung läßt sich das Stirnradgetriebe im Rahmen eines Trommelmotors oder zwecks hoher Übersetzungen mehrstufig oder als Planetengetriebe ausbilden.In a further design, the spur gear can be designed as part of a drum motor or, for the purpose of high gear ratios, in multiple stages or as a planetary gear.

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Ferner kann mit dem Stirnradgetriebe ein Wirbelstrom-Bremsmotor eingesetzt werden.Furthermore, an eddy current brake motor can be used with the spur gear.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.In the following, an embodiment of the innovation is explained in more detail using the attached drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer neuerungsgemäßen Seilwinde von oben;Fig. 1 is an oblique view of a cable winch according to the innovation from above ;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Seilwinde nach Fig. 1;Fig. 2 is a side view of the cable winch according to Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Seilwinde nach den Fig. 1 und 2 mit freigelegter Stirnradpaarung;Fig. 3 is a plan view of the cable winch according to Figs. 1 and 2 with exposed spur gear pairing;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Stirnradpaarung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und bei aus Übersichtlichkeitsgründen verkleinertem Übersetzungsverhältnis.Fig. 4 is a plan view of the spur gear pairing according to Fig. 3 on an enlarged scale and with a reduced transmission ratio for reasons of clarity.

Fig. 1 zeigt eine Seilwinde in einer stark vereinfachten isometrischen Darstellung. Dabei ist ein Stirnradgetriebe 1 in einem Gehäuse 20 gelagert. Über einen Elektromotor 4 läßt sich ein Drehmoment einleiten, das über eine Welle 7 ein Antriebszahnrad 2 antreibt. Dieses Antriebszahnrad 2 treibt wiederum ein Abtriebszahnrad 3 über eine Schrägverzahnung 6 (Fig. 4) mit unterschiedlichen Steigungswinkeln b und a an, die so bemessen sind, daß bei einem Versuch eines Antriebs über das Abtriebszahnrad 3 eine Selbsthemmung erfolgt.Fig. 1 shows a cable winch in a highly simplified isometric representation. A spur gear 1 is mounted in a housing 20. A torque can be introduced via an electric motor 4, which drives a drive gear 2 via a shaft 7. This drive gear 2 in turn drives an output gear 3 via helical gearing 6 (Fig. 4) with different pitch angles b and a, which are dimensioned in such a way that if an attempt is made to drive via the output gear 3, self-locking occurs.

Dem Abtriebszahnrad 3 ist eine Seiltrommel 5 drehfest zugeordnet, auf der ein Drahtseil 8 aufgewickelt ist.A cable drum 5 is assigned to the output gear 3 in a rotationally fixed manner, on which a wire rope 8 is wound.

Wird von diesem Drahtseil 8 ein Drehmoment auf das Abtriebszahnrad 3 ausgeübt, so kommt es zur Selbsthemmung der Schrägverzahnung 6 zwischen Abtriebsrad 3 und Antriebsrad 2. Der angestrebte Effekt, nämlich hoher Wirkungsgrad in beiden Drehrichtungen bei Antrieb durch den Elektromotor 4 einerseits und Selbsthemmung, d.h. Blockierung beim Versuch des Rückwärtstriebes über die Seiltrommel 5 andererseits, wird durch unterschiedliche Schrägungs- oder Steigungswinkel b am Antriebsrad 2 einerseits und a am Abtriebsrad 3 andererseits erreicht.If a torque is exerted by this wire rope 8 on the driven gear 3, the helical gearing 6 between the driven gear 3 and the drive gear 2 self-locks. The desired effect, namely high efficiency in both directions of rotation when driven by the electric motor 4 on the one hand and self-locking, i.e. blocking when attempting to drive backwards via the cable drum 5 on the other hand, is achieved by different helix or pitch angles b on the drive gear 2 on the one hand and a on the driven gear 3 on the other.

Beiden Stirnzahnrädern 2,3 ist eine gegenläufige Schrägverzahnung 6 in Form einer Pfeilverzahnung mit einer eine Axialbelastung vermeidenden Bemessung eigen, um die Möglichkeit zu haben, ein leichtes Gehäuse zu bauen, was insbesondere im Fahrzeugbau von wesentlicher Bedeutung ist.Both spur gears 2, 3 have counter-rotating helical gearing 6 in the form of a herringbone gearing with a dimension that avoids axial loading in order to have the possibility of building a lightweight housing, which is of particular importance in vehicle construction.

Das Stirnradgetriebe 2,3 kann auch im Rahmen eines Trommelmotors oder zwecks Erzielung hoher Übersetzungen mehrstufig oder als Planetengetriebe ausgebildet sein.The spur gear 2,3 can also be designed as part of a drum motor or in multiple stages or as a planetary gear in order to achieve high gear ratios.

Ferner kann mit dem Stirnradgetriebe 2,3 bei Bedarf ein Wirbelstrom-Bremsmotor eingesetzt werden.Furthermore, an eddy current brake motor can be used with the spur gear 2.3 if required.

Claims

L-ul 199-20 MICO Gesellschaft für industrielle Automation mbH D-73037 Göppingen 11 January 1996 Claims

1. Spur gear with a drive gear (2) and an output gear (3), each having a helical gear (6) with different pitch angles (b) and (a), which are dimensioned such that when an attempt is made to drive via the output gear (3), self-locking occurs, characterized by the design as a rotary drive for cable winches (1) or the like.

2. Spur gear according to claim 1, characterized in that both gears (2, 3) have opposing helical teeth (6) in the form of a herringbone toothing with a dimension that avoids axial loading.

3. Spur gear according to claim 1 or 2, characterized in that the drive gear (2) is driven by a crank or an electric motor (4) and the output gear (3) is clamped coaxially to a cable drum (5).

4. Spur gear according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the spur gear (2, 3) is designed as part of a drum motor or for the purpose of high gear ratios in multiple stages or as a planetary gear.

5. Spur gear according to one of the preceding claims, characterized in that an eddy current brake motor (4) is used with the spur gear (2, 3).