无极线缆绞车
阅读说明：本技术 无极线缆绞车 (Endless cable winch ) 是由 弗朗克·吕尔芬 于 2019-01-04 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种无极线缆绞车,包括具有构造为产生转矩的发动机的驱动单元。所述无极线缆绞车进一步包括连接至所述驱动单元的输出单元,所述输出单元包括联接至所述驱动单元的动力传输组件,所述动力传输组件构造为施加驱动力至线缆。所述无极线缆绞车进一步包括提升力限制装置,其构造为一旦超过预定驱动力就停止所述驱动单元。通过这样做,该系统还能够传递至具有多个发动机的绞车。所述发动机和输出单元能够相对于彼此是能够运动的,所述提升力限制装置能够构造为基于所述驱动单元和发动机的相对运动来停止所述驱动单元。(The present disclosure relates to an endless cable winch including a drive unit having an engine configured to generate torque. The endless cable winch further comprises an output unit connected to the drive unit, the output unit comprising a power transmission assembly coupled to the drive unit, the power transmission assembly being configured to apply a driving force to the cable. The endless cable winch further comprises a lifting force limiting device configured to stop the drive unit once a predetermined driving force is exceeded. By doing so, the system can also be transferred to a winch with multiple engines. The engine and the output unit may be movable relative to each other, and the lifting-force restricting device may be configured to stop the drive unit based on the relative movement of the drive unit and the engine.)
技术领域
本公开涉及无极线缆绞车(endless cable winch)的实施例，其具有构造为产生转矩的发动机的驱动单元，连接至所述驱动单元的输出单元。输出单元具有联接至驱动单元的动力传输组件，并且构造为施加驱动力至线缆。无极线缆绞车进一步具有提升力限制装置，其构造为一旦超过预定驱动力就停止所述驱动单元。
背景技术
绞车是很长一段时间以来众所周知的，在所有工业领域中用于提升负载和人员，尤其是弥合高度差异。一种特定类型的绞车被称为无极线缆绞车，其中线缆穿过绞车而不是在绞车上卷绕，例如卷绕在卷盘中。由于重力或作用载荷，线缆可能会例如垂悬在无极线缆绞车的一侧或两侧，因此无极线缆绞车不需要存放已穿过无极线缆绞车的那部分线缆。理论上，这意味着无极线缆绞车具有无限的提升高度和/或拉伸长度。这些无极线缆绞车尤其使用在配置为连接外部绞车的基础设施暂时可用或可以在升降机井或建筑物中暂时可用的情况下。
无极线缆绞车既用于人员运输也用于物料运输。例如，电动发动机用于驱动无极线缆绞车，借助集成在绞车中的变速级(以特定速率降低发动机转速)来降低电动发动机的高发动机转速。变速器通常联接到与输出单元相关联的牵引滑轮。牵引滑轮至少部分地被已经穿过无极线缆绞车的线缆包裹。通过在线缆和牵引滑轮之间产生摩擦接合，可以发生动力传递。因此，由发动机产生的转矩被传递到牵引滑轮并被转换成驱动力。
由于操作和职业安全原因，对于许多类型的绞车，特别是当涉及到用于提升乘客的绞车时，绞车的提升力极限受到限制(根据EN1808)。根据一个示例，用于乘客提升的操作绞车所允许的最大提升力是承载能力的1.25倍。绞车可配备提升力限制装置，其构造为如果超过最大负载则中断提升操作。
作为该过程的一部分，现有技术的装置旨在通过测量穿过无极线缆绞车的线缆的线缆张力来检测承载能力。为此目的，线缆被偏移装置基本上偏移提升方向，并测量必要的偏移力。所需的偏移力越大，线缆的张力也就越大，这进而表明提升载荷也越大。尽管上述的线缆测量类型基本上保证了安全操作，但它不是很精确。另外，这种监控包括以下缺点：偏转力持续作用在线缆上，这一方面导致偏移装置(例如压力辊)上的磨损和撕裂增加，并且运行噪音增加。
发明内容
针对此背景下，本公开的目的是提供一种无极线缆绞车，尽可能地减轻上述缺点，尤其能够以较低的磨损易感性更精确地检测负载情况。
本公开中描述的无极线缆绞车的实施例解决了所述目的。无极线缆绞车能够包括具有构造为产生转矩的发动机的驱动单元，以及连接至所述驱动单元的输出单元。驱动单元具有联接的动力传输组件，其构造为施加驱动力至联接至驱动单元的线缆。所述无极线缆绞车能够进一步包括提升力限制装置，其构造为当超过预定驱动力时停止驱动单元。发动机和输出单元能够相对于彼此是能够运动的，并且所述提升力限制装置构造为基于所述驱动单元和发动机的相对运动来停止所述驱动单元。
无极线缆绞车从而能够利用这样的认识：可以通过除了检测线缆张力之外的方法来确定最大提升力。尤其，在此描述的无极线缆绞车能够利用以下认识：驱动单元的发动机为了实现特定提升力的目的必须传递特定的转矩。由发动机产生的转矩经由驱动单元(优选特征为传输器)传递到动力传输组件上，通过这样做传递到输出单元上，从而保证线缆相对于无极线缆绞车的运动。
因为根据本发明的实施例中发动机和输出单元相对于彼此是能够运动的，所以当通过发动机产生转矩时，创建了输出单元和驱动单元之间的相对运动。相对运动的程度成比例地对应于产生的转矩，使得通过这种方法监控的相对运动可靠地给出有关所产生的转矩和所施加的提升负载两者的说明。这种类型的监控完全独立于线缆本身执行，意味着线缆刚度或线缆几何形状的不均匀性在确定提升负载中不再起作用。
优选地，发动机和输出单元能够经由转矩臂彼此支撑，并且为此目的，转矩臂的特征能够为驱动侧支撑结构以及输出侧支撑结构二者。驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构优选相对于彼此布置，使得它们在无负载状态下彼此间隔，并且当在无极线缆绞车上的提升负载增加时彼此接近。在无负载状态或者在施加最大提升负载之下的状态下，驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构均优选特征为彼此之间至少最小距离。该原理也能够同时施加至若干发动机，如果它们的相应转矩支撑结构经由例如连接杆所连接的话。
根据本发明的优选实施例，所述提升力限制装置能够具有开关，开关设定成在驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构二者保持彼此低于预定最小距离的情况下，关闭驱动单元。该开关优选能够构造为接近传感器或者位移传感器，并且优选地，所述接近能够光学地、感应地或者电容地执行。根据可替换优选实施例，开关是触敏型，并且设定成在驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构二者彼此触碰的情况下，关闭驱动单元。
提升力限制装置还能够设定成在驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构之间的距离被测量为零的情况下，关闭驱动单元。优选地，触敏开关能够具有电触头传感器或者接触桥，其构造为触发当驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构之间的距离被测量为零时，改变电路的状态。取决于电路的正常状态定义为闭合电路或者打开电路，开关的切换程序优选在驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构彼此触碰时通过中断该电路或者闭合该电路被触发，从而引起提升力限制装置停止无极线缆绞车的驱动单元。
可选地，提升力限制装置能够设定成当作用在转矩臂上的支撑结构超过预定值时，停止驱动无极线缆绞车、停止驱动单元、或者停止驱动和驱动单元两者。为了该目的，提升力限制装置优选具有与一个或多个测力装置相交互的开关。一个或多个测力装置能够优选布置成使得所述一个或多个测力装置，例如经由压电式力传感器，测量通过驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构彼此接触所创建的力。在这种情况下，根据该替换例，如果测量到力，则能够触发切换操作，其中所述力通过施加简单的计算又关联作用在驱动单元和输出单元之间的转矩，转矩对应于提升负载，提升负载又高于允许最大提升负载(对于每个绞车模型是已知的)。
根据本公开的另一优选实施例，提升力限制装置能够具有复位元件，优选弹簧，其构造为施加复位力抵抗驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构二者的接近运动。复位元件能够优选构建为拉伸或者压缩弹簧或者气压弹簧元件。优选地，预见的是多个这些复位元件。
进一步优选地，提升力限制装置具有偏置构件，其构造为向复位元件施加偏置力以抵抗驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构的接近运动。在弹簧用作复位元件的情况下，偏置构件可以优选构造为调节螺栓，或者可以通过压缩气体连接以气压弹簧元件实现。特别优选地，偏置力能够设定成使得驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构维持、超过驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构之间的预定最小距离、或者是这二者，直到存在应力情况，在应力情况下超过了最大提升负载。
进一步优选地，提升力限制装置能够具有阻尼元件，其构造为延迟驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构彼此的接近运动。震动吸收器通常是可行的，能够优选用作阻尼元件。通过阻尼元件优选以流体或者机械方式或者通过摩擦优选实现与速度成比例的阻尼效应。通过阻尼元件创建的能量消散，当操作绞车时减轻了(例如由于突然负载改变或者类似不可预见的干扰引起的)急速运动，并且防止了提升力限制装置错误地停止驱动无极线缆绞车，虽然如此除了不可预计事件之外，不会再发生超过最大提升负载。
根据本发明的优选替换例，驱动单元能够具有传输器，其相对于发动机旋转地定位以及牢固地连接至输出单元，并且由此驱动侧支撑结构牢固地连接至发动机。在本文中以及还关于以上和以下解释，一些被认为是牢固地连接，如果部件在它们的组装以及可操作状态下相对于彼此不能够运动的话，但是也可以在特定情形下彼此拆开。根据该实施例中，驱动单元和输出单元彼此的相对运动能够通过以下事实实现：当产生转矩时，发动机和传输器之间的相对运动发生，这通过两个部件的彼此定位是可实现的。优选地，相对运动被转矩臂中断，检测转矩臂所包围的支撑结构的接近，如以上关于优选实施例解释的。
根据本发明的第二优选替换例，驱动单元能够具有传输器，其牢固地连接至发动机以及相对于输出单元旋转地定位，并且由此驱动侧支撑结构牢固地连接至发动机、传输器或者这两者。在该替换例和本发明的上述第一替换例中，共同的是，两个部件之间的相对运动能够通过旋转轴承实现，并且各部件能够沿着动力传递链布置于各种地方。
根据此处描述的第二优选替换例，相对运动能够由于传输器和输出单元之间的旋转轴承实现。由于传输器的设计，在特定情形下产生的力和产生的转矩显著高于第一优选替换例中。这可通过适当定尺寸的部件来补偿。额外构造效果通过以下事实抵消：由于更高及更小的明确的力比，能够使用敏感度小的开关(和/或传感器等)。
根据传输器相对于发动机旋转地定位以及牢固地连接至输出单元的所述替换例，输出侧支撑结构能够可替换地或者额外地牢固连接至传输器。
根据进一步优选实施例，无极线缆绞车能够具有电子控制装置，其与驱动单元和提升力限制装置以信号处理方式交互，使得由所述开关生成的代表低于所述预定最小距离的值的第一信号传递至所述控制装置，并且基于此将停止所述驱动单元的控制命令和/或(第二)信号传递至驱动单元。生成第一信号可以例如是生成或者施加电压或者电流信号，其是(例如通过开关)主动生成或者通过打开和/或关闭电路的电触头而被动生成。可替换地，第一代表信号能够是已经以对应数据信号的形式传递的测量值。
可选地，根据本发明的优选实施例，控制装置能够设定成当驱动侧支撑结构和输出侧支撑结构之间的预定最小距离未达到时，保持无极线缆绞车相对于穿过输出单元的线缆处于恒定位置，或者沿着穿过输出单元的线缆降低无极线缆绞车。提升力限制装置的主要任务是，当超过允许最大提升负载时，阻止提升操作。但是，降低无极线缆绞车所传输的运载工具是进一步有利的，尤其因为这利于降低在位于底部的卸载位置时的提升负载。
因此，如果超过最大提升负载，并且通过这样做，这些支撑结构之间的预定最小距离未达到，根据本发明，控制装置首先通过将对应(第二)信号传递至驱动单元来将无极线缆绞车相对于线缆保持在恒定位置。可选地，随即，以自动化方式或者经由人工控制命令，优选以降低的速度来进行降低也是可行的。
根据进一步优选实施例，控制装置设定成如果已经达到或者超过预定最小距离，则经由驱动单元释放无极线缆绞车的驱动。
附图说明
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容及以下对本申请的说明性实施例的详细描述。为了说明本公开的目的，在附图中示出了说明性实施例。然而，应当理解，本申请不限于所公开的特定实施例和方法，为此目的参考权利要求。在附图中：
图1是根据一个实施例的无极线缆绞车的第一侧面图；
图2是图1图示的无极线缆绞车的第二侧面图；
图3是图1图示的无极线缆绞车的局部截面图；
图4是图3图示的局部截面图的一部分的放大视图；
图5是根据另一实施例的无极线缆绞车的第一侧面图；
图6是图5图示的无极线缆绞车的第二侧面图；
图7是图5图示的无极线缆绞车的局部截面图；以及
图8是图7图示的局部截面图的一部分的放大视图。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本公开的各方面，其中，除非另有说明，否则相同的附图标记始终表示相同的元件。在以下描述中使用某些术语只是为了方便，而不是限制。本文中关于第一元件相对于一方向在第二元件和第三元件之间所使用的术语“之间”是指，相比沿着该方向测量时第三元件接近第二元件的程度，沿着该方向测量时第一元件更接近第二元件。术语“之间”包括但不要求第一、第二和第三元件沿该方向对准。在单独实施例的上下文中在此描述的本公开的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，在单个实施例的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独地或以任何子组合来提供。
图1至4示出了根据本公开的第一示范实施例的无极线缆绞车1。无极线缆绞车1能够包括驱动单元3以及输出单元5。驱动单元3能够包括发动机7以及传输器9。输出单元5能够包括外壳4。如示出的，传输器9可以是不可旋转地，此处也称为牢固地，连接至外壳4，优选通过凸缘连接，并且驱动单元3的发动机7和传输器9能够彼此旋转地联接，例如通过轴承11。通过这样做，发动机7相对于输出单元5、更具体来说相对于输出单元5的外壳4是能够运动的，尤其是旋转地运动。
此外，无极线缆绞车1能够包括转矩臂12，其一方面与驱动单元3交互，另一方面与输出单元5交互。为了该目的，转矩臂12能够包括驱动侧支撑结构13(此处还称为第一支撑结构)以及输出侧支撑结构15(此处还称为第二支撑结构)，它们布置成相对于彼此能够运动的方式。根据一个实施例，驱动侧支撑结构13以及输出侧支撑结构15构造为彼此邻接以产生抵抗发动机7和传输器9之间施加的转矩的支撑动作。
在第一示例性实施例中的提升力限制装置的操作方法可以通过查看图3和图4来更具体地看到。在图3中，示出了动力传输组件10，其被示为轴，功能为将来自传输器9的转矩传递到输出单元5。根据一个示例，牵引滑轮可以连接到动力传输组件10，它们可以布置在外壳4内。
如结合图2、图3从图4可以更具体地看到的，第一支撑结构13和第二支撑结构15相对于驱动单元3的元件(发动机7和变速器9)之间的旋转轴线被偏心地布置。图4示出了操作位置，在该位置，驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15彼此接近，使得与根据第一示例性实施例的驱动侧支撑结构13相关联的开关21处于打开位置。通过以下事实实现打开位置：开关21不与外壳4的相应区域接触。
通过以下事实实现根据图4的操作位置：由于驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15朝向彼此接近的结果，构造为弹簧的复位元件23发生了偏转。偏转构造成抵抗由复位元件产生的复位力而发生。另外，根据第一示例性实施例，提供了一种构造为根据一个实施例的调节螺栓的偏压元件19，由此使偏转复位元件所需的力已经增加至预定水平，该力必须沿驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15彼此接近的方向施加。
在根据第一示例性实施例的无极线缆绞车1的优选设置中，驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15彼此之间以预定最小距离定位，只要开关21在关闭状态下并且与外壳4的相应区域接触。一旦开关21自身离开所述区域，即当驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15朝向彼此运动时(抵抗复位元件23的复位力)，未达到预定最小距离，优选地该最小距离由驱动侧支撑结构13的端部相对于外壳4的位置得出。另外，根据第一示例性实施例，阻尼元件17可以包括在无极线缆绞车1中，其延迟了驱动侧支撑结构13和输出侧支撑结构15彼此的接近。
图5至图8示出了根据本公开的第二示范实施例的无极线缆绞车101。无极线缆绞车101能够以相同和/或类似于根据本公开的第一示范实施例的无极线缆绞车1的方式构造。区别包括：驱动单元103能够被包括，其具有发动机7以及传输器109，由此发动机7和传输器109不可旋转地彼此连接。驱动单元103能够连接至驱动单元105，由此传输器109和驱动单元105相对于彼此可旋转地定位，例如通过轴承111。
转矩臂112能够定位在驱动单元103和驱动单元105之间。转矩臂112能够包括驱动侧支撑结构113以及输出侧支撑结构115。驱动侧支撑结构113能够不可旋转地连接至传输器109。输出侧支撑结构115能够不可旋转地连接至输出单元105的外壳104。以及根据第一示范实施例的转矩臂12，转矩臂112能够相对于旋转轴线偏心布置，但是，在该情况下，相对于传输器109和输出单元105之间的旋转轴线偏心布置。
在图7中，动力传输组件110示出为轴，示出了其截面图。动力传输组件110能够包括与根据第一本发明示范实施例的动力传输组件10基本相同的功能。
根据本公开的第二示范实施例的无极线缆绞车1、尤其提升力限制装置的操作方法可以通过结合图6和图7查看图8来得到。如图示实施例所示出的，无极线缆绞车101能够具有开关121，开关121牢固地连接至输出单元105、外壳104或者这两者。在图8示出的位置，开关121在打开位置，是源自于未实现如下的事实：即，所述事实为驱动侧支撑结构113和输出侧支撑结构115接近彼此而处于预定最小距离，优选还根据第二示范实施例，通过驱动侧支撑结构113在外壳104处的端部位置和/或在该情况下在开关121处实现的。
根据第二示范实施例，还能够包括复位元件23、轴承构件19和阻尼元件17。第一示范实施例和第二示范实施例还共同的是，发动机7的驱动被释放，只要开关21、121关闭。在最简单的情况下，通过驱动侧支撑结构13、113和输出侧支撑结构15、115的彼此接近，相应通过未达到预定最小距离，将开关21、121打开，电路从先前状态(关闭)变为新状态(打开)。通过这样做，随即，控制发动机7导致将其关闭。这能够借助于(未示出的)电子控制单元发生。电子控制单元优选根据本公开的优选实施例构造。
将理解的是，以上描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而，可以预期的是，本公开的其他实施方式可以在细节上与前述示例不同。对本公开内容或其示例的所有引用旨在参考此时正在讨论的特定示例，无意于更一般地暗示对本公开范围的任何限制。关于某些特征的所有区分和贬低的语言旨在表示缺少对那些特征的偏好，但不是将其完全排除在本公开的范围之外，除非另有说明。
尽管已经详细描述了本公开，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的构思和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。而且，本公开的范围不旨在限于说明书中描述的特定实施例。如本领域的普通技术人员将从本发明的公开内容中容易地理解的是，根据本公开可以采用目前存在或将要开发的、执行基本相同的功能或实现与本文所述的相应实施例基本相同的结果的那些过程、机器、制造、物质组成、器件、方法或步骤。