DE19528497A1 - Seilwinde-Bremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Seilwinde-Bremse zum Antreiben und Abbremsen von Seilen, insbesondere von drallempfindlichen Leiterseilen, mit inte­ grierten Lichtwellenleitern mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 ange­ gebenen Merkmalen. Zur Bezeichnung "Seilwinde-Bremse" ist darauf hinzu­ weisen, daß sich diese auf dem einschlägigen Gebiet der vorliegenden Er­ findung eingebürgert hat und eine Vorrichtung zum definierten Manipulie­ ren eines Seiles kennzeichnet, die als solche sowohl als Seilwinde - also zum Ziehen eines Seiles - als auch Seilbremse - also zum Bremsen eines Seiles gegen einen Zug - verwendet werden kann. Wenn im folgenden also jeweils von "Seilwinde" bzw. "Seilbremse" die Rede ist, so ist jeweils ein und dieselbe Vorrichtung gemeint, die im konkreten Fall eine Winden­ bzw. Bremsfunktion ausübt.

Grundsätzlich werden derartige Seilwinden-Bremsen beispielsweise beim Aufziehen neuer Leiterseile an Hochspannungsfreileitungen verwendet. Als Zugseil wird hierfür entweder ein Stahlseil bei neu aufzuziehenden Frei­ leitungen oder das alte, auszutauschende Leitseil bei schon bestehenden Leitungen als Vorseil verwendet. Am zweiten Ende der Freileitung wird das auszutauschende Seil über eine Seilwinde der gattungsgemäßen Art geführt, mit deren Hilfe das Vorseil bzw. das alte Seil abgezogen und gleichzeitig das neue Seil aufgezogen werden. Dies geschieht durch einen definierten Antrieb der Seilwinde, wobei das Vorseil auf eine der Seilwin­ de nachgeordnete Trommel aufgewickelt wird.

Damit das Zugseil und das aufzuziehende neue Seil im Verlauf der Frei­ leitung nicht unkontrolliert durchhängen, muß das mit dem Vorseil ver­ bundene neue Seil im Bereich des ersten Freileitungsendes kontrolliert ge­ bremst werden, wozu es über eine gattungsgemäße Seilbremse geführt wird.

Die bekannten Seilwinden-Bremsen weisen nun zwei Rillenräder auf, die in Hauptlaufrichtung des Seiles hintereinander angeordnet und in ihrer Um­ fangsfläche mit mehreren umlaufenden, axial nebeneinander liegenden Ril­ len versehen sind. Die Rotationsachsen der Rillenräder sind dabei quer zur Hauptlaufrichtung des Seiles in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet.

Um dabei den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Seilverlauf zu ermöglichen, wonach das anzutreibende bzw. zu bremsende Seil mehrfach entsprechend der Rillenanzahl gemeinsam um die beiden Rillenräder herumläuft und dabei wechselweise von Rad zu Rad jeweils sukzessive von Rille zu Rille fortschreitend im Bereich der aneinander abgewandten, au­ ßenseitig liegenden Abschnitte der Rillenradumfangsflächen über einen Um­ schlingungswinkel von 180° in der entsprechenden Rille einliegt, weisen die beiden Rillenräder einen Querversatz zueinander auf, der der halben Rillenbreite entspricht. Damit wird der beschriebene, gewindeähnliche Um­ lauf des Seiles um die beiden Rillenräder ermöglicht.

Dabei ist jedoch von Nachteil, daß durch den beschriebenen Querversatz das Seil beim Überwechseln von einer Rille des einen Rillenrades zur ent­ sprechenden Rille des zweiten Rillenrades nicht geradlinig direkt in den Rillengrund einläuft, sondern einen Schrägverlauf aufweist. Zudem läuft dadurch das Seil im Bereich der Rillenflanke - also seitlich - in die Ril­ le ein und wird durch die im Bereich der Seilwinde-Bremse herrschende Zugspannung unter Drehung oder sogenanntem "Drall" in die tiefste Stelle des Rillengrundes eingepreßt. Bei jedem Übergang von Rillenrad zu Ril­ lenrad wird dieser Drall verstärkt, so daß das Seil nach dem Durchlaufen der Seilwinde-Bremse erheblich in sich verdrillt ist.

Dies ist insbesondere bei drallempfindlichen Leiterseilen, wie z. B. Leiter­ seilen mit integrierten Lichtwellenleitern oder Leiterseilen aus nicht ein­ wandfreier Fertigung mit etwas loser Außenlage von erheblichem Nachteil. Erstere werden in zunehmendem Maße für die sogenannten "Erdungsseile" zwischen den Spitzen von Freileitungsmasten verwendet, damit die Eigner der Freileitungen - also in erster Linie die Energieversorgungsunterneh­ men - eigene Kommunikationsnetze aufbauen können. Werden solche Draht­ seile mit integrierten Lichtwellenleitern einem großen Drall ausgesetzt, besteht die erhebliche Gefahr, daß der Lichtwellenleiter beschädigt wird und die Kommunikationsleitung dadurch nicht einwandfrei arbeitet.

Bei Leiterseilen mit losen Außenlagen kann der geschilderten Drall zu ei­ nem Aufbauschen der Außenlage führen.

Ein weiterer, durch den geschilderten Seilverlauf bei den herkömmlichen Seilwinden-Bremsen hervorgerufener Nachteil besteht darin, daß durch die schräg in die Rillen einlaufenden Seile der Rillengrund einem Verschleiß ausgesetzt ist, was die Standzeit der Rillenräder beeinträchtigt.

Ausgehend von der geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, eine Seilwinde-Bremse zu schaffen, bei der die beiden Rillenräder so angeordnet sind, daß der Schrägverlauf beim Wechsel des Seilverlaufs von Rillenrad zu Rillenrad zumindest erheblich reduziert wird und das Seil damit keinen die Seilqualität relativ beeinflussenden Drall mehr erhält.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 an­ gegeben, wonach die beiden Rillenräder mit ihren Rotationsachsen ver­ schränkt zueinander angeordnet sind. Durch diese verschränkte Anordnung brauchen die beiden Rillenräder keinen Rillenversatz mehr zueinander aufweisen, um den gewindeähnlichen Lauf des Seiles um die beiden Ril­ lenräder herum zu erzielen. Damit kann der Schrägverlauf des Seiles so­ weit reduziert werden, daß es beim Übergang von Rillenrad zu Rillenrad keinen die Seilqualität negativ beeinflussenden Drall mehr erhält.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ist eines der beiden Rillenräder mit seiner Rotationsachse quer zur Hauptlaufrichtung des Seiles horizontal und das andere Rillenrad mit seiner Rotationsachse in einer vertikal und quer zur Hauptlaufrichtung des Seiles laufenden Kippebene um einen spitzen Winkel verkippt angeordnet. Der Kippwinkel ist in Abhängigkeit des Rillenraddurchmessers und der Rillenbreite aus­ zulegen und beträgt wenige Grad, beispielsweise etwa 2° bis 3° (Anspruch 4).

Eine optimale Seil- und Rillenschonung ergibt sich durch die bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 3, wonach die beiden Rillenräder mit ih­ ren Rotationsachsen derart verschränkt zueinander angeordnet sind, daß die Rillen am Zenit der beiden Rillenräder um eine Rillenbreite versetzt in Hauptlaufrichtung des Seiles gesehen miteinander fluchten und am Tiefstpunkt der beiden Rillenräder ohne Versatz in Hauptlaufrichtung des Seiles gesehen miteinander fluchten. Durch diese Anordnung läuft das Seil von Rillenrad zu Rillenrad geradlinig aus der entsprechenden Rille des einen Rades aus und ebenso ohne seitlichen Versatz jeweils in die tiefste Stelle des Rillengrundes der entsprechenden Rille des anderen Rades ein. Das Seil erhält also keinen Drall - außer einer geringen Eigendrehung des Seiles unter Last - wodurch eine optimale Seilschonung stattfindet. Auch ein Aufbauschen einer losen Außenlage eines nicht einwandfrei ge­ fertigten Leiterseiles wird dadurch vermieden. Weiterhin wird die Stand­ zeit der Seilwinde-Bremse erhöht, da das Seil nicht im Bereich der Ril­ lenflanke, sondern direkt in den Rillengrund einläuft.

Anspruch 5 kennzeichnet eine vorteilhafte Anordnung der Kippachse des verkippten Rillenrades.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach­ folgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläu­ tert wird. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Seilbremse gemäß der Erfindung quer zur Hauptlaufrichtung des Seiles,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Seilbremse gemäß Pfeilrichtung II nach Fig. 1, sowie

Fig. 3 und 4 Draufsichten auf die Seilbremse aus Pfeilrichtung III nach Fig. 1 mit und ohne eingezeichnetem Seilverlauf.

Wie aus Fig. 1 deutlich wird, weist die gezeigte Seilbremse einen aus Stahlhohlprofilen bestehenden, rahmenförmigen Lagerbock 1 mit zwei Verti­ kalprofilen 2, 3 und einem deren obere Enden verbindenden Horizontalpro­ fil 4 auf. Mit den beiden Vertikalprofilen 2, 3 ist die Seilbremse bei­ spielsweise an einem geeigneten Fahrgestell befestigt.

Das Horizontalprofil 4 trägt an seinen beiden aneinander abgewandten En­ den jeweils ein Lagerteil 5, 6, in denen die beiden Rillenräder 7, 8 mit ihren Nabenkörpern 9, 10 (siehe Fig. 2 bis 4) um eine jeweilige Rota­ tionsachse 11, 12 drehbar gelagert sind. Die Lagerung innerhalb der La­ gerteile 5, 6 ist wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgebildet und daher der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Auch die im Bereich der Lagerteile 5, 6 eingebauten Radnabenmotoren für die Rillenräder 7, 8 entsprechen dem Stand der Technik und sind daher nicht eigens gezeigt.

Am einlaufseitigen Lagerteil 5 ist an dessen Außenseite eine nach oben verlaufende Vertikalstrebe 13 befestigt, die an ihrem freien Ende eine üb­ liche Seilführungsvorrichtung 14 mit einer unteren und einer oberen Füh­ rungsrolle 15, 16 sowie zwei seitlichen, nach oben weisenden Führungsrol­ len aufweist, von denen nur die eine Führungsrolle 17 in Fig. 1 sichtbar ist. Die vier Führungsrollen 15, 16, 17 bilden ein "Seilführungsfenster" durch das das zu bremsende Seil S mit seinem einlaufenden Seiltrum 18 hindurchläuft.

Am auslaufseitigen Lagerteil 6 ist eine ebenfalls nach oben laufende Ver­ tikalstrebe 19 vorgesehen, die an ihrem freien Ende eine Abstütz- und Peilhilfe 20 für das auslaufende Seiltrum 21 aufweist. Die Abstütz- und Peilhilfe 20 weist eine horizontal und quer zur Hauptlaufrichtung H des Seiles S angeordnete Auflagerolle 22 sowie zwei seitliche, in Hauptlauf­ richtung H betrachtet V-förmig stehende Peilschenkel auf, von denen nur der eine Peilschenkel 23 in Fig. 1 erkennbar ist.

Beide Rillenräder 7, 8 sind identisch ausgebildet und weisen in ihren Umfangsflächen jeweils vier umlaufende, axial nebeneinander liegende Ril­ len 24 bzw. 25 auf, die im Querschnitt etwa halbkreisförmig ausgebildet sind. Um eine genügende Reibkraft auf das Seil S ausüben zu können, sind die Rillen 24, 25 durch entsprechende Gummieinsätze am jeweiligen Rillenrad 7, 8 gebildet, was aus dem Stand der Technik bekannt ist und daher nicht näher in den Zeichnungen dargestellt ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, sind die beiden Rillenräder 7, 8 mit ihren Rotationsachsen 11, 12 verschränkt zueinander angeordnet. Die Rotationsachse 11 des einlaufseitigen Rillenrades 7 ist quer zur Haupt­ laufrichtung H des Seiles S horizontal angeordnet. Das auslaufseitige Ril­ lenrad 8 ist mit seiner Rotationsachse 12 in einer vertikal und quer zur Hauptlaufrichtung H des Seiles S verlaufenden Kippebene K (siehe Fig. 1) um einen spitzen Kippwinkel W verkippt zur Horizontalen angeordnet. Bei einem Rillenraddurchmesser D von 1.100 mm und einer Rillenbreite b von 45 mm beträgt der Kippwinkel W vorzugsweise 2,34°. Ferner ist die Kipp­ achse A der Rotationsachse 12, die horizontal in Hauptlaufrichtung H des Seiles S verläuft und die Rotationsachse 11 des einlaufseitigen Rillenrades 7 schneidet, mittig bezogen auf die Breite B des Rillenrades 8 angeord­ net.

Durch die beschriebene Verkippung des Rillenrades 8 gegenüber dem Ril­ lenrad 7 stehen diese beiden Räder so zueinander, daß die Rillen 24 bzw. 25 am Zenit 26 bzw. 27 der beiden Rillenräder 7, 8 um eine Rillenbreite b versetzt in Hauptlaufrichtung H des Seiles S gesehen miteinander fluch­ ten (s. Fig. 2 und 4).

Am jeweiligen Tiefstpunkt 28, 29 der beiden Rillenräder 7, 8 fluchten die Rillen 24, 25 jeweils ohne Versatz in Hauptlaufrichtung H des Seiles S ge­ sehen miteinander.

Aus den Fig. 1, 3 und 4 wird der Seilverlauf, der sich aufgrund der vorstehenden Anordnung der beiden Rillenräder 7, 8 ergibt, deutlich:
Das einlaufende Seiltrum 18 läuft durch die Seilführungsvorrichtung 14 schräg von oben in die äußerste Rille 25.1 des auslaufseitigen Rillenrades 8 ein. Dabei ist zu ergänzen, daß die Seilführungsvorrichtung 14 mit ih­ ren Rollen 15, 16, 17 in der in Fig. 1 gezeigten Ebene E, die um einen kleinen spitzen Winkel in Hauptlaufrichtung H des Seiles aus der Verti­ kalen geneigt liegt, zusätzlich um den Kippwinkel W nach außen gekippt ist. Dies bedeutet, daß die untere und obere Führungsrolle 15, 16 um den Kippwinkel W gegenüber der Horizontalen geneigt und die vertikalen Rol­ len (von denen nur die Rolle 17 in Fig. 1 erkennbar ist) ebenfalls um den Kippwinkel W gegenüber der Vertikalen geneigt nach außen hängen. Damit ist ein geradliniger Einlauf des Seiltrums 18 in die äußerste Rille 25.1 des auslaufseitigen Rillenrades 8 gewährleistet. In dieser Rille wird das Seil S über einen Umschlingungswinkel U von 180° nach unten zum Tiefstpunkt 29 diesen Rillenrades 8 herumgeführt. Dort fluchtet die äußer­ ste Rille 24.1 des einlaufseitigen Rillenrades 7 exakt mit der Rille 25.1 des zweiten Rillenrades 8, wodurch das Seil S im Bereich des Seiltrums 30 geradlinig und ohne Drall von der Rille 25.1 in die Rille 24.1 überge­ führt wird. Danach wird das Seil S auf dem außenseitig liegenden Ab­ schnitt des Rillenrades 7 wiederum über einen Umschlingungswinkel U von 180° nach oben geführt, bis es den Zenit 26 des Rillenrades 7 erreicht. Dort fluchtet die Rille 24.1 exakt mit der zweitäußersten Rille 25.2 des auslaufseitigen Rillenrades 8, so daß im Bereich des Seiltrums 31 das Seil S exakt geradlinig von der Rille 24.1 in die Rille 25.2 übergeführt wird. Von dort läuft es wieder nach unten zum Tiefstpunkt 29 des Rillenrades 8, wo es wiederum exakt geradlinig zur nächstinneren Rille 24.2 des ein­ laufseitigen Rillenrades 7 überwechselt. Der exakt geradlinige Übergang des Seiles S setzt sich wechselweise von Rillenrad 7 zu Rillenrad 8 und zurück und entsprechend sukzessive über die Rillen 24.2, 25.3, 24.3, 25.4 und 24.4 fort. Von dieser letzten Rille 24.4 im einlaufseitigen Rillenrad 7 ausgehend läuft das Seil S mit seinem Seiltrum 21 durch die Abstütz- und Peilhilfe 20 schräg nach oben aus.

Durch die dargestellte Seilbremse wird das Seil S gegen die auslaufseitig wirkende Zugkraft Z definiert abgebremst.

Claims (6)

1. Seilwinde-Bremse zum Antreiben bzw. Abbremsen von Seilen, insbeson­ dere von drallempfindlichen Leiterseilen mit integrierten Lichtwellen­ leitern, mit

• - einem Lagerbock (1)
• - zwei daran in Hauptlaufrichtung (H) des Seiles (S) hintereinander an­ geordneten Rillenrädern (7, 8), die in ihrer Umfangsfläche mit mehreren umlaufenden, axial nebeneinander liegenden Rillen (24, 25) versehen sind und die definiert angetrieben bzw. gebremst sind, wobei das an­ zutreibende bzw. zu bremsende Seil (S) mehrfach entsprechend der Ril­ lenanzahl gemeinsam um die beiden Rillenräder (7, 8) herumläuft und dabei wechselweise von Rillenrad (7) zu Rillenrad (8) jeweils sukzes­ sive von Rille (24) zu Rille (25) fortschreitend im Bereich der aneinan­ der abgewandten, außenseitig liegenden Abschnitte der Rillenrad-Um­ fangsflächen über einen Umschlingungswinkel (U) von 180° in der ent­ sprechenden Rille (24, 25) einliegt,

dadurch gekennzeichnet daß die beiden Rillenräder (7, 8) mit ihren Rotationsachsen (11, 12) derart verschränkt zueinander angeordnet sind, daß das Seil (S) beim Übergang von Rillenrad (7) zu Rillenrad (8) einen soweit reduzierten Schrägverlauf aufweist, daß es dabei keinen die Seilqualität negativ beeinflussenden Drall mehr erhält.

2. Seilwinde-Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Rillenräder (7, 8) mit seiner Rotationsachse (11) quer zur Hauptlaufrichtung (H) des Seiles horizontal und das andere Rillenrad (8) mit seiner Rotationsachse (12) in einer vertikal und quer zur Haupt­ laufrichtung (H) des Seiles (S) verlaufenden Kippebene (K) um einen spit­ zen Kippwinkel (W) verkippt angeordnet sind.

3. Seilwinde-Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rillenräder (7, 8) mit ihren Rotationsachsen (11, 12) derart verschränkt zueinander angeordnet sind, daß die Rillen (24, 25) am Zenit (26, 27) der beiden Rillenräder (7, 8) um eine Rillenbreite (b) versetzt in Hauptlaufrichtung (H) des Seiles gesehen miteinander fluchten und am Tiefstpunkt (28, 29) der beiden Rillenräder (7, 8) ohne Versatz in Hauptlaufrichtung (H) des Seiles gesehen miteinander fluchten.

4. Seilwinde-Bremse nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippwinkel (W) in Abhängigkeit des Rillenraddurchmessers (D) und der Rillenbreite (b) wenige Grad, vorzugsweise 2° bis 3° beträgt.

5. Seilwinde-Bremse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kippachse (A) des verkippten Rillenrades (8) mittig bezogen auf die Breite (B) des Rillenrades (8) liegt.