CN114450246B - 缆索绞盘和具有该缆索绞盘的提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于缠绕和退绕缆索(6)的缆索绞盘，特别是提升装置(1)的提升机构绞盘，其包括缆索卷筒(7)、用于引导要缠绕到所述缆索卷筒(7)上和从所述缆索卷筒上退绕的所述缆索(6)的进入引导件(13)、用于相对于缆索卷筒(7)调节进入引导件(13)的调节驱动器(14)、用于检测缆索和缆索卷筒(7)上的缆索的缠绕纹样图案的检测装置(17)，其中，控制装置(15)被构造为根据检测的缆索和获取的缠绕纹样图案相对于缆索卷筒(7)调节进入引导件(13)。

Description

缆索绞盘和具有该缆索绞盘的提升装置

技术领域

本发明涉及缆索绞盘，特别是起重机的提升机构绞盘，该缆索绞盘具有缆索卷筒、将缆索缠绕到缆索卷筒上的进入引导件(Einlaufführung)以及相对于缆索卷筒调节进入引导件的调节驱动器。本发明还涉及具有该缆索绞盘的特别是起重机形式的提升装置。

背景技术

缆索绞盘在不同的边界条件下反复缠绕和退绕同一缆索，其中，在没有固定的规则的情况下，例如，缆索拉力由于缆索上的载荷而可能发生很大的变化，使得缆索例如在强拉力下缠绕一小段距离，并且在放下载荷后，可能进一步在没有载荷的情况下、甚至松散地缠绕一小段距离。同样地，在退绕期间，缆索可以承受强拉力或松散地退绕，其中，这些状态能够以不同方式混合或互补，使得下层绕线层可以在高张力下缠绕，其上一层可以松散地缠绕，并且再缠绕在上面的一层可以紧密地缠绕，或者只有(例如，下层的)一部分可以紧密地缠绕，并且另一部分可以松散地缠绕。

缆索拉力或其他缆索参数或操作参数的这种在缠绕和退绕期间不同地变化且不受任何固定规则约束的变化不仅会影响缠绕纹样图案(Wickelbild)本身并且可能导致缆索在缠绕或退绕期间在强拉力下切入到位于下层的松散缠绕的缆索层中，而且还会导致缆索参数的其他改变，这进而损坏缠绕纹样图案。例如，缆索直径会因股线拉力的变化而发生改变，使得在强拉力下缠绕或退绕的缆索部分的直径小于松散缠绕的缆索部分的直径，例如，这可能会使缆索在纵向延伸下的横截面逐渐变窄。同时，缆索的横向弹性或纵向弹性也会发生改变。另一方面，变化的股线拉力也会导致绕线层中缆索的变形和挤压或者不同变形和不同挤压，使得在缠绕期间，但偶尔也在退绕期间可能出现缠绕问题。由于在没有固定规则的情况下相关缠绕参数的所述改变可能发生在缠绕和退绕的不同阶段，因此难以适当地控制进入引导件，以便产生均匀、“漂亮”的缠绕纹样图案。

原则上，所述问题存在于可由钢绞线组成的钢缆中，并且在高强度纤维缆索中再次加剧了上述问题。最近，已将高强度纤维缆索用于其中低缆索重量和高缆索强度更为重要的诸如起重机等起提升装置，与传统钢缆相比，高强度纤维缆索具有更轻的缆索重量，同时更高的缆索强度以及更长的使用寿命。这种高强度纤维缆索可由诸如芳纶纤维(HMPA)、芳纶/碳纤维混合物、高模量聚乙烯纤维(HMPE)、液晶高分子(LCP：Liquid CrystalPolymer)纤维或聚(对苯撑-2,6-苯并二恶唑)纤维(PBO)等高强度合成纤维制成，或至少包括这类纤维。由于在大致相同的断裂强度下与钢缆相比重量减轻了80％，因此可以增大承载能力或允许的提升载荷，因为对于承载能力要考虑的缆索自身重量更低。特别是在提升高度较大的起重机中，或者在具有较高缠绕数的滑轮组的起重臂或吊杆调节机构中，存在相当大的缆索长度和相应的缆索重量，因此使用高强度纤维缆索可以实现的重量减轻是非常有利的。除了纤维缆索本身的重量优势以外，使用纤维缆索还可以减轻其他部件的重量。例如，由于纤维缆索的缆索张紧需要更少的负载钩重量，因此可以将负载钩设计地更轻。

除了所述的重量优势以外，使用合成纤维缆索的缆索驱动器的特征在于显著更长的使用寿命、易于操作、良好的柔性以及不再需要进行缆索润滑。总体而言，因此可以实现更高的设备可用性。

然而，这种高强度纤维缆索的困难在于在缆索卷筒上实现适当的缠绕。高强度纤维缆索本身具有低的抗剪切应力能力(Querdrucksteifigkeit)，使得高强度纤维缆索在缠绕到缆索卷筒上时，其横截面在绕线匝中更大地变形。因此，例如在多层缠绕卷筒的情况下，可能导致纤维缆索切入到位于其下方的绕线层的两个绕线匝之间，并且在退绕期间可能导致缆索中的磨损增加以及张力的不规则性增加。另一方面，可能导致缆索绕线在卷筒长度上不均匀堆积，例如，在缆索运行到相对的凸缘轮并在那里形成新层之前，朝向另一卷筒凸缘轮堆积多层。一方面，这可能是由于缆索因横截面变形而切入到先前两个绕线层之间，另一方面，这可能导致凸缘轮和缆索卷筒的不均匀且超过必要范围的载荷。

为了解决该问题，已经提出了具有抗应力护套的纤维缆索，以便由此使纤维缆索的特性在钢绳的剪切应力方向上接近，并从而确保无可靠地缠绕在缆索卷筒上，其中，缆索绞盘的已知用于钢缆的缠绕系统可以在其基本原理上保持不变，该缆索绞盘具有用于多层缠绕的特定凹槽。然而，纤维缆索的护套非常复杂和昂贵，而且护套也增加了缆索的直径。在这方面，期望改进缆索绞盘的缠绕系统，使得即使没有抗应力护套或具有有限的抗剪切应力能力的缆索也可以整齐地缠绕高强度纤维缆索。

为了利用均匀堆积的绕线层在缆索卷筒上实现整齐的缠绕纹样图案，直接使用了进入引导件，该进入引导件在卷筒长度上从右到左来回引导要缠绕的缆索。这种有时被称为补偿器的进入引导件通常以取决于绞盘速度的横向速度在缆索绞盘的凸缘轮之间来回引导缆索。缆索引导件的供给通常以在运动学上固定的方式机械耦接到缆索绞盘的旋转，使得根据卷筒旋转产生了进入引导件的预定横向行进路径。

在此，进入引导件通常横向移动。然而，还已知的是通过在卷筒纵向轴线方向上调节缆索卷筒来实现进入引导件和缆索卷筒之间的相对运动，例如参见EP 28 07 108 B1。

然而，还提出了不将进入引导件机械固定地耦接到卷筒旋转，而是以电子方式进行控制并使其适应不同的卷绕条件。例如，AT 11687U1说明了一种缆索绞盘，该缆索绞盘的进入引导滑架通过滑架驱动器进行调节，控制器根据缆索的进入角度操作该滑架驱动器，使得缆索在卷筒上的进入角度为预定值或尽可能地接近该预定值。

文献US 6,811,112 B1也说明了一种缆索绞盘，该缆索绞盘用于不同的缆索直径并且为此提供进入引导件的不同横向速度。在此，也根据缆索角度来控制进入引导滑架的滑架驱动器，其中，机械扫描缆索退出角度和缆索进入角度，并将它们用于设定滑架速度。

通过这种可控制或可调节的进入引导件，可以保持待缠绕缆索的期望进入角度并适应于不同的缆索直径或缆索类型。然而，在高强度纤维缆索或具有低的抗剪切应力能力的普通缆索的情况下，仍然会出现所述问题和缠绕误差，特别是缆索切入到位于其下方的两个缆索绕线匝之间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的缆索绞盘和一种改进的所述类型的提升装置，该缆索绞盘和提升装置避免了现有技术的缺点并且以有利的方式发展了现有技术。特别是在具有较小抗剪切应力能力的缆索的情况下也应实现整齐的缠绕，因此甚至没有抗应力护套的高强度纤维缆索也可以整齐地缠绕。

因此，提出了在缠绕缆索时监测缆索和在卷筒上形成的缠绕纹样图案，并且如果缠绕纹样图案由于变化的股线拉力和相关的缆索直径变化而变化，则干预进入引导件相对于缆索卷筒的调节。根据本发明，提供了用于检测缆索和缠绕在缆索卷筒上的缆索的缠绕纹样图案的检测装置，并且控制装置被构造为当变化的股拉力导致缆索和/或缠绕纹样图案变化时根据检测的缠绕纹样图案相对于缆索卷筒调节进入引导件。根据在缆索卷筒上检测的缠绕纹样图案来调节进入引导件和缆索卷筒的相对位置基于以下考虑：如果尽管反复缠绕和退绕同一缆索但由于在缠绕和/或退绕期间不同的缆索拉力而导致相关缆索参数的变化，则即使非常精确地保持缆索的预定进入角度或卷绕角度也可能出现缠绕误差，并且不一定能达到期望的缠绕纹样图案，如果实际监测卷筒上产生的真正缠绕纹样图案，而不仅是测量诸如缆索进入角度等影响变量，则能够更好地应对缠绕误差。

特别地，检测装置可以检测变化的缆索直径或缆索直径的变化，并且根据在缠绕和/或退绕期间由于变化的缆索拉力而可能出现的这种缆索直径变化来调整进入引导件及其相对于缆索卷筒的运动的控制或调节，以实现整齐的缠绕纹样图案。可以根据变化的缆索拉力和/或相关的诸如缆索直径和/或缆索的横向弹性或纵向弹性等缆索参数的变化动态地调整进入引导件的控制。例如，如果由于缆索拉力增大而使缆索直径变细，则例如可以降低进入引导件的移动速度，以避免在缆索匝之间形成间隙，或者在必要时也可以提高该移动速度，以便更快地越过下方绕线层的凹处。

在本发明的改进示例中，检测装置可以特别检测缆索卷筒上的缆索绕线的包络轮廓或将其确定为缠绕纹样图案的特征，其中，控制装置能够随后根据检测的包络轮廓相对于缆索卷筒横向地调节进入引导件。

在此，缆索卷筒上的缆索绕线的包络轮廓是指当在包含卷筒纵向轴线的横截面中观察缆索卷筒和位于其上的缆索绕线时位于各个最上方缆索匝上方的包络线。如果缆索卷筒正确地缠绕一层并且完全在两个凸缘轮之间，则所述包络轮廓例如是直线，而在额外缠绕第二层直到例如卷筒的一半时，将获得台阶状或阶梯状轮廓作为包络轮廓。然而，如果存在不均匀的缠绕，例如在一个凸缘轮上有三层或四层，在卷筒中心有一层或两层并且朝向另一凸缘轮有五层或六层，则所述包络轮廓具有曲线形状。

在此，不一定必须在一个横截面中检测或确定所述包络轮廓，而是也可以在多个横截面中检测或确定包络轮廓，每个横截面都包含卷筒纵向轴线并可以相对彼此旋转，其中，随后例如可以将不同观察平面中的不同包络线的平均值作为基础或确定为包络轮廓。特别地，也可以在运行的缠绕操作期间(即，在缆索卷筒旋转时)确定所述包络线，其中，包络线可以在由检测装置监测的横截面中连续改变，使得例如通过增量地重新计算检测装置的信号的变化或将它们纳入到现有的包络线中，可以连续地纠正确定的包络线。

基本上，可以通过各种方式检测或确定缆索卷筒上的缆索绕线的缠绕纹样图案，例如通过检测由绕线路径产生的阴影的光敏器件，其中，可以将检测的阴影的轮廓确定为包络轮廓。

然而，特别地，检测装置可以包括用于获取缆索卷筒上的缆索绕线的图像的光学摄像构件和用于评估获取的缆索绕线的图像的图像评估装置。

特别地，光学摄像构件可以包括至少一个相机，该相机提供缆索绕线或缆索卷筒上的缠绕纹样图案的相机图像，其中，即使在缆索绞盘运行时，所述相机也可以提供连续图像或实时图像，然后通过图像评估装置评估该连续图像或实时图像，以便特别确定缆索卷筒上的缆索绕线的所述包络线。

然而，作为相机的替代或补充，光学摄像装置还可以包括另一光学传感器系统，特别是至少一个成像传感器的形式，以便提供缆索卷筒上的缆索绕线的图像，然后通过图像评估装置评估该图像。

在此，基本上，图像评估装置可以包括不同的评估模式。例如，可以进行像素分析、明暗分析、灰度分析和/或轮廓分析。

例如，图像评估装置可以具有轮廓评估构件，该构件确定在相机和/或传感器图像中可见的轮廓，并且可以从轮廓的位置确定缆索绕线的包络轮廓。

替代地或补充地，图像评估装置还可以包括颜色面积比例评估构件，以便能够在检测的图像中确定各个颜色的面积比例，并由此确定缠绕的缆索的缠绕纹样图案，特别是缆索绕线的缆索匝走向和/或缆索匝交叉点和/或缆索匝距离和/或包络轮廓。

替代地或补充地，图像评估装置还可以包括灰度评估构件，以便确定图像中可见的灰度并且由此确定缠绕纹样图案的所述参数，特别确定缆索绕线的包络线。特别地，为了能够检测变化的缆索直径或缆索直径的变化，图像评估装置还可以包括缆索直径确定构件，以便能够在控制进入引导件时考虑这种直径改变。

控制装置能够根据期望什么样的缠绕纹样图案和/或包络轮廓以及检测的实际缠绕纹样图案或检测的包络轮廓是什么样的以不同的方式控制进入引导件的调节。为了避免更大的缠绕误差，控制装置可以包括比较装置，该比较装置将检测的缠绕纹样图案与预定的目标缠绕纹样图案进行比较，并且根据比较结果控制进入引导件，使得检测的缠绕纹样图案与目标缠绕纹样图案之间的偏差变得尽可能小。特别地，所述比较装置可以将确定的卷筒上的缆索绕线的包络线与目标包络轮廓进行比较，并且控制进入引导件的调节驱动器，使得检测的包络轮廓尽可能接近地匹配预定的目标轮廓。例如，如果在卷筒的一部分中检测到包络轮廓的凹陷，该凹痕意味着缺少一个或多个缆索匝，则可以调节进入引导件，使得缆索在所述凹陷的区域中运行到卷筒上，以填补凹陷。相反地，如果在包络轮廓中检测到绕线凸起(即，与缠绕高度相比突出的凹陷)，则在缠绕时可以留空其中出现所述绕线凸起的卷筒区域，以便首先更浓密地缠绕其余的卷筒部分。

然而，作为检测的包络轮廓与目标包络轮廓的这种比较的替代或补充，还可以在缠绕纹样图案中检查卷筒上的绕线匝的走向并将缠绕纹样图案与目标缠绕纹样图案进行比较。例如，预定的目标缠绕纹样图案可以规定卷筒的交叉缠绕，其中彼此上下叠置的绕线层的缆索绕线不相互平行地延伸，而是上方绕线层的缆索匝与下方绕线层的缆索匝交叉。上述比较装置可以将在检测的缠绕纹样图案中确定的缆索匝的走向与期望的、交叉的目标绕线匝进行比较，并相应地调节进入引导器以实现期望的交叉绕线匝。

例如，预定的目标包络轮廓或预定的目标缠绕纹样图案可以存储在存储器中，以便能够将其读出以进行比较。替代地或补充地，控制装置或所述比较装置可以使相应的目标包络轮廓或目标缠绕纹样图案动态地适配于缠绕过程的进展，这可以迭代地进行，例如根据额外的绕线匝和/或额外的绕线层，例如通过连续地使最初目标包络轮廓或最初目标缠绕纹样图案适配于缠绕过程的进展。例如，可以在分别检测的绕线层图像中或根据检测的包络轮廓确定绕线层数和/或绕线匝数，以便分别适配存储的目标图像。然而，替代地或补充地，也可以检测缆索卷筒的转数，并且由此确定缠绕在或必须缠绕在卷筒上的绕线层和/或缆索匝的数量，以便相应地适配包络轮廓或缠绕纹样图案的预定目标图像。

也可以通过摄像装置检测缆索卷筒的所述转数。例如，缆索可以具有标记，例如当各个标记经过相机时，摄像装置检测所述标记。图像评估装置可以根据转数和/或在不同标记的情况下根据分别经过的标记来确定已缠绕和/或退绕的缆索的长度或已缠绕到缆索卷筒上的缆索层数。根据经过的标记的速度和/或根据两个标记之间经过的时间段，摄像装置还可以确定缆索卷筒的转速，特别是例如超速。

有利地，控制装置可以将获取的缠绕纹样图案和/或检测的缆索绕线的包络轮廓不仅用于控制所述进入引导件，而且还可以将其用作操作监测的基础，该操作监测在必要时或在即将发生危险的情况下提供警告信号和/或自动停止绞盘操作和/或采取适当的对策(例如，再次退绕缆索)。例如，如果尽管通过相应调节进入引导件而对缆索绕线包络轮廓进行了上述重新调整，但确定了，特别通过图像评估装置在检测的缠绕纹样图案中识别出绕线凸起的形成或缆索在下方的两个缆索绕线匝之间的过度切入，则控制装置可以发出所述警告信号或停止绞盘操作或启动退绕。

有利地，检测装置对缆索卷筒上的缠绕纹样图案的监测也可以用于确定待缠绕的缆索的相关缆索参数，例如其废弃状态和/或其缆索直径和/或其缆索伸长率。特别地，可以在由光学摄像构件获取的缠绕纹样图案中识别缆索上的缺陷点或磨损点，例如通过图像评估装置在检测的图像中识别缆索护套的开裂和/或缆索护套上的颜色变化，这种开裂和/或颜色变化例如可能在护套层磨损并且下方不同颜色的缆索层或缆索股线变得可见时出现。

替代地或补充地，图像评估装置可以包括缆索直径确定构件，以便确定要缠绕到卷筒上的缆索的缆索直径。基于确定的缆索直径，特别是当直径减小超过预定尺寸时，控制装置可以推断出缆索的磨损状态。

然而，特别地，控制装置也可以根据检测的待缠绕或退绕的缆索的直径变化来调整进入引导件的控制，例如当缆索直径增大或减小时提高或降低调节速度。

例如，可以使用缆索直径标记以简单的方式确定缆索直径，图像评估构件可以在缆索再现图像中确定该缆索直径标记。例如，可以用颜色标记缆索直径，使得例如外层的颜色与位于更内部或更下方的缆索层的颜色不同。如果识别出内层的颜色，则可以认为它低于允许的最小缆索直径。然而，替代地或补充地，也可以根据缆索的边缘轮廓的间距来确定缆索直径，或者特别是当相机与缆索的距离和/或焦距是已知的且/或比例尺和/或长度指示器叠加在图像中时，可以在缆索再现图像中测量该缆索直径。

有利地，检测装置和控制装置被构造为连续操作和/或在线操作，以便连续检测和评估缠绕纹样图案和/或所述其他缆索参数，并且采取所述相应的控制措施。测量数据检测及其评估可以特别在缆索运行时进行。

替代地或补充地，图像评估装置可以包括缆索长度确定构件，该构件可以确定缠绕在缆索卷筒上的缆索长度和/或从其退绕的缆索长度。例如，可以提供以预定距离相对彼此间隔地附接到缆索上的标记，该标记例如是具有预定的颜色和/或几何形状的缆索护套部分的形式，从而图像评估装置可以在获取的缠绕纹样图案和/或进入缆索的缆索图像中确定在颜色和/或几何形状方面能够识别的标记。如有必要，结合来自记录或指示缆索卷筒的旋转的绞盘旋转编码器的信号，图像评估装置和/或控制装置可以确定卷筒上应该有多少绕线匝和/或绕线层，且/或目标缠绕纹样图案和/或目标包络轮廓必须看起来如何。

替代地或补充地，根据本发明的另一方面，也可以检测或确定要缠绕到缆索卷筒上的缆索的温度。在此，在本发明的有利改进示例中，温度检测装置可以包括非接触式温度确定构件，通过该温度确定构件可以非接触地测量或确定缆索温度。

特别地，这种缆索温度检测构件可以集成到所述相机中和/或具有热成像相机，该热成像相机对准缆索卷筒的缠绕区域或待缠绕的缆索。然而，替代地或补充地，也可以使用诸如红外测量传感器系统和/或高温计测量装置等其他温度确定构件，其中，所述温度确定构件可以独立地集成到相机中或也可以单独地布置，优选地使得温度确定构件观测缆索绕线或确定缠绕在缆索卷筒上的缆索的温度。

特别是在高强度纤维缆索的情况下，超过温度阈值对于缆索使用寿命有不可忽视的影响，其中，例如在50℃以上的缆索温度下，剩余寿命可能已经出现明显减少。

可以将电子评估装置分配给所述缆索温度确定构件，特别是当超过预定温度阈值时，该电子评估装置根据确定的缆索温度来确定缆索的剩余寿命或改变剩余的使用寿命。因此，所述评估装置还可以考虑超出所述温度阈值的时间长度和/或频率和/或超出温度阈值的量。如有必要，评估装置可以使用多个阈值，以便采用在不同的缆索温度下对剩余寿命的不同程度的影响。

然而，作为确定剩余寿命变化的替代或补充，电子评估装置还可以根据确定的缆索温度信号向机器操作者发出警告信号和/或提供另一控制信号。独立于缆索的所述进入引导件及其调节，缆索温度的监测也可以实现或至少支持安全的缆索绞盘操作。在将温度确定构件集成在监测缠绕纹样图案的相机中的情况下，不仅可以实现所述监测功能的组合效果，而且还可以实现相机的特别紧凑、小型化的结构和双重功能。

根据本发明的另一方面，还可以监测和检测凸缘轮的实际情况，该凸缘轮在左侧和右侧或在端侧界定缆索卷筒或者侧向地界定缆索卷筒上的缠绕区域，因此缆索只能缠绕在两个凸缘轮之间的缆索卷筒上。当多层地缠绕缆索时，所述两个凸缘轮通常承载较高的侧向力，并且缆索卷筒受到缆索堆叠施加的载荷。由于端板或凸缘轮的轴向(即，在卷筒纵向轴线方向上的)载荷，凸缘轮会经历弹性变形。特别地，凸缘轮可以向外变形，即远离缆索缠绕区域。检测装置可以检测凸缘轮的这种变形。

如果检测的凸缘轮变形达到或超过预定水平且/或检测的凸缘轮变形与检测的缠绕纹样图案不匹配，则控制装置可以例如改变进入引导件的调节，例如使得进入引导件不再将要缠绕的缆索一直引导到凸缘轮，而是提前反转调节运动。替代地或补充地，如果凸缘轮变形超过预定水平或与检测的缠绕纹样图案不匹配，则控制装置可以发出警告信号，因为这可能是凸缘轮和/或缠绕卷筒损坏的指标，例如在凸缘轮脚部区域中出现裂缝。

可以将检测的凸缘轮变形与绝对限值进行比较，该绝对限值表示最大允许的凸缘轮变形。例如，这可以是凸缘轮的外圆周边缘在卷筒纵向轴线的方向上的位移和/或绝对位置。然而，替代地或补充地，也可以规定凸缘轮变形的可变的允许阈值，其取决于缆索卷筒的缠绕。例如，如果仅在缆索卷筒上缠绕一层，由于缺少由多个绕线层产生的侧向力，因此凸缘轮本身不得出现任何明显的变形。在这方面，可以例如根据缆索卷筒上存在的绕线层，特别是在检测的缠绕纹样图案中识别的绕线层来不同地确定允许阈值。在此，允许的变形值可以随着绕线层的增加而被确定得越来越大。

所述凸缘轮能够以常规方式相对于缆索卷筒轴线的基本上径向地延伸且/或基本上以直角从缆索卷筒升高。然而，替代地，所述凸缘轮也可以被设置为倾斜的和/或相对于径向平面倾斜地延伸，例如基本上截锥形地构造。这种倾斜的凸缘轮在交叉缠绕缆索卷筒时是特别有用。

凸缘轮变形的监测的进行可以与凸缘轮的径向或倾斜的轮廓无关，并且可以有助于监测缆索绞盘的安全操作，而与用于待缠绕的缆索的所述进入引导件及其调节无关。

如有必要，由于缠绕纹样图案的改进监测或进入引导件相对于缆索卷筒的调节的改进控制，缆索卷筒可以无缆索凹槽地构造。然而，原则上，缆索卷筒也可以具有凹槽。

附图说明

下面将根据优选的示例性实施例和相关附图更详细地说明本发明。

图1示出了起重机形式的提升装置，可缠绕在绞盘上的吊索从该起重机的起重臂伸出。

图2示出了图1的提升装置的缆索绞盘的视图，其中局部视图(a)示出了俯视图并且局部视图(b)示出了起重绞盘的侧视图，其中在缆索卷筒上使用相应弯曲的包络线示出了如进入引导件的调节的不充分控制的情况下出现的不均匀的缆索绕线。

图3示出了图2的缆索卷筒的俯视图，其中在对进入引导件的调节进行控制后显示出具有阶梯状包络轮廓的均匀缆索绕线。

图4示出了类似于图2的缆索绞盘的俯视图，其中该缆索绞盘具有倾斜的凸缘轮以便简化卷筒的交叉缠绕。

具体实施方式

如图1所示，可以在提升装置1中使用缆索绞盘5，该提升装置可被构造为例如塔式起重机形式的起重机。独立于此，缆索绞盘5用于缠绕缆索6，在提升装置1中使用缆索绞盘5的情况下，缆索6可以是吊索。如果提升装置1被构造为起重机，则缆索6例如可以从起重臂2伸出并承载负载钩，可以通过收回或退绕缆索6而升高和降低该负载钩。独立于此，缆索绞盘5可被布置在例如起重机的平衡臂3或回转平台4上，该回转平台可直接承载起重臂2或者承载上面可铰接有起重臂2的塔架。

特别地，所述缆索6可以是上述类型的高强度纤维缆索或具有有限的抗压缩应力能力(Druckverformungssteifigkeit)的另一缆索。然而，原则上，缆绳绞盘5也可用于缠绕传统的钢缆。

如图2至图4所示，缆索绞盘5包括缆索卷筒7，该缆索卷筒可以具有基本圆柱形的卷筒壳体8。卷筒壳体8在外圆周侧可以是光滑的，即被构造为无缆索凹槽的，但其中也可以设置有凹槽。

凸缘轮9可被布置在缆索卷筒7的右侧和左侧或端面部上，所述凸缘轮与卷筒壳体8一起界定缆索缠绕区域。如图2和3所示，所述凸缘轮9相对于卷筒纵向轴线10横向地向外突出超过卷筒壳体8，其中，凸缘轮9能够基本上径向地或相对于卷筒纵向轴线10垂直地延伸。替代地，还有利的是，使用倾斜的凸缘轮9，其能够相对于垂直于卷筒纵向轴线10的平面以锐角延伸。特别地，如图4所示，所述凸缘轮9可以相互倾斜地延伸，使得凸缘轮9的面向缠绕区域的侧面被设置为V形。换句话说凸缘轮9可以倾斜为使得凸缘轮9之间的在卷筒纵向轴线10的方向上测量的距离随着与卷筒壳体8的距离的增加而增加。与凸缘轮9的倾斜无关地，参见图2、3和4，在缆索绞盘的横截面中看时，凸缘轮的内轮廓可以形成为直线。

这种倾斜或歪斜地构造的端板可以特别有利于交叉缠绕。

缆索卷筒7可以由绞盘驱动器11旋转地驱动，其中，所述绞盘驱动器11可以具有例如液压马达或电动马达，其驱动运动可以直接或经由绞盘传动装置12传递到缆索卷筒7。绞盘驱动器11和/或绞盘传动装置12可被布置为部分或完全地嵌入到缆索卷筒7的内部。

在缠绕期间，通过进入引导件13引导要缠绕到缆索卷筒7上的缆索6。所述进入引导件13可以例如包括两个引导辊，缆索6在它们之间穿过，或者所述进入引导件13还可以包括引导缆索的滑动引导孔。所述进入引导件13相对于缆索纵向方向横向地，特别是在至少大致平行于卷筒纵向轴线10的方向上引导缆索。

在此，可以相对于缆索纵向方向横向地调节进入引导件13，特别地，进入引导件13的调节方向可以至少大致平行于卷筒纵向轴线10。

用于进入引导件13的调节装置可包括心轴或滑架引导件或类似的直线引导件，使得可以相对于卷筒纵向轴线10大致平行地调节进入引导件13。

用于相对于缆索卷筒7调节进入引导件13的调节驱动器14可以例如具有用于旋转地驱动驱动轴的电动或液压马达15。然而，替代地或补充地，例如也可以设置有用于调节进入引导件13的压力介质缸。

调节驱动器14由电子控制装置15控制，该电子控制装置可以考虑缆索卷筒7的转数和/或转速以调节进入引导件13。缆索卷筒7的所述转数和/或旋转位置和/或转速可以通过绞盘旋转编码器16或另一旋转检测装置检测，并将其报告给控制装置15。

如图2至图4所示，还设置有检测装置17，以用于检测缆索绕线(Seilwickels)18在缆索卷筒7上的缠绕纹样图案(Wickelbild)，因此控制装置15可以使进入引导件13的调节适应于出现的缠绕纹样图案。

所述检测装置17可以包括至少一个相机19和/或至少一个成像传感器和/或整体上的光学摄像装置20，其观测缆索卷筒7，特别是其缠绕区域，并提供缠绕在缆索卷筒7上的缆索6的图像。如有需要，摄像装置20还可以具有多个相机19和/或多个成像传感器，它们观测缆索卷筒7的不同部分或不同区段，例如，缆索卷筒7的相对的区段或四个四分之一圆周。

摄像装置20还甚至在进行的缠绕操作期间监测缆索卷筒7，特别监测其缆索绕线18和/或缆索6，其中，可以连续地或至少周期性地提供缆索绕线的图像。特别地，可以将实时图像传输到控制装置15和/或图像评估装置21。

所述图像评估装置21分析由摄像装置20传输的图像，其中，可以确定缠绕纹样图案的至少一个特征。特别地，所述图像评估装置21可以确定缆索卷筒7上的缆索绕线18的包络轮廓22。如图2所示，特别是如果进入引导件13的调节未被控制和/或调整以使包络轮廓适应于可预定的目标包络轮廓，则所述包络轮廓22可以具有曲线形或蛇形或至少部分弯曲(例如，下凹或凸出)的轮廓。如图3和图4所示，所述目标包络轮廓特别可以是基本圆柱形，或从横截面看时是直线或阶梯形，特别具有与卷筒纵向轴线10大致平行的更长直线轮廓部分。有利地，仅在下层绕线和多层绕线之间的过渡区域中提供包络轮廓中的台阶，但在其他情况下，提供了从横截面看时近似直线的轮廓部分。

所述包络轮廓22基本上可以由图像评估装置21通过连接径向最外层的缆索表面部分来确定，其中，如图2所示，由此产生的多边形轮廓在需要时可以被圆化。

如上所述，所述图像评估装置21可以分析检测图像中的像素和/或评估像素图案，识别和/或确定轮廓曲线，识别或评估灰度和/或明暗图案，识别颜色和/或确定色差和/或色阶，且/或确定颜色面积比例。

特别地，图像评估装置21可包括轮廓评估构件21a，该构件可以确定所述包络轮廓22且在需要时还评估缆索匝在缆索卷筒7上的走向。

此外，图像评估装置21可包括颜色图案评估构件21b，该构件可以确定检测图像中的颜色图案，并由此确定包络轮廓22且/或识别缆索6上的彩色标记。

此外，所述图像评估装置21还可包括颜色面积比例评估构件21c，该构件可以确定检测图像中的颜色面积比例，并且在需要时可以由此确定包络轮廓22和/或绕线层数。

图像评估装置21还可包括缆索长度确定构件21d，该构件可以例如根据缆索6上的能够以预定间隔附接到和/或插入到缆索6中的彩色特征和/或灰度特征和/或几何标记来确定卷绕在缆索卷筒7上的缆索6的长度和/或从缆索卷筒退绕的缆索的长度。所述缆索长度确定构件21d可以识别运行的缆索中的经过摄像装置20的标记，并且可以根据它们的数量来确定卷绕的缆索长度。

此外，图像评估装置21可以包括直径确定构件21e，以便确定缆索6的缆索直径，特别是确定要缠绕在缆索卷筒7上的缆索部分的直径。替代地或补充地，也可以确定已缠绕的缆索部分的缆索直径。

控制装置15可以根据检测的缠绕纹样图案可变地控制进入引导件13的调节驱动器14。特别地，比较装置23可以将由检测装置17检测或确定的缆索绕线18的包络轮廓22与预定目标包络轮廓进行比较，其中，控制装置15可以根据确定的实际包络轮廓22与目标包络轮廓之间的偏差来调节进入引导件13，以便使实际缠绕纹样图案尽可能接近地匹配于目标缠绕纹样图案，或使实际包络轮廓尽可能接近地适配于目标包络轮廓。

替代地或补充地，控制装置15可以调节进入引导件13，使得交叉地缠绕缆索卷筒7，并且尽可能地保持期望的、交叉的目标缠绕纹样图案。

替代地或补充地，如果图像评估装置21以上述方式确定出检测或确定的缆索直径的预定变化且/或缠绕在缆索卷筒7上的检测或确定的缆索长度与由绞盘旋转编码器16确定的缆索卷筒7的转速和/或转数和/或旋转位置之间发生预定的偏差，则控制装置15可以发出警告信号和/或报废信号和/或控制信号。

特别地，控制装置15可被构造为根据检测的缆索直径变化动态地调整进入引导件13的控制，特别是在缆索直径例如由于缆索拉力的变化而减小或增大时提高或降低进入引导件13的调节速度。这种调整特别可以在缠绕和/或退绕缆索期间以在线的方式进行。

此外，摄像装置20还可以用于监测凸缘轮9的变形。特别地，图像评估装置21可以包括凸缘轮变形确定构件21f，该构件在检测的缆索卷筒7的图像中评估凸缘轮的变形，特别是凸缘轮9(例如，它们的外圆周侧的边缘部分)在卷筒纵向轴线10的方向上是否弯曲以及弯曲的程度。例如，在通过相机19提供的缆索卷筒7的相机图像中，可以确定凸缘轮9之间的距离，该距离可以作为用于凸缘轮9的变形的量度。替代地或补充地，也可以单独确定每个凸缘轮9和卷筒中心之间的距离，并将其作为凸缘轮变形的量度。由此可以抑制以下影响：例如如果两个凸缘轮在同一方向上变形，则可能会歪曲实际检测。

在本发明的改进示例中，温度确定装置可以确定要缠绕到缆索卷筒7上的缆索6的缆索温度，其中，所述温度确定装置可以有利地集成到所述相机19中，且/或可以与所述相机19结合以形成检测组件或单元。独立于此，所述温度确定装置可被构造为观测在缆索卷筒7上延伸的缆索和/或在那里形成的缆索绕线。

所述温度确定装置有利地包括非接触式温度确定构件，例如红外温度传感器和/或热成像相机的形式，其图像可以由图像评估装置评估以确定缆索温度。

例如，可集成到电子控制装置15中的电子评估装置可以根据确定的缆索温度来确定或改变缆索的剩余寿命，且/或确定其废弃状态，其中，为此也可以考虑其他如上所述的参数。

从以上说明可以看出，通过使用光学相机或摄像系统在进入引导件处进行供给调节或控制，可以获得相当大的优势，特别是包括以下方面：

-缆索缠绕纹样图案的检测和缆索引导装置的控制(根据缆索的构造，缠绕过程在此不仅可以如已知地缆索层挨着缆索层地进行，而且还可以交叉地进行)。

-为了方便交叉缠绕，端板也可以倾斜地构造，例如参见图3。

-将预定包络几何形状指定为目标几何形状，并且重新调节缆索引导装置。

-测量缆索直径，以便得出关于缆索磨损状态的结论。

-在用彩色标记最小缆索直径的情况下，可以发出警告，或者在连续的彩色标记的情况下，可以输出缆索的剩余寿命。

-在缆索的纵向方向上以彩色或几何方式标记距离标记的情况下，则可以对缠绕或退绕的缆索进行长度测量。

-通过检测端板变形，可以得出关于端板中或缆索驱动器的卷筒中初期缺陷的结论；在端板变形的情况下，缆索卷筒也处于动力流中。

-此外，缆索卷筒可被构造为无凹槽的，或也可以根据缆索刚度完全重新设置该缆索卷筒。

-在省略凹槽或简化缆索卷筒凹槽的情况下会带来制造上的优势。

-与无引导的绕卷系统相比，缆索的使用寿命显著提高。

-持续监测该缆索，直到缆索报废。

-还可以利用可集成在相机中的相机系统进行缆索的温度检测。温度检测的重要性可以通过以下事实来解释：纤维缆索在超过温度阈值时对缆索的使用寿命有不可忽视的影响。根据缆索构造的组成，这种影响从50℃开始出现并随着温度的升高而自然地增加。

Claims (25)

1.一种用于缠绕和退绕缆索(6)的缆索绞盘，所述缆索绞盘具有缆索卷筒(7)、用于引导要缠绕到所述缆索卷筒(7)上和从所述缆索卷筒上退绕的所述缆索(6)的进入引导件(13)、用于相对于所述缆索卷筒(7)调节所述进入引导件(13)的调节驱动器(14)以及用于控制所述调节驱动器(14)的控制装置(15)，其特征在于，

设置有图像评估构件，以用于根据检测的所述缆索卷筒(7)的图像来确定凸缘轮(9)的变形，所述凸缘轮与卷筒壳体一起界定了所述缆索卷筒(7)的缠绕区域，并且所述凸缘轮突出超过所述卷筒壳体(8)。

2.根据权利要求1所述的缆索绞盘，其中，设置有检测装置(17)，所述检测装置用于检测所述缆索和所述缆索卷筒(7)上的所述缆索(6)的缠绕纹样图案，并且所述控制装置(15)被构造为根据检测的所述缆索和检测的所述缠绕纹样图案相对于所述缆索卷筒(7)调节所述进入引导件(13)。

3.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述缆索绞盘是提升装置(1)的提升机构绞盘。

4.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)被构造为根据在所述缆索(6)的缠绕和/或退绕期间检测的缆索参数的变化来动态地调整所述进入引导件(13)的调节。

5.根据权利要求4所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)被构造为根据由所述缆索(6)的变化的缆索拉力导致的缆索直径变化来提高和/或降低所述进入引导件(13)的调节速度。

6.根据权利要求2所述的缆索绞盘，其中，所述检测装置(17)被构造为确定所述缆索卷筒(7)上的缆索绕线(18)的包络轮廓(22)，其中，所述控制装置(15)被构造为根据检测的所述包络轮廓(22)相对于所述缆索卷筒(7)可变地调节所述进入引导件(13)。

7.根据权利要求2所述的缆索绞盘，其中，所述检测装置(17)包括光学摄像装置(20)和图像评估装置(21)，所述光学摄像装置用于检测所述缆索绕线(18)的图像，所述图像评估装置用于评估检测的所述缆索绕线的图像并确定受关注的缠绕纹样图案和/或缆索参数。

8.根据权利要求7所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估装置用于确定所述缆索绕线的包络轮廓(22)和/或缆索直径。

9.根据权利要求7所述的缆索绞盘，其中，所述光学摄像装置(20)包括至少一个用于观测所述缆索卷筒(7)的相机(19)。

10.根据权利要求8所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估装置(21)被构造为根据检测的所述缆索绕线(18)的图像确定所述缆索绕线的所述包络轮廓(22)。

11.根据权利要求7所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估装置(21)被构造为根据检测的所述缆索绕线(18)的图像确定所述缆索卷筒(7)上的绕线匝的斜度和/或间距。

12.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)具有用于将检测的或确定的实际包络轮廓(22)与预定的目标包络轮廓(22)进行比较的比较装置(23)，并且所述控制装置被构造为根据在所述比较装置(23)的比较期间确定的所述实际包络轮廓与所述目标包络轮廓之间的偏差来调节所述进入引导件(13)。

13.根据权利要求12所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)被构造为随着缆索缠绕进展和/或缆索退绕进展动态地调整所述目标包络轮廓。

14.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)具有交叉缠绕操作模式，在所述交叉缠绕操作模式中，所述控制装置(15)调节所述进入引导件(13)，使得所述缆索(6)交叉地缠绕在所述缆索卷筒(7)上。

15.根据权利要求14所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)被构造为将检测的实际缠绕纹样图案与预定的目标交叉缠绕纹样图案进行比较，并且根据所述实际缠绕纹样图案和所述目标交叉缠绕纹样图案之间的偏差来调节所述进入引导件(13)。

16.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估构件还用于确定要缠绕到所述缆索卷筒(7)上的所述缆索(6)的缆索直径，其中，所述控制装置(15)被构造为在超出或未达到预定的缆索直径时发出警告信号和/或报废信号和/或预定的控制信号。

17.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估构件还用于根据在检测的图像中识别出的缆索标记来确定缠绕在所述缆索卷筒(7)上的所述缆索和/或从所述缆索卷筒(7)中退绕的所述缆索(6)的缆索长度。

18.根据权利要求1所述的缆索绞盘，其中，所述图像评估构件在相机图像中识别所述凸缘轮(9)之间的距离，且/或确定每个所述凸缘轮(9)与卷筒中心的距离。

19.根据权利要求1或18所述的缆索绞盘，其中，所述控制装置(15)被构造为在超出预定的凸缘轮变形时改变所述进入引导件(13)的调节且/或发出警告信号且/或停止绞盘操作。

20.根据权利要求1的前序部分或权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，设置有温度确定构件，以用于确定所述缆索(6)的温度，其中，所述控制装置(15)被构造为根据确定的所述缆索温度来改变所述缆索(6)的剩余寿命，且/或在超出或未达到预定的缆索温度时发出警告信号和/或预定的控制信号。

21.根据权利要求20所述的缆索绞盘，其中，所述温度确定构件包括对准所述缆索卷筒(7)或所述缆索(6)的热成像相机，且/或集成到光学摄像装置(20)的用于观测所述缆索卷筒(7)的相机(19)中，其中，所述图像评估构件还用于根据检测的所述缆索卷筒(7)和/或所述缆索(6)的图像来确定所述缆索温度。

22.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述缆索卷筒(7)具有光滑的、无凹槽的卷筒壳体(8)。

23.根据权利要求1或2所述的缆索绞盘，其中，所述缆索卷筒(7)具有倾斜的凸缘轮(9)，在所述凸缘轮(9)之间界定了随着距所述卷筒壳体(8)的距离的增加而向外变宽的缠绕区域。

24.一种具有根据前述任一项权利要求构造的缆索绞盘(5)的提升装置。

25.根据权利要求24所述的提升装置，其中，所述提升装置是起重机。