DD212243A1

DD212243A1 - CABLE MEASURING DEVICE FOR WINCHES WITH COMPENSATION OF SEGMENT INFLUENCES

Info

Publication number: DD212243A1
Application number: DD24584282A
Authority: DD
Inventors: Erich Galenbeck
Original assignee: Klement Gottwald Werke Veb
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Seilzugmesseinrichtung fuer Winden mit Kompensation der Seegangseinfluesse, deren Einsatz auf Wasserfahrzeugen, insbesondere Fischereischiffen, vorgesehen ist. Es ist Ziel und Aufgabe der Erfindung bei der indirekten Zugkraftmessung ueber die Erfassung der Lagerkraefte abzusichern, dass die Massentraegheitskraefte das Messergebnis nicht beeinflussen sowie der geraetetechnische Aufwand gesenkt und die Messgenauigkeit erhoeht wird. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die Messgeraete an den Lagerungen der Windentrommel mit dem Messgeraete auf eine gemeinsame Auswerteeinheit arbeiten. Die Ersatzmasse, die wesentlich kleiner als die in den Lagerungen der Windentrommel abgestuetzten Massen ausgefuehrt sein kann, ist in Naehe der Winde angeordnet.The invention relates to a cable tensioning device for winches with compensation of Seegangseinfluesse, their use is provided on watercraft, especially fishing vessels. It is the object and object of the invention in the indirect tensile force measurement over the detection of the bearing forces to ensure that the Massentraegheitskraefte not affect the measurement result and the technical equipment costs reduced and the measurement accuracy is increased. According to the invention, this is achieved by the measuring devices working on the bearings of the winch drum with the measuring device on a common evaluation unit. The replacement mass, which may be made substantially smaller than the masses supported in the bearings of the winch drum, is located near the winch.

Description

Seilzugmeßeinrichtung für Winden mit Kompensation der SeegangseinflüsseCable tensioning device for winches with compensation of sea conditions

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Seilzugmeßeinrichtung für Winden mit Kompensation der Seegangseinflüsse, deren Einsatz auf Wasserfahrzeugen, insbesondere Fischereifahrzeugen, vorgesehenThe invention relates to a Seilzugmeßeinrichtung for winches with compensation of the sea conditions, their use on vessels, especially fishing vessels, provided

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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Es sind Einrichtungen für die indirekte Messung der Seilzugkräfte über die Erfassung der Auflagekräfte der bewegten Massen bekannt. So werden nach der BRD-OS 2o31 979 die Kräfte im Lager der Trommel erfaßt und nach dem WP 138 419 erfolgt im elastisch gelagerten Windenfundament .die Erfassung der bei ruhendem System den Seilzugkräften proportionalen Meßwerte. Diesen Einrichtungen ist gemeinsam, daß die Meßergebnisse durch die Massenträgheitskräfte verfälscht werden. Dies ist insbesondere bei Seegang der ?all. Durch den Seegang entstehen bei rechtwinkliger Anordnung der Winde zur Schiffslängsachse in Meßrichtung Massenträgheitskräfte aus der Trimm- bzw. Stampfbewegung des Schilfes und der Erdbeschleunigung. Die Massenträgheits- und Beschleunigungskräfte addieren sich und können sowohl positiv als auch negativ auftreten. Bei positiven Kräften, also in Richtung der Meßaufnehmer wirkend, wird dieThere are devices for the indirect measurement of the cable tensile forces on the detection of the contact forces of the moving masses known. Thus, according to the FRG-OS 2 031 979, the forces are detected in the bearing of the drum and according to WP 138 419 takes place in elastically mounted Windenfundament .die detection of the cable tension forces proportional to stationary system. These facilities have in common that the measurement results are distorted by the inertia forces. This is especially in the swell of the? All. Due to the sea state arise at right-angled arrangement of the winds to the ship's longitudinal axis in the direction of mass inertia forces from the trimming or pitching motion of the reeds and the acceleration of gravity. The inertia and acceleration forces add up and can occur both positively and negatively. When positive forces, so acting in the direction of the transducer, the

. η κ Q Q Q Ci , η κ Q QQ Ci

Anzeige höher als dem Seilzug entspricht. Bei negativen Kräften wird die Anzeige entsprechend kleiner. Bei niedrigen Zugrkäften im Seil und starkem Seegang führt dies dazu, daß die Meßaufnehmer vollständig entlastet werden können und damit trotz anliegender Seilzugkraft keine Anzeige erfolgt. Diese Massenträgheitskräfte zu kompensieren wurde in der OS 2o31 979 ohne Angabe eines konkret nachvollziehbaren Lösungsweges vorgeschlagen, Kondensatoren zur Dämpfung einzubauen. Dieses praktisch zu realisieren ist nicht möglich, da hierdurch die Zeitkonstante des Meßsystems derart groß wird, daß die Anzeige und die weitere Auswertung der Meßwertimpulse, z.B. für die Steuerung der Winde und des Schiffsantriebes nicht dem momentanen Wert entspricht und somit nicht brauchbar ist. Diese Nachteile der bekannten Zugkraftmeßeinrichtungen wurden bereits erkannt, und in dem WP· 146 o96 wird eine Lösung vorgeschlagen, die zum Inhalt hat, die Störfaktoren, wie die Massenträgheitskräfte aus dem Seegang zu kompensieren. Durch die dreidimensionale Erfassung der Lagerkräfte und der Seilablaufwinkel werden solche Anforderungen an die elastische Lagerung in drei Ebenen und die Gerätetechnik gestellt, die mit einem vertretbaren Aufwand praktisch nicht realisierbar sind. Hinzu kommt, daß durch die Vielzahl der zu verarbeitenden Signale bei einer vertretbaren Anzahl von Speicherplätzen im bordeigenen Rechner, die Zeitkonstante gleichfalls so hoch wird, daß die Anzeige nicht der momentan anliegenden Zugkraft entspricht.Display higher than the cable corresponds. With negative forces, the display is correspondingly smaller. At low Zugrkäften in the rope and heavy seas, this leads to the fact that the transducer can be completely relieved and thus no indication despite applied Seilzugkraft. To compensate for these inertia forces, it was proposed in OS 2o31 979 without specifying a concrete, comprehensible solution to install capacitors for damping. This is practically impossible to realize since this makes the time constant of the measuring system so large that the display and further evaluation of the measured value pulses, e.g. for the control of the winch and the marine propulsion does not correspond to the current value and thus is not useful. These disadvantages of the known Zugkraftmeßeinrichtungen have already been recognized, and in the WP · 146 o96, a solution is proposed, which has the content to compensate for the disturbing factors, such as the inertial forces from the sea state. Due to the three-dimensional detection of the bearing forces and the rope outlet angle such requirements are placed on the elastic mounting in three levels and the device technology, which are practically unrealizable with a reasonable cost. In addition, due to the large number of signals to be processed at a reasonable number of memory locations in the on-board computer, the time constant is also so high that the display does not correspond to the currently applied traction.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, eine Seilzugmeßeinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Meßgenauigkeit zu erhöhen und insbesondere die das Meßergebnis beeinflussenden Störfaktoren mit geringem Aufwand zu kompensieren.The invention aims to provide a Seilzugmeßeinrichtung, which makes it possible to increase the accuracy of measurement and in particular to compensate for the interference affecting the measurement result with little effort.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei der indirekten Zugkraftmessung abzusichern, daß die Massenträgheitskräfte das Meßergeb— nis nicht beeinflussen und der gerätetechnische Aufwand gesenkt wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei der indirekten Seilzugmessung über die Erfassung der Auflagekräfte der Windentrommel zur Kompensation der Seegangseinflüsse die Meßgeräte an den Lagerungen der Windentrommel mit einem Meßgerät einer Ersatzmasse wirkverbunden sind. Die Meßgeräte an der Windentrommel und das Meßgerät an der Ersatzmasse arbeiten auf eine gemeinsame Auswerteeinheit. Die Ersatzmasse, die wesentlich kleiner als die in den Lagerungen der Windentrommel abgestützten Massen ausgeführt sein kann, ist in Nähe der Winden angeordnet.It is the object of the invention to ensure in the indirect tensile force measurement that the inertia forces do not affect the measurement result and the technical equipment cost is reduced. According to the invention this is achieved in that in the indirect cable measurement on the detection of the contact forces of the winch drum to compensate for the swell influences the meters are operatively connected to the bearings of the winch drum with a meter of a substitute mass. The gauges on the winch drum and the meter on the spare mass work on a common evaluation unit. The replacement mass, which may be made substantially smaller than the masses supported in the bearings of the winch drum, is located near the winches.

Aus führungs be i s ρ i e1Execution i e1

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment:

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

Fig. 1: Gesamtanordnung der Zugkraftmeßeinrichtung einschl. WindeFig. 1: Overall arrangement of Zugkraftmeßeinrichtung including winch

Fig. 2: eine Seitenansicht der WindeFig. 2: a side view of the winch

Die Trommel 1 ist rechtwinklig zur Längsachse des Schiffes zwischen den Lagern 2 und 3 gelagert. An.den Lagern 2 und 3 sind Meßaufnehmer 4 und 5 angeordnet. Gegenüber den Meßaufnehiiiern 4 und 5 sind Federn 6 und 7 befestigt. In Nähe der Winde ist eine in Wirkrichtung der Meßaufnehmer 4 und 5 schwenkbare Ersatzmasse 8 angeordnet. Die Ersatzmasse 8 stützt sich auf dem Meßaufnehmer 9 ab und wird durch die Feder 1o vorgespannt. Die Meßaufnehmer 4. 5 und 9 arbeiten auf die Zugkraftanzeige 11. Bei ruhiger See und auf ebenen Kiel getrimmtem Schiff sowie konstanter Schiffsgeschwindigkeit erfolgt die ZugkraftmessungThe drum 1 is mounted at right angles to the longitudinal axis of the ship between the bearings 2 and 3. An.den bearings 2 and 3, sensors 4 and 5 are arranged. Opposite the Meßaufnehiiiern 4 and 5 springs 6 and 7 are attached. In the vicinity of the winch a swivelable in the effective direction of the transducer 4 and 5 spare mass 8 is arranged. The replacement mass 8 is supported on the transducer 9 and is biased by the spring 1o. The transducers 4. 5 and 9 work on the traction indicator 11. In calm sea and on a flat keel trimmed ship and constant ship speed, the traction measurement takes place

in bekannter Weise durch Erfassung der den Zugkräften im Seil 12 proportionalen Meßwerte an den Meßwertaufnehmern 4 und 5· Die Meßwerte werden über die Auswerteeinheit 13 zur Zugkraftanzeige 11 oder als Signal der Windensteuerung eingegeben.in a known manner by detecting the measured values on the transducers 4 and 5 which are proportional to the tensile forces in the cable 12. The measured values are input via the evaluation unit 13 to the traction indicator 11 or as the signal from the winch control.

Bei Seegang treten zusätzliche Massenkräfte auf, die den Meßwerten aus der Seilzugkraft überlagert werden und zu einer Verfälschung der angezeigten Meßwerte an den Meßaufnehmern 4 und 5 führen. Um dies.e Massenkräfte in ihrem Wert zu erfassen und von dem angezeigten Wert zu eliminieren werden die aus dem Seegang resultierenden Massenkräfte durch den Meßaufnehmer 9 der Ersatzmasse 8 erfaßt und der Auswerteeinheit 13 zugeleitet, so daß durch die Zugkraitanzeige 11 nur der der Zugkraft im Seil 12 tatsächlich entsprechende Wert angezeigt wird. Die Massenkräfte werden, insbesondere bei Fischereiwinden, wesentlich durch das auf der Trommel 1 aufzuwickelnde Seil 12 bestimmt. Die Seilmasse kann dabei bis zu über 5o % der Gesamtmasse betragen. Es ist deshalb zur Erhöhung der Meßgenauigkeit zweckmäßig, einen Geber 14 anzuordnen, der in Abhängigkeit der Trommelumdrehung die momentane Seilmasse auf der Trommel 1 erfaßt und in die Auswerteeinheit 13 einen Korrekturfaktor eingibt. Die Ersatzmasse 8 kann wesentlich kleiner als die Masse der' in den Lagen 2 und 3 abgestützten Gesamtmasse ausgeführt werden, und zwar im Verhältnis der Meßwertaufnehmer 4 und 5 zu dem Meßwertaufnehmer 9- Geben beispielsweise die Meßv/ertaufnehmer 4 und 5 bei einer Belastung von 2oo kN den gleichen bestimmten elektrischen Wert wie der Meßaufnehmer 9 bei einer Belastung von 1 kN, so beträgt dieIn swell, additional mass forces occur, which are superimposed on the measured values from the cable tensile force and lead to a falsification of the displayed measured values on the transducers 4 and 5. In order to detect this mass forces in their value and to eliminate from the displayed value, the mass forces resulting from the sea state are detected by the transducer 9 of the substitute mass 8 and fed to the evaluation unit 13 so that only the tensile force in the rope through the Zugkraitanzeige 11 12 actually corresponding value is displayed. The inertial forces are, in particular in fishing winds, essentially determined by the rope 12 to be wound up on the drum 1. The rope mass can be up to more than 5o % of the total mass. It is therefore expedient to increase the accuracy of measurement to arrange a sensor 14 which detects the current rope mass on the drum 1 as a function of the drum rotation and enters a correction factor in the evaluation unit 13. The substitute mass 8 can be made substantially smaller than the mass of the 'supported in the layers 2 and 3 total mass, in the ratio of the transducers 4 and 5 to the transducer 9- give, for example, the Meßv / ertaufnehmer 4 and 5 at a load of 2oo kN the same specific electrical value as the transducer 9 at a load of 1 kN, the

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Größe der Srsatzmasse 8 _o— der Gesamtmasse.Size of the mass 8 _o - the total mass.

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Das Verhältnis der Ersatzmasse 8 zur Gesamtmasse gegenüber dem Verhältnis der Meßaufnehmer 4, 5 zum Meßaufnehmer 9 kann auch frei gewählt werden, wenn in der Auswerteeinheit 13 über den darin befindlichen Rechner die Auswertung über ein dem Verhältnis entsprechendes Programm vorgenommen wird.The ratio of the substitute mass 8 to the total mass relative to the ratio of the transducer 4, 5 to the transducer 9 can also be chosen freely, if in the evaluation unit 13 via the computer therein, the evaluation is made via a program corresponding to the ratio.

Im dargestellten Be.ispiel werden Meßaufnehmer 4, 5 und 9 verwendet,die nur Druckkräfte aufnehmen. Die Federn 6, 7 und 1o haben die Aufgabe, die Meßaufnehmer 4, 5 und 9 vorzuspannen, um zu verhindern, daß die entgegen der Seilzugrichtung v/irkenden Massenträgheitskräfte zur vollständigen Entlastung der Meßaufnehmer 4, 5 und 9 führen. Die Druckkraft der Federn 6, 7 und 1o entspricht den maximalen Massenträgheitskräften in dieser Wirkrichtung. Bei Verwendung von Meßaufnehmern 4, 5 und 9 zur kombinierten Anzeige von Druck- und Zugkräften können die Federn 6, 7 und 1o entfallen.In the example shown, measuring transducers 4, 5 and 9 are used, which absorb only compressive forces. The springs 6, 7 and 1o have the task of biasing the transducers 4, 5 and 9, in order to prevent that against the Seilzugrichtung v / irkenden inertia forces lead to complete relief of the transducers 4, 5 and 9. The compressive force of the springs 6, 7 and 1o corresponds to the maximum inertia forces in this effective direction. When using transducers 4, 5 and 9 for the combined display of compressive and tensile forces springs 6, 7 and 1o omitted.

Claims

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invention claim

1. Seilzugmeßeinrichtung for winches with compensation of the sea conditions, in which the cable measurement is carried out by the detection of the bearing forces, characterized in that the bearings (2, 3) arranged transducer (4, 5) with a transducer (9), the at Substitute mass (8) is arranged, are operatively connected.

2. Seilzugmeßeinrichtung according to item 1, characterized in that for the detection of the inertia forces, the spare mass (8) is arranged in the vicinity of the wind and that on the spare mass (8) arranged transducer (9) with the transducers (4, 5) the bearings (2, 3) is connected via a common evaluation unit (13).

3. Seilzugmeßeinrichtung according to the points 1 and 2, characterized in that the replacement mass (8) is designed substantially smaller than in the bearings (2, 3) supported masses

- For this a sheet of drawings -