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Kraft-,und wegabhängige Automatikfür elektrisch angetriebene Schleppwinden
Die Erfindung bezieht sich auf eine kraft- und wegabhängige Automatik für elektrisch
angetriebene Schleppwinden, die sowohl mit einer Einrichtung zur Messung der Trossenzugkraft
als auch einer Einrichtung zur Messung der ausgesteckten Trossenlänge versehen ist,
welche je eine elektrische Steuervorrichtung für den Windenmotor betätigen und bei
der die Steuerorgane der von der Kraftmeßeinrichtung betätigten elektrischen Steuervorrichtung
entlang der Skala der angezeigten Trossenzugkraft bzw. die Steuerorgane der von
der Längenmeßeinrichtung betätigten elektrischen Steuervorrichtung entlang der Skala
der von dieser Meßeinrichtung angezeigten ausgesteckten Trossenlänge angeordnet
sind.
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Die bekannten Einrichtungen arbeiten nur mit einer automatischen kraft-
und wegabhängigen Regelung im Soll-Wert-Bereich. Bei Fahrtminderung des Schleppfahrzeuges
kann aber der Fall eintreten, daß die Schlepptrosse lose sitzt und beim Wiederanfahren
des Schleppers hohe Beschleunigungskräfte auftreten, die die Trosse belasten und
zu Trossenbrüchen Veranlassung geben können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten bekannten
Einrichtungen in der Weise weiter auszubilden, daß beim Wiederanfahren des Schleppers
die Trosse einer plötzlichen hohen Zugbeanspruchung nicht ausgesetzt sind. Hierfür
ist die Ausbildung nach der Erfindung darin zu sehen, daß drei aneinandergrenzende
Arbeitsbereiche der Automatik vorgesehen sind, und zwar ein unterer, in der Nähe
der Zugkraft bei Trossenlose liegender Zugkraft Bereich, in dem die Automatik durch
ein zugkraftabhängig bewegtes elektrisches Schaltelement nur kraftabhängig arbeitet,
so daß sie die Lose der Schlepptrosse ständig einholt und ein oberer, dem Sollwert
der Trossenzugkraft entsprechender Zugkraftbereich, in dem die Automatik durch ein
weiteres zugkraftabhängig bewegtes elektrisches Schaltelement kraftabhängig und
zusätzlich durch ein wegabhängig bewegtes elektrisches Schaltelement wegabhängig
arbeitet, so daß sie die Trosse bei überschreiten der Sollzugkraft aussteckt und
bei Absinken unter diesen Sollwert bis auf die ursprünglich vorgegebene Trossenlänge
einholt, und ein mittlerer Bereich der Trossenzugkraft, in dem die kraftabhängige
Steuervorrichtung keine Wirkung ausübt und nur die wegabhängige Steuervorrichtung
den Windenmotor auf Hieven schaltet, falls die ausgesteckte Trossenlänge größer
ist als eine durch die Steuerorgane der wegabhängigen Steuervorrichtung vorgegebene
Ausgangslänge und somit nichts geschieht, wenn die Ausgangslänge der Trosse erreicht
ist, der Sollwert der Trossenzugkraft nicht überschritten und die Trossenzugkraft
nicht in den Zugkraftbereich der Trossenlose abgesunken ist.
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Bei Schleppwinden mit Auslösung des von der kraftabhängigen Steuervorrichtung
gegebenen Steuerimpulses für die Automatik durch vom Trossenzug belastete Federn
können für den oberen und unteren Arbeitsbereich eine Kombination von zwei Federgruppen
innerhalb der Federn vorgesehen sein, die in den getrennten Kraftbereichen ansprechen,
während in dem mittleren Bereich praktisch kein Feder- und Schaltweg vorliegt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß
der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine kraft- und wegabhängige Automatik
für elektrisch angetriebene Schleppwinden in schaubildlicher Darstellung, Fig. 2
eine Schaltwalze aus Fig. 1 in der Abwicklung.
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Mit 1 ist ein vom Windenmotor angetriebenes Zahnrad bezeichnet, das
lose auf der Trommelwelle gelagert ist und mit der Trommelwelle über elastische
Glieder in Form von Federpuffern 2 und einen Mitnehmer 3 verbunden ist.
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Das Antriebsrad 1 und der Mitnehmer 3 verdrehen sich gegeneinander
entsprechend der Zugkraft an der Trosse. Diese Verdrehbewegung wird durch Zahnräder
4, 5 und 6, 7 und eine weitere Übersetzung auf eine Gewindespindel 8 bzw. eine Mutter
9 übertragen. Durch die gegenseitige Verdrehung von Gewindespindel 8 und Mutter
9 wird die Spindel 8 in axialer Richtung verschoben und treibt über ein Zahnsegment
10 eine Steuerwalze 11 an. Auf der Steuerwalze 11 sind mehrere Kontakte 11 b, 11
c, 11 d vorgesehen, die mit festen Kontakten 11a an einer Kontaktbrücke zusammenarbeiten,
um eine der jeweiligen
Belastung angepaßte Aussteckgeschwindigkeit
zu erhalten. Mit Hilfe eines Handrades 12 können die Kontaktfinger 11 a, die auf
der Steuerwalze 11 schleifen, verstellt werden, um die zum Ansprechen der Automatik
erforderliche Zugkraft stufenlos verändern zu können. Der untere, in der Nähe der
Zugkraft bei Trossenlose liegende Bereich der Steuerwalze ist der Kontaktbereich
m, n der obere, sogenannte Sollwertbereich und p der zwischen den Bereichen
m und h liegende mittlere Zugkraftbereich. Der mittlere Zugkraftbereich p
kann, obwohl er größer ist als die beiden anderen Bereiche, auf der Schaltwalze
auf ein kurzes Stück zusammengedrängt sein, so daß man mit einer verhältnismäßig
kleinen Schaltwalze auskommt. Die mit der Walze 11 und ihren Kontaktgruppen 11b,
11c und 11d zusammenwirkenden Kontakte 11a an der in Umfangsrichtung verstellbaren
Kontaktbrücke sind an eine elektrische Schaltung zur Steuerung des Antriebsmotors
und somit der Aussteckgeschwindigkeit angeschlossen. Dieselbe Schaltung wird fernerhin
abhängig von der mit den Zeigern 20a und 20b verbundenen Kontaktanordnung gesteuert,
die im einzelnen nicht dargestellt ist.
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Sobald die Zugkraft an der Schlepptrosse auf einen vorgegebenen Mindestwert
abgesunken ist, oder sogar darunter, wird die Trosse von der Automatik eingeholt
so lange, bis die Zugkraft über den vorgegebenen Mindestwert angestiegen ist. Auf
diese Weise wird vermieden, daß z. B. beim Schleppen im Eis, wenn der Schlepper
festliegt, und das Schleppschiff infolge seiner Masse weiterläuft, die Trosse lose
wird und beim Wiederanfahren des Schleppers dieser auf Geschwindigkeit kommt, schon
bevor die Trosse steif wird und beim Anziehen übermäßig hohe Kräfte entstehen, die
zu Trossenbrüchen führen können.
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Die oben beschriebene Automatik arbeitet nur kraftabhängig und wird
ergänzt durch eine zweite Automatik, die wegabhängig arbeitet. Diese wegabhängige
Automatik bewirkt, sobald die Zugkraft in der Trosse unter den vorgeschriebenen
Sollwert absinkt, ein Einholen der Trosse, die durch die kraftabhängig betätigte
Automatik ausgesteckt wurde. Durch das Absinken der Trossenzugkraft unter den Sollwert
wird die kraftabhängig betätigte Automatik elektrisch abgeschaltet und zugleich
die wegabhängige Automatik ist so ausgebildet, daß sie bestrebt ist, die ausgesteckte
Seillänge automatisch wieder einzuholen, bis eine vorgegebene Seillänge erreicht
ist. Das Einstellen dieser Seillänge ist von den jeweiligen Schleppverhältnissen
abhängig und kann an einem Handrad 13 in weiten Grenzen verändert werden. Die wegabhängige
Automatik wirkt durch eine Schaltrolle 14 über einen Schalthebel 15 und eine Schaltwalze
16 auf den Antriebsmotor. Die Schaltrolle 14 bewegt sich bei jeder Trommelbewegung
und wird bei jeder Abweichung aus der jeweiligen Nullstellung durch das Auflaufen
auf den Schalthebel 15
in Tätigkeit gesetzt, so daß nach einem Nachlassen
der Trossenzugkraft jede jeweils ausgesteckte Seillänge wieder eingeholt wird. Durch
das Handrad 13 wird über eine zweite Gewindespindel 17 der Schalthebel 15 verstellt
und damit die Stufe für die Schaltrolle 14 verschoben. Auf diese Weise kann der
Automatiknullpunkt verstellt werden und damit die zu wählende ausgesteckte Mindestseillänge.
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Die jeweils ausgesteckte Trossenlänge kann an einer Skala 20 beobachtet
werden. Eine solche Beobachtung ist insbesondere bei schlechtem und unsichtigem
Wetter für die Bedienung eine wesentliche Erleichterung. Durch die von der Trommelwelle
angetriebene Gewindespindel für die Schaltrolle 14
wird die die Schaltrolle
14 tragende Mutter 8 ständig verstellt. Diese Wandermutter 18 wird benutzt, um einen
Endlagenschalter 19 zu betätigen, der den Motor abschaltet, sobald die Trosse auf
die Trommel vollständig aufgewickelt oder von dieser abgewickelt ist.
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Die den ganzen Änderungsbereich der ausgesteckten Trossenlänge erfassende
Längenmeßeinrichtung 14 bis 20 mit den längs der Skala 20 verstellbaren Zeigern,
und zwar einem von Hand verstellbaren Zeiger 20 a und einem von der Winde
verstellbaren Zeiger 20 b ist dadurch in weiten Grenzen auf verschiedene Ausgangslängen
(Nullpunkt) einstellbar, daß der Ansprechpunkt einer von der Längenmeßeinrichtung
betätigten elektrischen Steuervorrichtung mit Kontakten, die mit den Zeigern 20
a, 20 b starr verbunden sind, durch Relativverschiebung dieser zusammenwirkenden
elektrischen Kontakte entlang der Skala 20 der ausgesteckten Trossenlänge veränderbar
ist.