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Seilzugwinde für einen konstanten Seilzug Die Erfindung betrifft eine
Seilzugwinde für einen konstanten Seilzug mit einer gegen die Kraft einer Meßfeder
durch den Seilzug verschiebbar oder verschwenkbar gelagerten Seiltrommel und einer
den Seilzug messenden Einrichtung, die auf den Antrieb in der Weise einwirkt, daß
der Seilzug konstant gehalten wird.
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Die Forderung nach konstantem Seilzug unabhängig davon, in welcher
Richtung sich der mit dem Seil verbundene Gegenstand bewegt, spielt in verschiedenen
Zusammenhängen eine Rolle, insbesondere bei Hebezeugen, die auf Wasser mit Wellengang
schwimmende Gegenstände zunächst noch im schwimmenden Zustand erfassen und erst
in einem anderen Zustand des Hebezeuges vom Wasserspiegel abheben sollen. Für solche
Zwecke sind teilweise sehr komplizierte, sogenannte Seegangfolgeeinrichtungen bekannt.
Auch sind sehr komplizierte elektrische Steuerungen für elektrische Windenantriebe
bekannt, bei denen die Windentrommel unter dem Seilzug beweglich gelagert ist und,
abhängig von der Bewegung der Seiltrommel aus einer Normallage heraus, entweder
Kontakte, die auf komplizierte elektrische Schaltungen mit veränderlichen Widerständen
einwirken, betätigt werden oder Kupplungen und zusätzlich umfangreiche Schaltungen
für den elektrischen, aus einem von einem Dieselmotor angetriebenen Generator und
einem Elektromotor bestehenden Antriebsteil beeinflußt werden. Der große Aufwand
für derartige Steuerungen ist nicht nur wirtschaftlich untragbar, sondern hat auch
einen an Bord von Schiffen nicht hinzunehmenden Platzbedarf und eine große Störanfälligkeit
zur Folge und bedingt eine Trägheit im Ansprechen der Steuerung, die zu nicht befriedigenden
Ergebnissen führt.
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Es ist auch bekannt, Hebezeuge für die genannten Zwecke mit einem
hydrostatischen Antrieb zu versehen, bei dem die Pumpe stets mit ihrer größtmöglichen
Fördermenge in einer Richtung fördert und in die Förderleitung ein Überdruckventil
eingebaut ist. Durch dieses überdruckventil wird die Flüssigkeit abgelassen, die
von der Pumpe gefördert wird, aber in dem jeweiligen Bewegungszustand des Seiles
vom Motor nicht aufgenommen wird oder sogar von dem in diesem Falle als Pumpe wirkenden,
mit der Seilwinde verbundenen Motor zum überdruckventil hin gefördert wird. Eine
solche Einrichtung bedingt einen sehr großen, fortwährenden und in seiner Größe
schwankenden Energieverlust, wobei der Zustand, daß sämtliche von der Pumpe geförderte
Flüssigkeit auch von dem Motor aufgenommen wird, . nur in ganz seltenen Betriebszuständen,
und zwar als Grenzfall, eintritt.
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Weiterhin ist ein Seiltrommelantrieb für einen Einseilschrapper bekannt,
wobei die Trommel von einem Elektro- oder Druckluftmotor über ein unveränderbares
Zahnradgetriebe angetrieben und schwenkbar gelagert ist, wobei ein mit der Trommellagerung
verbundener Arm auf eine Steuereinrichtung für die dem Motor zugeführte Antriebsenergie
einwirkt, d. h., der Motor muß in seiner Drehmomentabgabe abhängig von der Energiezufuhr
und unabhängig von der Drehzahl regelbar sein. Dadurch werden die heute wirtschaftlich
interessanten und in großer Stückzahl und daher billig im Handel befindlichen Antriebsmotoren
von der Anwendbarkeit ausgeschlossen. Darüber hinaus ist es bei diesem Antrieb nicht
möglich, das Seil unter Beibehaltung des vorbestimmten Drehmoments von der Trommel
abzuziehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung üblicher
Antriebe einen Windenantrieb zu erzielen, bei dem der Seilzug unabhängig von der
Bewegungsgeschwindigkeit des Seiles auf einen vorwählbaren bestimmten Wert eingestellt
werden kann.
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Für diesen Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß als Antrieb
für die Seiltrommel ein an sich bekanntes hydrostatisches Getriebe mit einer in
beiden Förderrichtungen aus der Nullförderlage verstellbaren, mit einer Servo-Steuerung
versehenen Pumpe vorgesehen, ist und daß die den Seilzug messende Einrichtung auf
die Servo-Steuerung des hydrostatischen Getriebes einwirkt. Durch diese Anordnung
wird erzielt, daß in der Förderleitung, durch
die dem die Seilwinde
antreibenden Hydro-Motor Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird, stets ein solcher den
Druck in der Rücklaufleitung vom Motor in solchem Maß überwiegender Druck herrscht,
daß durch dieses Druckgefälle im Motor ein solches Drehmoment erzeugt wird, daß
der erforderliche Seilzug dadurch ausgeübt wird. Dabei fördert jedoch die Pumpe
nie mehr Flüssigkeit als erforderlich.
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Bei dem Betriebszustand, in dem das Seil unter Zug auf die Winde aufgespult
wird, fördert dabei der die Winde antreibende hydrostatische Motor Flüssigkeit zu
der verstellbaren Pumpe, deren Antriebswelle infolge der Umsteuerung der Pumpe dabei
im gleichen Drehsinn weiterläuft, aber gegebenenfalls Nutzenergie abgeben kann,
beispielsweise dann, wenn der Motor von einem Wechselstromsynchron- oder -asynchronmotor
angetrieben wird oder von einem Gleichstrommotor, außer einem solchen in Serienschaltung.
Der Druck in der Zulaufleitung zu dem hydrostatischen Motor bzw. das Druckgefälle
zwischen den beiden Leitungen des im geschlossenen Kreislauf arbeitenden, aus Pumpe
und Motor bestehenden hydrostatischen Getriebes, sind zweifelsohne ein Maß für den
Seilzug. Es ist jedoch unvorteilhaft, die Servo-Steuerung für die Pumpe von diesem
Druck oder Druckgefälle aus zu beeinflussen, da einerseits die mechanischen Verluste,
die zwischen Seil an sich und hydrostatischem Motor auftreten, dabei die Steuereigenschaften
ungünstig beeinflussen würden und darüber hinaus hydraulische Störeinflusse die
Steuergenauigkeit herabsetzen würden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
halbschematisch dargestellt. Das Seil 1 soll auf der Seiltrommel 2 aufgespult werden,
die in einem Lagerbock 3 um eine Achse 4 drehbar gelagert ist und über ein Schneckengetriebe
5 von einem hydrostatischen Motor 6 aus angetrieben wird. Der hydrostatische Motor
6 wird über die beiden Leitungen 7 und 8 von der verstellbaren hydrostatischen Pumpe
9 aus beaufschlagt, die ihrerseits von dem Elektromotor 10 aus angetrieben wird.
Die Pumpe 9 wird über eine Servo-Kraftverstärkereinrichtung 11 verstellt, deren
Eingangsglied 12 von einer Kurvenscheibe 13 aus gesteuert wird. Die Servo-Kraftverstärkungseinrichtung
11 steht über eine Leitung 15 mit einer Hilfspumpe 14 in Verbindung. Der Lagerbock
3 der Seilwinde ist um eine Achse 16 schwenkbar in einem am Boden festen Widerlager
17 gelagert. Der Lagerbock 3 ist über eine Schubstange 18 gegen eine Feder 19 abgestützt,
die den Seilzug des Seiles 1 aufnimmt. Weiterhin ist gelenkig am Lagerbock 3 eine
Steuerschubstange 20 gelagert, an deren freiem Ende ein Steuerkolben 21 angeordnet
ist, der in einem Steuerzylinder 22 verschiebbar ist. An den Steuerzylinder 22 ist
einerseits eine Leitung 23 angeschlossen, die zu dem ölspeicherbehälter 24 führt,
aus dem die Pumpe 14 ansaugt. Weiterhin ist an den Steuerzylinder 22 eine Leitung
25 angeschlossen, die von der Leitung 15 abgezweigt ist und somit von dem Druck
der Hilfspumpe 14 beaufschlagt ist. Weiterhin ist an den Steuerzylinder 22 eine
Leitung 26 angeschlossen, die zu einem Steuerzylinder 27 führt, in dem der Kolben
28 gegen die Kraft einer Feder 29 verschiebbar ist. Der Kolben 28 ist über eine
Kolbenstange 30 mit dem Hebel 31 gelenkig verbunden, der seinerseits starr mit der
Steuerkurve 13 verbunden ist. In der in der Zeichnung dargestellten Lage schließt
der Steuerkolben 21 die Leitungen 25 und 26 ab. Nimmt jedoch der Zug des Seiles
1 zu, dann wird dadurch die Feder 19 stärker zusammengedrückt und über die Steuerschubstange
20 der Steuerkolben 21 derart verschoben, daß er die Leitungen 25 und 26 miteinander
verbindet. Dadurch wird von der Hilfspumpe 14 Flüssigkeit unter Druck in den Zylinder
27 gefördert und der Kolben 28 gegen die Kraft der Feder 29 nach oben gedrückt und
dadurch die Steuerkurve 13 derart verschwenkt, daß sie über das Eingangsglied 12
den Servo-Kraftverstärker derart beeinflußt, daß dieser die Pumpe 9 auf kleinere
oder sogar negative Fördermenge verstellt.
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Nimmt umgekehrt der Zug des Seiles 1 ab, so wird die Seiltrommel 2
zusammen mit ihrem Lagerbock 3 unter der Kraft der Feder 19 um die Achse 16 geschwenkt
und dadurch über die Schubstange 20 der Steuerkolben 21 derartig verschoben, daß
dieser die Leitungen 23 und 26 miteinander verbindet, so daß aus dem Zylinder 27
unter der Kraft der Feder 29 Flüssigkeit abgelassen wird. Dadurch wird durch die
Kraft der Feder 29 der Hebel 31 und damit die Steuerkurve 13 derart verschwenkt,
daß über den Servokraftverstärker 11 die verstellbare Pumpe 9 auf eine größere Fördermenge
verschwenkt wird, und zwar so lange, bis der hydrostatische Motor 3 durch höhere
Drehzahl das Seil l wieder auf den vorgeschriebenen Zug gebracht hat.