DE1481898C - Automatische Konstantzug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine automatische Konstant- Zusammen mit dem Planetengetriebe kann die erfin-

zug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise dungsgemäße Anordnung für die Automatik-Steue-

für den Einsatz auf Schiffen, mit einem in der An- rung als separater Bausatz hergestellt werden, der

triebsvorrichtung zwischen der Seiltrommel und dem auch in im Handel erhältliche Winden einsetzbar ist.

Antriebsmotor angeordneten Planetengetriebe, dessen 5 Es können dann vorhandene Winden kostengünstig

äußerer Planetenring antriebsmäßig mit einer Steuer- umgerüstet werden,

einrichtung für den Antriebsmotor verbunden ist. In der Zeichnung ist ein Ausführurrgsbeispiel der

Winden der vorbezeichneten Gattung werden auf Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es

Schiffen zum Verändern der Trossenlängen verwen- zeigen

det, wenn die Schiffe an der Pier oder in den Schleu- io F i g. 1 und 2 den mechanischen Teil einer Konsen vertäut sind, und Änderungen des Wasserstandes, stantzug-Winde in Draufsicht und teilweiser Stirnbeispielsweise durch den Tidenhub, auftreten. Die ansieht und :

automatischen Winden ersetzen damit die bis dahin F i g. 3 das Schaltschema der elektrischen Steuererforderlich gewesene manuelle Bedienung der Win- einrichtung der Konstantzug-Winde nach den F i g. 1 den. Sie halten den Trossenzug konstant, indem sie 15 und 2.

die Trosse selbsttätig ausgeben oder einholen, sobald In den F i g. 1 und 2 sind mit 1 der Antriebsmotor, der Zug in der Trosse sich ändert. Nach einmaliger mit 2 die Seiltrommel der Winde und mit 3 ein Festlegung der Trossenlänge und des Trossenzuges Getriebe bezeichnet, das Antriebsmotor und Seilist daher bei diesen Winden bis zur Beendigung des trommel antriebsmäßig verbindet. Dabei sind mit Schleusenmanövers, des Ladevorganges usw. keinerlei 20 der Welle 4 als Planetengetriebe ein Sonnenrad 7, Bedienung erforderlich. Normalerweise werden für zwei Planetenräder 5 und ein äußerer Planetenring 6 ein Schiff zwei Winden an jeder Schiffsseite vor- verbunden. Der Planetenring 6 ist schließlich über gesehen. einen Vorsprung 8 mit einer tangential angeordneten

Es ist schon eine Konstantzug-Winde der vor- Schubstange 10 verbunden. Die Schubstange 10 steht bezeichneten Gattung bekanntgeworden, bei der der 25 an einem Ende mit einer Druckfeder 11 in Verbinäußere Planetenring des Planetengetriebes mit einer dung, die auch durch Tellerfedern od. dgl. ersetzt Schubstange verbunden ist, die mit einer Feder in sein kann. Das andere Ende der Schubstange ist Verbindung steht, und bei der die Schubstange mit in eine elektrische Steuereinrichtung S für den Aneiner Steuereinrichtung für den Antriebsmotor ver- triebsmotor 1 hineingeführt, die in F i g. 3 im einzelbunden ist. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß 30 nen dargestellt ist.

diese bekannte Konstantzug-Winde insbesondere be- Wird die Seiltrommel durch den Trossenzug bezüglich Arbeitsgenauigkeit noch nicht voll befriedi- lastet, so dreht sich der äußere Planetenring 6 des gend ausfällt. Planetengetriebes um einen bestimmten Winkel und

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine spannt dabei die Druckfeder 11, so daß der Federweg

verbesserte Konstantzug-Winde zu schaffen, die schon 35 ein Maß für den Trossenzug darstellt. Die Änderung

bei geringen Änderungen im Trossenzug anspricht des Federdruckes wird von der Schubstange 10 auf

und die sich dementsprechend genau einstellen läßt. die elektrische Steuereinrichtung S übertragen, die

Weiterhin soll die neue Konstruktion so beschaffen einen geeigneten Meßwertumformer hat, der die

sein, daß der Automatikteil auch an andere Winden, Auslenkung der Schubstange proportional der Rich-

beispielsweise Ladewinden, ohne großen Umbau 40 tung und des Weges in elektrische Steuerbefehle

ansetzbar ist. . umwandelt, die schließlich über eine Verstärker-

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst einrichtung an die Steuereinrichtung des Antriebsworden, daß der äußere Planetenring des Planeten- motors I weitergegeben werden,
getriebes mit dem verschiebbaren Eisenkern eines Wie sich aus dem Schaltbild gemäß F i g. 3 ergibt, als Differential-Transformator ausgebildeten Meß- 45 wird als Meßwertumformer ein Differential-Transwertumformers gelenkig verbunden ist, daß der Meß- formator eingesetzt. Dieser Differential-Transformawertumformer eine Wheatstonesche Brückenschal- tor speist eine Wheatstonesche Brückenschaltung, tung speist, die durch ein Sollwert-Potentiometer auf Durch ein Sollwert-Potentiometer wird die Brücke einen vorgegebenen Wert verstimmbar ist, daß ein auf den jeweils vorgegebenen Wert verstimmt. Diedie auftretende Diagonalspannung phasenabhängig 5° Empfindlichkeit der Regelung wird durch Ändern verstärkender Transistor-Verstärker vorgesehen ist, der Speisespannung des Differential-Transformators dem ein phasenabhängiges Relais nachgeschaltet ist, beeinflußt. Je nach Lage des in beiden axialen Rich- und daß das Relais mit einem Impulsgeber verbunden tungen verschiebbaren Eisenkernes des Differentialist, der die Ein-und Ausschaltzeit des Windenmotors Transformators wird die Phasenlage der Brücke abhängig von der Phasenlage auf Links- bzw. Rechts- 55 geändert. Die dann auftretende Diagonalspannung lauf bis zum Erreichen des Sollwertes beeinflußt. verstärkt phasenabhängig ein nachgeschalteter Tran-

Diese erfindungsgemäße Ausführung der Winde sistor-Verstärker. Dieser Verstärker schaltet ein weist alle Vorzüge einer vollelektrischen Steuerung phasenabhängiges Relais. Nach Ansprechen des auf. Die Winde ist differenziert einstellbar und spricht Relais wird der Impulsregler in Betrieb gesetzt. Der schon auf geringe Änderungen im Trossenzug zu- «o Impulsregler beeinflußt die Ein- und Ausschaltzeit verlässig an. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß des Antriebsmotors abhängig von der Phasenlage auf die Ausführung außerordentlich raumsparend ist, Links- bzw. Rechtslauf so lange, bis der Sollwert wobei, bis auf den Differential-Transformator, die erreicht ist. Der Impulsregler wird bei erster Inelektrischen Bauelemente von der Konstant-Winde betriebnahme der Anlage auf die Totzeit der Regelgetrennt im Schiff, beispielsweise in der Brücke 65 strecke eingestellt. Durch einen Hand-Automatikuntergebracht werden können, was auch die Wartung Umschalter kann die Anlage über Druckknöpfe erleichtert. Es sind wenige bewegliche Teile vorhan- manuell gesteuert werden,
den, wodurch auch die Störanfälligkeit gering ist. Zur Meßwertumformung mechanisch ■·- elektrisch

wird ein Geber nach dem Prinzip des Differential-Transformators eingesetzt. Dieser liefert proportional der Verschiebung des Eisenkerns eine phasenabhängige Wechselspannung. Bei der Differential-Induktivität bilden zwei gleiche Induktivitäten die Zweige einer wechselstromgespeisten Brückenschaltung. Die vorgegebene Zugkraft der Trosse wird an einem Sollwert-Potentiometer eingestellt. Die Brückenempfindlichkeit kann durch Regeln der Speisespannung des Meßwertumformers beeinflußt werden.

Die in der Meßbrücke bei .Sollwertabweichung auftretende phasenabhängige Diagonalspannung reicht nicht aus, um ein Relais direkt anzusteuern. Die Diagonalspannung wird über einen mit Transistoren bestückten phasenabhängigen Relaisverstärker auf das benötigte Potential gehoben. Der Verstärker spricht bei einer Diagonalspannung —^ 2 mV an. Hierdurch neigt die Anlage sehr leicht zum Uberregeln. Es können dann sehr große Regelamplituden entstehen, so daß der Motor fortlaufend auf Linksund Rechtslauf geschaltet würde. Der nachgeschaltete Impulsregler regelt das Tastverhältnis — ein, aus — des Windenmotors. Durch Einstellen des Tastverhältnisses wird die Totzeit der Regelstrecke ausgeglichen. Die Winde pendelt sich dann bei abweichender Trossenzugkraft automatisch ohne große Regelamplituden asymptotisch auf den vorgegebenen Sollwert ein.

Der Impulsgeber steuert ein nachgeschaltetes Relaisteil. Dieses Relaisteil enthält ein Linkslaufrelais und ein Rechtslaufrelais, die gegenseitig verriegelt sind. Durch diese Verriegelung wird verhindert, daß, wenn im Störungsfall z. B. beide Relais angezogen oder abgefallen sind, der Motor nicht anläuft. Im Störungsfall ist es möglich, die Anlage über einen Hand-Automatik-Umschalter auf manuelle Bedienung zu schalten. Dieser Umschalter ist außerdem erforderlich, um die Winde beim Festmachen manuell fahren zu können. Das Netzteil ist gegen Spannungsschwankungen von ±10% stabilsiert. Es wird den jeweiligen Bordnetzverhältnissen in Spannung und Frequenz angepaßt Das Anpassungsteil soll die elektronische Regelung an die jeweils vorhandene Windensteuerung anpassen. Bei Drehstromwinden treten keine Schwierigkeiten auf, da für den Drehstrom-Windenbetrieb bereits eine entsprechende Schützensteuerung vorhanden ist. Bei Gleichstromanlagen dagegen muß der Kontroller mit einem Steuermotor ausgerüstet werden.

ίο Die für die Regelung dienende Elektronik wird vorzugsweise als Druckknopfschaltung ausgeführt und in ein wasserdichtes stabiles Stahlblechgehäuse eingebaut.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Automatische Konstantzug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen, mit einem in der Antriebsverbindung zwischen der Seiltrommel und dem Antriebsmotor angeordneten Planetengetriebe, dessen äußerer Planetenring antriebsmäßig mit einer Steuereinrichtung für den Antriebsmotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ^ der äußere Planetenring (6) des PJanetengetriebes (5, 6, 7) mit dem verschiebbaren Eisenkern eines als Differential-Transformator ausgebildeten Meßwertumformers gelenkig verbunden ist, daß der Meßwertumformer eine Wheatstonesche Brückenschaltung speist, die durch ein Sollwert-Potentiometer auf einen vorgegebenen Wert verstimmbar ist, daß ein die auftretende Diagonalspannung phasenabhängig verstärkender Transistor-Verstärker vorgesehen ist, dem ein phasenabhängiges Relais nachgeschaltet ist, und daß das Relais mit einem Impulsgeber verbunden ist, der die Ein- und Ausschaltzeit des Windenmotors abhängig von der Phasenlage auf Links- bzw. Rechtslauf bis zum Erreichen des Sollwertes beeinflußt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen