DE1990030U

DE1990030U - Automatische konstantzug-winde, vorzugsweise fuer den einsatz auf schiffen.

Info

Publication number: DE1990030U
Application number: DES58847U
Authority: DE
Original assignee: HERMANN SUERKEN FA
Current assignee: HERMANN SUERKEN FA
Priority date: 1966-10-15
Filing date: 1966-10-15
Publication date: 1968-07-25

Description

Rudolf Lmdenau
DlpUng. Jabbusdi

Patentanwälte
29 Oldenburg

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Gebrauchsmusteranmeldung

Firma Hermann Sürken, 44-9 Papenburg

Automatische Eonstantzug-Winde, vorzugsweise für den Eins at ζ auf Schiffen

Die Erfindung betrifft eine automatische Konstantzug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen.

Winden der vorbezeichneten Gattung werden auf Schiffen zum Verändern der Trossenlängen verwendet, wenn die Schiffe an der Pier oder in den Schleusen vertäut sind, und Änderungen das Wasserstandes, beispielsweise durch den Tidenhub, auftreten. Die automatischen Winden ersetzen damit die bis dahin erforderlich gewesene manuelle Bedienung der Winden. Sie halten den Trossenzug konstant, indem sie die Trosse selbsttätig ausgeben oder einholen, sobald der Zug in der Trosse sich ändert. Mach.einmaliger Festlegung der Trossenlänge und des Trossenzuges ist daher bei diesen Winden bis zur Beendigung des Schleusenmanövers, des Ladgvorganges usw. keinerlei - Bedienung erforderlich. Normalerweise werden- für ein Schiff zwei Winden an jeder Schiffsseite vorgesehen.

Bei einer bekannten Eonstantzug-Winde ist auf die Trommelwelle eine Mitnehmerscheibe aufgesetzt, die mit demTrommelstirnrad durch Federpakete gekuppelt ist. Die zwischen

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Mitnehmerscheibe und Trommelstirnrad auftretende Differenzbewegung wird von einem Zwischengetriebe auf die"Schartwalze des elektrischen Antriebsmotors übertragen, der damit je nach Zugbelastung der Seiltrommel automatisch gesteuert wird, d.h., bei Zunahme des Trossenzuges die Trosse abwickelt und bei Abnahme des Trossenzuges die Trosse aufwickelt. Eine andere bekannte Konstantzug-· Winde ist so konstruiert, daß an der Seiltrommel ein &etriebeträger angeordnet ist, der bei Belastung der Seiltrommel durch die Trosse um ein bestimmtes Maß verschoben wird und dabei eine Druckfeder spannt, deren Federweg damit ein Maß für den Trossenzug darstellt. Die Änderung des;^ederdruckes wird über ein Gestänge auf die Automatik-Schaltwalze des Elektromotors übertragen,, die damit bei Einstellung auf automatischen Betrieb den Motor in Abhängigkeit von der ■ Zügbelastung der Seiltrommel steuert·.· .

Die bekannten Ausführungen sind aufwendig konstruiert. -. ■ Es Vferden Zwischengetriebe verwendet, die in der Herstellung teuer sind und die wegen der zahlreichen beweglichen Teile, insbesondere im rauhen Schiffsbetrieb störanfällig sind. Durch die Erfindung soll eine verbesserte automatische ... Konstantzugwinde geschaffen werden, die raumsparend, betriebssicher und kostengünstig herstellbar ist. Die neue Konstruktion soll so beschaffen sein, daß der Automatikteil auch an andere "tJinden, beispielsweise Ladewinden, ohne

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großen Umbau ansetzbar ist.

Gemäß einer ersten Lösung der gestellten Aufgabe ist eine Winde gefunden worden, die sich dadurch auszeichnet, daß an die Antriebsverbindung zwischen der Seiltrommel und. dem Antriebsmotor ein Planetengetriebe angeschlossen ist, daß der Außenring des Planetengetriebes mit einer Schubstange verbunden ist, die mit einer Peder in Verbindung steht, und daß die Schubstange mit einer insbesondere als Schaltwalze ausgebildeten Steuereinrichtung für den Antriebsmotor verbunden ist.

Gemäß einer zweiten Lösung der gestellten Aufgabe, für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird, kann die Winde auch so ausgebildet sein, daß an die Antriebsverbindung zwischen der Seiltrommel und dem Antriebsmotor ein Planetengetriebe angeschlossen ist, daß der Außenring des Planetengetriebes mit einer .Druckmeßdose verbunden ist, und daß die Druckmeßdose unter Zwischenschaltung eines vorzugsweise elektrischen Verstärkers mit der Steuereinrichtung des Antrlebsmotors antriebsmäßig in Verbindung steht.

Gemäß einer dritten Lösung der gestellten Aufgabe,für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird, kann die Winde auch so ausgebildet sein, daß an die Antriebsverbindung :ZYd.sehen der Seiltrommel und dem Antriebsmotor: ein Planetengetriebe angeschlossen ist, daß der Außenring des Planetengetriebes mit einer Schubstange verbunden ist, die mit

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einer Feder in Verbindung steht, und daß an der Schubstange ein Anschlag angeordnet ist, indessen Bewegungsbahn zu seinen beiden Seiten zwei vorzugsweise separat verstellbare Anschiag-Yorsprünge vorgesehen sind, die mit der normalen Windensteuerung verbunden- sind.

Gemäß einer vierten Lösung der gestellten Aufgabe, für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird, kann die Winde so ausgebildet sein, daß am Außenring des Planet.engetriebes ein mit Federn verbundener Hebel angelenkt ist, der mit einem elektrischen Meßwertumformer in Verbindung steht, und daß der elektrische Meßwertumformer V über einen elektrischen Verstärker mit der elektrischen Steuereinrichtung des Antriebsmotors verbunden ist. . Die vier vorbezeichneten !lösungen der erfindungsgemäßen Aufgabe sind jede für sich mit geringem Bauaufwandherstellbar. Damit ergeben sich gegenüber den bekannten : Ausführungen Kosteneinsparungen. Es sind wenige bewegliche Teile vorhanden, wodurch die Störanfälligkeit gering ist. Zusammen mit dem Planetengetriebe können die erfindungsgemäßen Anordnungen für die Automatik-Steuerung als separate Bausätze hergestellt werden, die auch in im Handel erhältliche Winden einsetzbar sind. Es können also vorhandene Winden umgerüstet werden, so daß auch hierdurch erhebliche Kosteneinsparungen möglich sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich wei-

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tere erfinderische Merkmale ergeben, sind in. der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig.. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer mechanischen Schaltwalzenverstellung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit einer Druck-Meßdose,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer mechanischen Beeinflussung der Windensteuerung und

Fig. 5 das elektrische Schaltschema einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 und 2 sind mit 1 der Antriebsmotor, mit 2 die Seilrolle der Winde und mit 3 ein Getriebe bezeichnet, das Antriebsmotor und Seilrolle antriebsmäßig verbindet. An die Welle 4 ist ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad 7? zwei Planetenrädern 5 und einem äußeren Planetenring 6 angeschlossen. Der Planetenring 6 ist über einen Vorsprung 8 mit einer tangential angeordneten Schubstange 10 verbunden. Die Schubstange 10 steht an einem Ende mit einer Druckfeder 11 in Yerbindung. An das andere Ende der Schubstange ist ein Zahnsegmentteil 12 angelenkt, das über ein Kegelrad mit einer an sieh bekannten Schaltwalze 13 für den elektrischen Antriebsmotor im Eingriff steht. Die Schalt¥ra.lze ist außerdem antriebsmäßig mit einem Handrad 14 für die Sollwert-Einstellung ver- bunden. An der Stirnseite der Schaltwalze ist eine Skala mit

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einem Zugkraftanzeiger 1Ja und einer Sollwertmarke angeordnet, an der der tatsächliche Zug an der Trosse und der von Hand eingestellte Sollwert abgelesen werden können.

Wird die Seiltrommel durch den Trossenzug belastet, so dreht sich der Außenring 6 des Planetengetriebes um einen bestimmten Winkel und spannt dabei die Druckfeder 11, so daß der ^ederweg ein Maß für den Trossenzug darstellt. Die Inderung des '^ederdruckes wird über die Schubstange 10 auf die Automatik-Schaltvialze übertragen, die bei automatischem Betrieb den Antriebsmotor entsprechend steuert. Die Automatik bewirkt, daß der Motor über zugehörige Schützen eingeschaltet wird, sobald die Zugkraft in der ^rosse wesentlich vom Wenn-Zug bzw.. dem eingestellten Zug abweicht. Ist der Zug zu hoch, schaltet sich der Motor in Richtung "Trosse ausgeben" ein, bei zu niedrigem Zug in Richtung.-" Einhol en", und zwar auf der langsamsten Stufe. Wird die Abweichung vom eingestellten Zug größer, folgt die 2., danach die J. Geschwindigkeitsstufe. Ist der eingestellte Zug wieder erreicht, schaltet sich der Motor ab, die Motorbremse fällt ein und die ϊ/inde- steht still. / '

Wächst der Zug über die maximal zulässige Zugkraft an., so wird ein Alarmkontakt betätigt, an dem eine akustische Alarmvorrichtung angeschlossen werden kann. Als Überlastungsschutz ist vorzugsweise eine Rutschkupplung in das Getriebe eingebaut.

Bei automatischem Betrieb wird mit der Handsteuerung

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(Meisterschalter) die erforderliche Trossenlänge eingestellt und der gewünschte Trossenzug hergestellt. Mit dem Handrad des Sollwert-Einstellers wird dann die. Sollwertmarke mit dem Istwertzeiger der Zuganzeige in Deckung gebracht und der Automatik-Schalter am Meisterschalter eingeschaltet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Jig, 3 ist das- Planetengetriebe entsprechend angeordnet. Der Außenring 15 des Planetengetriebes ist hier jedoch über einen radialen Vorsprung mit einer tangential angeordneten Druckmeßdose 16 verbunden. Durch die ge nach Sröße des Trossenzuges auftretende Umfangskraftwird die Druckmeßdose -verschieden belastet, Entsprechend ihrer Belastung steuert die Druckmeßdose über einen Verstärker ein Anzeigegerät und-über Luftschütze die erste Stufe des Antriebsmotors der Winde. Steht der Windenzug langer als eine vorgegebene Zeit an, wird die zxⁿ/eite Windenstufe eingeschaltet.

Auch bei der Ausführung nach Pig. 4-ist ein an die Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor und Seiltrommel an- \ schließbares Planetengetriebe vorgesehen. Der äußere Außenring 18 des Planetenger-riebes ist über einen radialen Vorsprung mit einer tangential angeordneten Schubstange 20 verbunden. Das eine Ende der Schubstange steht mit einer ; Feder 19 in Verbindung^ An der Schubstange ist ein Anschlag 21 angeordnet. In der B eweguiigs bahn "dieses Anschlages sind zu beiden Seiten des Anschlages Anschlagvorsprünge 22, 2Ά- vorgesehen, die an der normalen Windensteuerung

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23 für den Antriebsmotor befestigt sind. Die Anschlagvorsprünge 22, 24 sind auf der Windensteuerung verstellbar, so daß der maximale und minimale üGrossenzug eingestellt werden kann.

Pig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Steuerung des Antriebsmotors elektronisch, erfolgt. Ss ist gleichfalls an die Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor und Seilrolle ein Planetengetriebe angeschlossen, Sin mit dem Planetengetriebe zwischen zwei Tellerfederneingespannter Hebel wird bei auftretendem Trossenzug in Abhängigkeit von dem Drehmoment radial ausgelenkt. Diese radiale Auslenkung, die ein Maß für die Trossenzugkraft ist, wird durch einen geeigneten Meßwertumformer proportional der Sichtung und des lieges in" elektrische Steuerbefehle umgewandelt, die über eine Verstärkereinrichtung an die Steuereinrichtung -. des Motors weitergegeben werden, , _; . '.-..-■

Wie sich aus dem Schaltbild ergibt, wird als Meßwertumfoianer ein Differential-Transformator eingesetzt. Dieser Differential-TransfOrmator speist eine Wheatston' sehe Brückenschal- ',.-tung. Durch ein Sollwert-Potentiometer wird die Brücke auf den jeweils vorgegebenen Wert verstimmt. Die Empfindlichkeit der Segelung wird durch Indern der Speisespannung des Differential-Transformators beeinflußt-* Je nach Lage des in beiden axialen Sichtungen verschiebbaren Eisenkernes des Differential-Transformators wird diePhasenlage der Brücke geändert. Die dann

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auftretende Diagonalspannung verstärkt phasenabhängig ein nachgeschalteter Transistor-Verstärker. Dieser Verstärker schaltet ein phasenabhängiges Relais. Mach Ansprechen des Seiais wird der Inipulsregler in Betrieb gesetzt. Dieser Impulsregler beeinflußt die Ein- und Ausschaltzeit des yindenmotors abhängig von der Phasenlage auf Links- bzw. Hechtslauf solange, bis der Sollwert erreicht ist. Der Impulsregler wird bei erster Inbetriebnahme der Anlage auf die Totzeit der Regelstrecke eingestellt. Durch einen Hand-.Automatik-Umschalter:kann die Anlage über Druckknöpfe manuell gesteuert werden. ■

Zur Meßwertumformung mechanisch - elektrisch wird ein . Geber nach dem Prinzip des Differential-Transformators eingesetzt . Dieser liefert proportional der Verschiebung des 31 senkBzm.seine 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 Segeln der Speisespannung des Meßwertumformers beeinflußt werden." ■. - '."'-. - - ;

Die in der Meßbrücke bei Sollwertabweichung, auftretende phasenabhängrge Diagonalspannung reicht nicht aus, um ein . Relais direkt anzusteuern. Die Diagonalspannung wird über einen mit Transistoren bestückten phasenabhängigen Relais- .

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■verstärker auf das "benötigte Potential gehoben. Der Verstärker spricht "bei einer Diagonalspannung - 2 mV an. Hierdurch neigt die Anlage sehr leicht zum Überregeln. Es können dann sehr
große Regelamplituden entstehen, so daß der Motor fortlaufend auf Links- und 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 TrossenzugkEäft automatisch ohne große Eegelamplituden asymptotisch auf den vorgegebenen Sollwert ein.

Der Impulsgeber steuert ein nachgeschaltetes Relaisteil.
Dieses Eelaisteil 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 % stabilisiert. Es wird den jeweiligen Bordnetzverhältnissen in Spannung und -Frequenz angepaßt. Das Anpassungsteil soll die elektronische Regelung an die jeweils vorhandene WindeBteuerung anpassen. Bei Drehstromwinden _: treten keine Schwierigkeiten auf, da für den Drehstrom-finden-. betrieb bereits eine entsprechende Schützensteuerung vorhanden

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ist. Bei Gleichstromanlagen dagegen muß der Kontroller mit einem Steuer-Motor ausgerüstet werden.

. Die für Regelung erforderliche Elektronik wird vorzugsweise auf Druckschaltung erstellt. Die gesamte Elektronik wird in ein wasserdichtes stabiles Stahlfalechgehäuse eingebaut.

Claims

m 216 855*13.

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Ansprüche:

I^ Automatische Eonstantzug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen, dadurch gekennzeichnet, daß an die Antriebsverbindung zwischen der Seiltrommel (2) und dem Antriebsmotor (1) ein Planetengetriebe (5,6,7) angeschlossen ist, daß der Außenring (6) des Planetengetriebes mit einer Schubstange (10) verbunden ist, die mit einer leder (11) in Verbindung steht, und daß die Schubstange mit einer insbesondere als Schaltwalze (13) ausgebildeten Steuereinrichtung für den Antriebsmotor (1) verbunden ist-.

^Automatische Konstantzug-Winde mit elektrischem Antrieb , vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen, dadurch . gekennzeichnet, daß an die Antriebsverbindungjvzwischen der Seiltrommel und dem Antriebsmotor ein Planetengetriebe angeschlossen ist, daß der Außenring (15) cLes Planetengetriebes mit einer Druckmeßdose (16) verbunden ist, und. daß die Druckmeßdose unter ZwischenachaltLing eines vorzugsweise elektrischen Verstärkers mit der Steuereinrichtung, des Antriebs- motors antriebsmäßig in Verbindung steht. .-'...

3%r Automatische Eons tantzug-Winde mit elektrischem Antrieb, vorzugsweise für den Einsatz auf Schiffen, dadurch gekennzeichnet , daß an die AntriebsVerbindung zwischen der Seiltrommel und dem Antriebsmotor ein Planetengetriebe angeschlos-

^:: .■■' ■.■■.■■■ ' ■.'.■ ■ ■'. - 13 -

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sen ist, daß der Außenring (18) des Planetengetriebes mit einer Schubstange (20) verbunden ist, die mit einer Feder (19') in Verbindung steht, und daß an der Schubstange ein Anschlag . (21) angeordnet ist, in dessen Bewegungsbahn zu seinen-beiden Seiten zwei vorzugsweise separat verstellbare. Anschlag-Torsprünge (22, 24) vorgesehen sind, die mit der normalen , Windensteuerung (23) verbunden sind.

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