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Die
Erfindung betrifft eine Erfassungseinheit zum Zurückholen
eines langgesreckten Körpers. Eine
solche Einheit ist Teil einer Winde, die einen langgestreckten Körper, wie
z. B. ein Kabel, wie z. B. ein seismisches Kabel, zurückholt,
um Beschädigungen
an dem langgestreckten Körper
durch lokale, hohe Spannungen und ein zu festes Aufspulen des Kabels
auf einer Rolle oder auf Trommeln einer Winde zu vermeiden.
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Beim
Zurückholen
von langgestreckten Körpern,
wie z. B. Kabeln und ähnlichem,
aus der See an Bord eines Bootes werden die Kabel normalerweise durch
eine Winde zurückgeholt
und auf Lagerrollen gelagert, oder sie werden zur Lagerung auf einer Trommel
einer Winde aufgerollt. Solche Vorrichtungen können für Seile und Drähte von
hoher Festigkeit verwendet werden. Für eine empfindlichere Ausrüstung, wie
z. B. ein seismisches Kabel, kann jedoch die hohe Spannung und der
Druck auf das Kabel auf der Trommel einer Winde oder der Rolle während des Aufrollens
des Kabels zu einem beschädigten
Kabel führen.
Zur Lösung
dieses Problems sind verschiedene Erfassungseinheiten entwickelt
worden.
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Eine
bekannte Erfassungseinheit, die z. B. für Seile verwendet worden ist,
weist zwei Scheiben auf, die so zueinander angeordnet sind, daß sie zwischen
sich einen Keil bilden. Diese Vorrichtung hat an dem Seil einen
guten Halt, wenn die mechanische Spannung groß ist, so daß das zurückzuholende
Seil zwischen den Scheiben eingeklemmt wird. Der Druck führt jedoch
zu einer Verformung und einer möglichen
Zerstörung
eines seismischen Kabels, das durch die Vorrichtung gezogen wird.
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Eine
andere Lösung
weist eine kegelstumpfförmige
Trommel auf, auf der der langgestreckte Körper mit einer oder mehreren
Wicklungen aufgewickelt wird. Das zurückzuholende Seil, ein zurückzuholendes
Fischernetz oder eine zurückzuholende
lange Leitung gelangt am größten Durchmesser
in die Trommel und tritt an einem geringeren Durchmesser aus der
Trommel aus, um den langgestreckten Körper an der Verwendungsstelle
zu halten. Diese Vorrichtung kann nicht für empfindliche Kabel verwendet werden,
da sich das Kabel im Verhältnis
zur Trommel bewegen muß und
gedreht werden kann; somit wird das Kabel beschädigt.
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Ein
anderer, bekannter Versuch ist die Verwendung von miteinander verbundenen
Winden, bei welchen das zurückzuholende
Kabel um die Winden herum nacheinander angeordnet ist. Um zwischen dem
Kabel und den Winden eine gleichmäßige Reibung zu erhalten, muß das Kabel
entweder mehrere Male um jede Winde gewickelt werden, oder es müssen mehr
als zwei Winden verwendet werden.
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Aus
praktischen oder wirtschaftlichen Gründen ist jedoch keine dieser
Lösungen
akzeptabel.
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Eine
Lösung,
bei der mehrere Winden verwendet werden, ist sowohl schwer als auch
teuer, wogegen ein mehrmaliges Wickeln um jede Winde zu dem oben
erwähnten
Problem führen,
das die Bewegung des Kabels gegen die Winde betrifft.
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Eine
andere, heutzutage für
Kabel verwendete Lösung,
die einer rauhen Handhabung standhält, besteht in einem linearen
System, bei dem das Kabel von gegenüberliegenden Rädern bzw.
Scheiben oder Förderbändern bzw.
Transportriemen gezogen wird. Die Verwendung dieser Art von Vorrichtung kann
dazu führen,
daß das
Kabel sich abzuwickeln beginnt, weil in dem Startabschnitt des Systems
eine größere Spannung
aufgebaut wird als in dem Endabschnitt des Systems. Dies führt zu einer
unerwünschten Spannung
und Dehnung an dem Kabel, und kann zu einer ruckartigen Verschiebung
des Kabels führen.
Somit ist diese Lösung
für empfindliche Kabel
nicht verwendbar.
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Die
JP 01 176 797 AA ,
die
DE 2 631 723 A1 , die
GB 2 294 442 A und
die
US 5 152 506 A zeigen, daß ein Kabel
dadurch eingezogen wird, daß es
zwischen zwei Endlosbändern
bzw. -riemen eingezwängt
wird. Diese Lösung
kann zusätzlich
zu einer nicht akzeptablen, lokalen Spannung an dem Kabel zu einem
nicht akzeptablen Druck an empfindlichen Abschnitten eines seismischen
Kabels führen.
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Die
SE 364 930 B zeigt
eine Vorrichtung zum Zurückholen
eines Kabels, die ein Endlosband aufweist, um das Kabel zurückzuholen,
und die das Kabel zu einer Rolle oder einer Trommel einer Winde zieht.
Die Vorrichtung schafft für
das Kabel keinen ausreichenden Halt, und wenn die Spannung groß wird,
kann das Kabel gegen die Fördereinrichtung gleiten
und beschädigt
werden.
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Die
US 5 082 248 A zeigt
eine Vorrichtung mit einem Endlosband bzw. Endlosriemen, das bzw. der
das Kabel zu einer Trommel zieht, es zu dieser leitet und zu dieser
drückt.
Diese Vorrichtung ist jedoch gegenüber einem empfindlichen seismischen Kabel
nicht schonend genug.
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Die
GB 1 566 904 A zeigt
eine Vorrichtung, die eine Endlosbahn bzw. Endlosführungseinrichtung verwendet,
welche um eine Vielzahl von Antriebswellen schraubenförmig gewickelt
worden ist, und bei der der gestreckte Körper mittels der Endlosbahn
eingezogen bzw. an Land gezogen wird. Die Endlosbahn schafft zwischen
der Bahn und dem langgestreckten Körper eine große Kontaktfläche. Wenn
die Spannung zu groß wird,
kann der langgestreckte Körper
gegen die Bahn gleiten, wobei eine hohe lokale Spannung erzeugt
wird, die das Kabel beschädigen kann.
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Die
DE 195 28 497 A1 zeigt
eine Seilwinde mit zwei Rillenrädern,
auf denen das Seil beim Übergang
von Rillenrad zu Rillenrad keinen die Seilqualität negativ beeinflussenden Drall
erhält,
weil die Rillenräder
mit ihren Rotationsachsen derart verschränkt zueinander angeordnet sind,
dass das Seil einen entsprechend reduzierten Schrägverlauf
aufweist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Erfassungseinheit bzw. eine Einheit
zur Reduzierung einer Spannung zu schaffen, die einen empfindlichen
langgestreckten Körper
mit möglichst
geringer Spannung aufwickelt.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Erfassungseinheit zum Zurückholen eines langgestreckten
Körpers,
wie z. B. eines Kabels, vorgesehen, die zwei oder mehr bewegliche
Reibflächen
aufweist, die zum Einziehen des langgestreckten Körpers geeignet sind,
worin die beweglichen Reibflächen
im Verhältnis
zueinander derart angeordnet sind, daß der langgestreckte Körper nacheinander
auf einem Abschnitt von wenigstens zwei Reibflächen in Ruhelage anliegen kann,
worin der zum Ziehen des langgestreckten Körpers geeignete Abschnitt der
Reibflächen
einen bogenförmigen
Abschnitt bzw. Bogenabschnitt bildet, und worin jede Reibfläche mit
einer separaten Antriebseinheit versehen ist.
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Da
jede bewegliche Reibfläche
ihre eigene Antriebseinheit hat, kann die Zugkraft für jede Reibfläche derart
eingestellt sein, daß die
lokale Zugkraft niedrig genug gehalten wird, um das Kabel nicht
zu beschädigen.
Die Anzahl der Reibflächen
wird derart ausgewählt,
daß die
gesamte Zugkraft von allen Reibflächen ausreicht, um den langgestreckten
Körper
einzuziehen.
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Vorzugsweise
bildet der zum Einziehen des langgestreckten Körpers geeignete Abschnitt der Reibfläche in etwa
einen Halbkreis.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
sind die beweglichen Reibflächen
zwei oder mehrere Räder
bzw. Scheiben oder Trommeln. Die Räder oder Trommeln sind vorzugsweise
unter einem Winkel derart angeordnet, daß der langgestreckte Körper in
dem Bereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rädern oder Trommeln vor allem der
gemeinsamen Tangente an den Rädern
oder Trommeln folgt.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
besteht die Vorrichtung aus Modulen, worin jedes Modul ein Endlosband
bzw. einen Endlosriemen, eine Halterung für das Endlosband und eine Antriebseinheit
für das
Endlosband aufweist.
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Vorzugsweise
besteht diese zweite bevorzugte Ausführungsform aus zwei Modulgruppen,
wobei jede Gruppe aus zwei oder mehreren parallelen Modulen besteht,
worin die Modulgruppen in Bezug zueinander derart angeordnet sind,
daß die
Abschnitte der Führungseinrichtungen,
die bogenförmige
Abschnitte bzw. Bogenabschnitte bilden, voneinander wegzeigen.
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In
dieser zweiten Ausführungsform
sind die Modulgruppen auch bevorzugt voneinander derart versetzt
und verschoben, daß der
langgestreckte Körper
in dem Bereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Modulen vor allem
der gemeinsamen Tangente der zwei Module derart folgt, daß der langgestreckte
Körper
keinen Seitenkräften
ausgesetzt ist.
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In
Bezug auf die begleitende Zeichnung werden nun zwei beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Erfassungseinheit gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;
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2 eine
Ansicht der gleichen, in 1 gezeigten Vorrichtung an der
Linie A-A der 1;
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3 eine
Draufsicht der Vorrichtung gemäß 1;
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4 eine
Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5 eine
Seitenansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform; und
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6 eine
Ansicht der in 5 gezeigten Vorrichtung an der
Linie B-B.
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Ausführungsform
1
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In
den 1, 2 und 3 ist eine
erste bevorzugte Ausführungsform
dargestellt, worin die beweglichen Reibflächen Räder bzw. Scheiben oder Trommeln 1 sind.
Der Einfachheit halber wird für
das unterhalb beschriebene Bauteil das Wort Trommel verwendet.
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Die
Erfassungseinheit weist verschiedene Trommeln 1 auf, die
an einem Haltebauteil 2 angeordnet sind. Jede Trommel hat
ihre eigene Antriebseinheit 3, wie z. B. einen Hydraulik-
oder Elektromotor, der die Trommel 1 mittels eines Zahnriemens 5 dreht.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beispielhafte Antriebseinrichtung
eingeschränkt.
Wichtig ist, daß der
Antrieb für
jede Trommel 1 separat ist, und daß die Leistung und die Geschwindigkeit
der Antriebseinrichtung für
jede Trommel 1 separat eingestellt werden können.
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Wie
in den Figuren gezeigt ist, sind die Trommeln 1 in parallelen
Reihen 6, 7 von Trommeln 1 angeordnet.
Die Trommeln in jeder Reihe 6, 7 sind in Bezug
zueinander sowohl radial als auch axial derart versetzt, daß die Radien
in erster Linie parallel zueinander sind. Die Drehachsen der Trommeln
in der gleiche Reihe 6, 7 sind somit parallel
und in Bezug auf eine imaginäre,
gerade Linie zwischen den Mittelpunkten der Trommeln unter einem
Winkel eingestellt. Der radiale Abstand zwischen zwei benachbarten
Trommeln 1 in der gleichen Reihe ist vorzugsweise konstant,
und der radiale Abstand in der ersten Reihe 6 ist vorzugsweise
gleich dem radialen Abstand in der anderen Reihe 7.
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Ein
in die Vorrichtung gelangendes Kabel 9 wird als erstes
auf einer Trommel 1, vorzugsweise auf einer der äußeren Trommeln,
in einer der Reihen 6, 7 angeordnet. Das Kabel
wird um eine Hälfte
der Umfangsfläche
der Trommel 1 angeordnet. Die Trommel 1 ist vorzugsweise
mit einer Ausnehmung 4 versehen, so daß sichergestellt ist, daß das Kabel
an der Umfangsfläche
zentriert ist. Von der ersten Trommel wird das Kabel 9 zu
der am nächsten
liegenden Trommel in der anderen Reihe derart geführt, daß es an
einer Hälfte
der Umfangsfläche
an dieser Trommel anliegt. Das Kabel 9 wird anschließend auf
die gleiche Art und Weise zwischen den Reihen 6 und 7 geführt.
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Um
beim Übergang
von einer Trommel zur nächsten
Trommel Seitenkräfte
auf das Kabel 9 zu vermeiden, sind die Trommeln in den
jeweiligen Reihen in Bezug zueinander derart geneigt, daß das Kabel
durch die Vorrichtung ungefähr
schraubenförmig verläuft, ohne
daß es
gegen die Seitenwandungen der Ausnehmung 4 gedrückt wird.
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Die
Anzahl der Trommeln in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann je nach
Anforderung und nach zur Verfügung
stehenden Raum geändert
werden. Die Vorrichtung muß wenigstens
zwei Trommeln aufweisen, wogegen nach oben hin keine Grenze gesetzt
ist. Eine große
Anzahl von Trommeln stellt sicher, daß die Spannung in dem Kabel
auf mehrere Trommeln verteilt ist.
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Die
in den 1, 2 und 3 gezeigte Vorrichtung
hat acht Trommeln, d. h. vier in jeder Reihe 6, 7.
Das Kabel kann um so viele Trommeln 1 herum angeordnet
sein, wie es gewünscht
oder notwendig ist. Auf Wunsch kann das Kabel 9 um vier
der Trommeln 1 herum angeordnet sein, während ein anderes Kabel in
die Mitte der Vorrichtung geleitet wird und um die restlichen vier
Trommeln 1 herum angeordnet wird. Auf diese Art und Weise
können
zwei Kabel unabhängig
voneinander unter Verwendung der gleichen Vorrichtung eingezogen
werden. Der Durchmesser der Trommeln 1 wird gemäß der kleinsten
zulässigen
Biegung des Kabels 9 eingestellt.
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Ausführungsform
2
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In
den 5 und 6 ist eine zweite bevorzugte
erfindungsgemäße Ausführungsform
dargestellt.
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5 ist
eine Seitenansicht dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform,
wobei sowohl die separaten Module 10 als auch das Verhältnis zwischen den
Modulen in der Einheit dargestellt ist. Jedes Modul weist eine Fördereinrichtung 11 auf,
die aus einer Vielzahl von Blöcken 12 aufgebaut
ist. Die Blöcke 12 sind
vorzugsweise U-förmig,
um an der Fördereinrichtung 11 eine
Ausnehmung zur Stabilisierung des langgestreckten Körpers 9 zu
bilden.
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Die
Fördereinrichtung 11 ist
ein Endlosband bzw. -riemen, das bzw. der an einer Führungseinrichtung 13,
die die Form eines Halbkreises hat, anliegt und gleitet. Jede Führungseinrichtung
ist an einer separaten Halterung 20 angeordnet. In einer
Ecke der halbkreisförmigen
Führungs einrichtung
ist ein Motor 14 vorgesehen, der die Fördereinrichtung mittels eines
Antriebsrades 15 bewegt. In der anderen Ecke des Halbkreises
ist ein anderes Rad 16 angeordnet. Dieses andere Rad 16 kann
durch einen Motor angetrieben werden oder nicht.
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In
Abhängigkeit
von der Spannung auf der Fördereinrichtung 11 und
der Wahl des Materials können
auf der Führungseinrichtung 13 Rollen 19 vorgesehen
sein. Als Alternative zu den Rollen kann eine Gleitebene vorgesehen
sein, die auf Wunsch z. B. mit Wasser geschmiert wird, wenn die
Vorrichtung verwendet wird. Um die Fördereinrichtung 11 auf
der Führungseinrichtung 13 zu
halten, kann die Führungseinrichtung 13 zu
diesem Zweck mit nicht gezeigten Rändern versehen sein, oder auf
der Fördereinrichtung 11 sind
eine oder mehreren Ausnehmungen, die den Führungseinrichtungen entsprechen, vorgesehen.
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In
der in 6 gezeigten Vorrichtung sind die Module in einer
ersten Modulgruppe mit drei parallelen Modulen und einer zweiten
Modulgruppe mit zwei parallelen Modulen angeordnet. Die zwei Modulgruppen
sind in Bezug zueinander derart angeordnet, daß die geraden Seiten der ersten
bzw. zweiten Modulgruppe aufeinander gerichtet sind, ohne daß sie einander
berühren,
und daß die
zwei Gruppen in Bezug zueinander unter einem Winkel angeordnet sind.
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Ein
in die Vorrichtung gelangendes Kabel 9 wird als erstes
auf einer Fördereinrichtung 11,
vorzugsweise an einem der äußeren Module,
in einer der Modulgruppen angeordnet. Dieses Kabel wird um die halbkreisförmige Fläche des
Moduls 10 herum angeordnet. Die U-Form der Blöcke 13 führt zu einer
länglichen
Ausnehmung auf der Fördereinrichtung 11,
so daß ein
Zentrieren des Kabels 9 auf der Fördereinrichtung sichergestellt
ist. Von dem ersten Modul wird das Kabel 9 zu dem am nächsten liegenden
Modul in der anderen Modulgruppe derart geführt, daß es an der halbkreisförmigen Fläche an diesem
Modul anliegt. Das Kabel 9 wird anschließend auf
die gleiche Art und Weise zwischen den Modulgruppen geführt.
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Die
schiefe Position der Module im Bezug zueinander ist derart eingestellt,
daß das
Kabel beim Übergang
von einem Modul in der ersten Modulgruppe zu einem Modul in der
zweiten Modulgruppe und umgekehrt keinen Seitenkräften ausgesetzt
ist.
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In
der dargestellten Vorrichtung verläuft das Kabel 9 vom
Einlaß des
Kabels 9 bis zum Auslaß des Kabels 9 zweimal
um die Vorrichtung, und es liegt an allen oder an einem Teil der
fünf Module 10 in
der Form von Halbkreisen an. Jedes der Module 10 hat seine
separate Fördereinrichtung 11,
die durch ihr eigenes separates Antriebsrad 14 angetrieben
wird, welches durch einen separaten Motor 14 angetrieben wird.
Der Motor 14 ist vorzugsweise lastgesteuert, so daß die Vorrichtung
derart gesteuert werden kann, daß die Spannung in dem Kabel 9 auf
alle Module so gleichmäßig wie
möglich
verteilt wird. Auf diese Art und Weise wird das Kabel 9 gleichmäßig belastet, ohne
daß eine
lokale zerstörerische
Beanspruchung bzw. Last vorhanden ist.
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Das
Kabel 9 wird auf den Fördereinrichtungen 11 in
einer gesteuerten bzw. kontrollierten Führungseinrichtung geführt und
ist keiner seitlichen Beanspruchung oder Bewegung gegen die Halterung ausgesetzt,
wobei dadurch die Gefahr einer Beschädigung des Kabels 9 im
wesentlichen minimiert wird.
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Im
Vergleich zur ersten Ausführungsform
mit den Rädern
oder Trommeln ist diese zweite Ausführungsform weniger geräumig bzw.
groß.
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Der
Durchmesser des gebogenen Abschnittes der Fördereinrichtung ist derart
ausgelegt, daß er größer ist
als die kleinste zulässige
Biegung des Kabels 9.
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Die
vorliegende Erfassungseinheit ist derart beschrieben worden, daß sie fünf Module
hat, d. h. drei in der ersten Modulgruppe und zwei in der anderen
Modulgruppe. Abhängig
von Anforderungen und einem zur Verfügung stehenden Raum kann die
Erfassungseinheit aus einer unterschiedlichen Anzahl von Modulen
bestehen.
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Es
ist eine Erfassungseinheit bzw. eine Einheit zur Reduzierung einer
Spannung zum Zurückholen
eines langgestreckten Körpers,
wie z. B. eines Kabels, beschrieben, die zwei oder mehr bewegliche Reibflächen aufweist,
die zum Einziehen des langgestreckten Körpers geeignet sind, worin
die beweglichen Reibflächen
in Bezug zueinander derart angeordnet sind, daß der langgestreckte Körper nacheinander
auf einem Abschnitt von wenigstens zwei Reibflächen in Ruhelage liegen kann,
worin der Teil der Reibflächen,
der zum Einziehen des langgestreckten Körpers geeignet ist, einen bogenförmigen Abschnitt bildet,
und worin jede Reibfläche
mit einer separaten Antriebseinheit versehen ist.