DE3643114A1 - Windensteuerung mit seegangsfolgeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Windensteuerung mit Seegangs­ folgeeinrichtung mit den im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Es ist bekannt, zum stoßfreien Aufnehmen von schwimmen­ den Lasten bei Seegang zwei Motoren für den Antrieb der Seiltrommel vorzusehen, von denen der eine Motor als Windenmotor zum Herausheben der Last aus dem Wasser bzw. zum Senken der Last dient, und von denen der andere Motor mit kleinerer Leistung für die Seegangsfolge vor­ gesehen ist, wobei das Seil straff gehalten werden muß, wenn die Last im Wasser schwimmt. Dabei wird Seil von der Trommel abgewickelt, wenn die Last von einem Wel­ lenberg in ein Wellental hinabtaucht, während das Seil schnell aufgewickelt werden muß, wenn die Last zurück auf den Wellenberg gelangt.

Nach einem älteren Vorschlag (P 34 18 026) sind zwei hydraulische Motoren vorgesehen, von denen der Winden­ motor bei Seegangsfolge in einen hydraulischen Leer­ lauf geschaltet wird. Der hydraulische Seegangsfolge­ motor erhält die Seilspannung aufrecht, wobei der Windenmotor dem schnellen Auf- und Abwickeln des Seils keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt. Der Übergang von Seegangsfolge auf Normalbetrieb und umgekehrt ist automatisiert. Hierzu ist eine Ventil­ steuerung vorgesehen, von der auch die Drehrichtung der Antriebe erfaßt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Windensteuerung zu vereinfachen und eine sichere Bedienung zu ermöglichen.

Die genannte Aufgabe ist mit den im Patentanspruch 1 angeführten Mitteln gelöst. Weiterbildungen und Ein­ zelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist somit nur eine einzige hydrostati­ sche Maschine vorgesehen, die beide Antriebsfunktionen übernimmt, nämlich einmal im Normalbetrieb mit ein­ stellbarer Geschwindigkeit, also drehzahlgeregelt, die Last zu heben und zu senken, während bei Umschal­ tung auf Seegangsfolgebetrieb eine Drehzahl eingestellt wird, die so gewählt ist, daß bei Seegang das Seil straff gehalten wird, wenn das Boot bzw. die Last vom Wasser aufwärts getragen wird, während bei einer Ab­ wärtsbewegung in ein Wellental das Seil von der Seil­ trommel abgezogen werden kann.

Der Antrieb ist somit vereinfacht, da nur eine einzige hydrostatische Maschine erforderlich ist. Die Steuer­ signale und Schaltbefehle für den Übergang von Normal­ betrieb auf Seegangsfolge und umgekehrt erfolgen elektrisch, wobei beim Auftreten bestimmter Bedingun­ gen elektrische Signale erzeugt werden, die einer Steuerlogik zugeführt werden. In der Steuerlogik werden die Signale miteinander verknüpft und darauf Schalt­ befehle erzeugt, welche die Sollwertgrößen für den Drehzahlregelkreis vorgeben.

Im Normalbetrieb wird das Hieven und Fieren durch einen Meisterschalter gesteuert, der eine Drehzahlführungs­ größe dem Drehzahlregler zuführt. Für den Seegangs­ folgebetrieb kommt es entscheidend darauf an, daß die Seiltrommel mit einer Drehzahl angetrieben wird, mit der das Seil stets straff gehalten werden kann, ohne daß sich Schlappseil bildet. Erfindungsgemäß ist eine erste Ausführungsform der Windensteuerung vorgesehen, bei der die Drehzahl im Seegangsfolgebetrieb durch einen Festwert vorgesehen ist, der so hoch ist, daß das Seil straff gehalten wird.

In einer zweiten Ausführungsform ist die Drehzahl zum Straffhalten des Seils im Seegangsfolgebetrieb von der Seilspannung abhängig. Hierzu wird die Seil­ spannung gemessen und der der Seilspannung entspre­ chende elektrische Wert im Seegangsfolgebetrieb dem Drehzahlregelkreis als Sollwert zugeführt.

Ferner wird bei der Umschaltung auf Seegangsfolge­ betrieb das von der Maschine entwickelte Dreh­ moment begrenzt. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten.

In einer ersten Ausführungsform ist die hydrostatische Maschine sekundär geregelt, d.h. die Maschine mit ver­ stellbarem Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen ist an eine Leitung mit eingeprägtem Druck angeschlossen. Der Drehzahlregelkreis wirkt auf das Verstellglied der Maschine, so daß sich abhängig vom Lastmoment eine bestimmte Drehzahl durch Einstellung des Stell­ gliedes ergibt. Zusätzlich kann dem Drehzahlregelkreis ein Positionsregelkreis überlagert sein. Für den See­ gangsfolgebetrieb wird dem Drehzahlregelkreis ein Signal für ein reduziertes Drehmoment zugeführt, so daß die Antriebsmaschine ein bestimmtes minimales Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen nicht übersteigen kann, aber bei dieser Einstellung (Schwenkwinkel des Hubes) infolge des geringen anliegenden Momentes eine verhältnismäßig hohe Drehzahl fahren kann, die es ermöglicht, das Seil bei Seegang stets straff zu hal­ ten. Infolge des reduzierten Drehmoments kann das Seil ferner bei Seegang leicht von der Trommel abgezogen werden. Der Übergang von Normalbetrieb auf Seegangs­ folge wird vorgewählt und erfolgt dann automatisch.

In einer weiteren Ausführungsform kann die hydrostati­ sche Maschine ein festes Schluck- bzw. Verdrängungs­ volumen aufweisen und erfolgt die Drehzahlregelung durch eine zweite verstellbare Maschine, deren Stell­ glied von dem Drehzahlregelkreis angesteuert ist, wobei ebenfalls ein Positionsregelkreis vorgesehen ist.

In einer weiteren Ausführungsform läßt sich schließ­ lich das durch die hydrostatische Maschine strömende Volumen durch ein Servoventil einstellen, das von dem Drehzahlregelkreis angesteuert wird. In diesem Fall entfällt der Positionsregelkreis.

Die Schaltungsanordnung zum Ansteuern der Maschine sowie die Betriebsweise der Maschine ist in dem nach­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel in Einzel­ heiten erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Windensteuerung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Bremse mit Endschalter,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Win­ densteuerung,

Fig. 4 einen abgeänderten Windenantrieb.

Eine hydrostatische Maschine 10 mit verstellbarem Volumen ist mit einer Seiltrommel 11 gekuppelt, die mittels einer Bremse 12 gesichert ist. Von der Maschine 10 wird ferner ein Tachogenerator 14 ange­ trieben. Die Maschine 10 ist hydraulisch an einen Speicher 15 und über ein Rückschlagventil 16 an eine Leitung 17 mit eingeprägtem Systemdruck angeschlossen. Das Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen der Maschine 10 wird mittels eines Stellzylinders 18 eingestellt, der in der dargestellten Weise über ein elektrisch ansteuerbares Servo-Wegeventil 19 mit einer Druck­ mittelquelle P bzw. mit einem Tank T verbindbar ist.

Das Hubvolumen der Maschine 10 ist nach Größe und Rich­ tung mittels des Stellzylinders 18 über die Nullage hinaus veränderlich. Wird beim Betrieb der Winde nach Aufbrin­ gen einer Last das Hubvolumen verstellt, bewegt sich die Last mehr oder weniger schnell nach oben oder unten und es fällt nicht schwer, einen Gleichgewichtszustand her­ zustellen, bei dem das an der Maschine 10 anstehende, aus Druck und Hubvolumen gebildete Drehmoment dem äußeren Last­ moment die Waage hält. Dabei wird die Geschwindigkeit zu Null und die Last kann in diesem Betriebszustand beliebig lange in ihrer Position gehalten werden. Wird nun aus­ gehend von dieser Ruhelage, der Schwenkwinkel des Stell­ gliedes und damit das Hubvolumen der Maschine 10 durch Ansteuern des Servoventils 19 geringfügig vergrößert, so bewegt sich die Last langsam nach oben. Dabei wird der Druckleitung 17 bzw. dem Speicher 15 bei konstantem Systemdruck eine definierte Strommenge entnommen, die Ein­ heit arbeitet als Motor. Eine weitere Vergrößerung des Schwenkwinkels bedeutet größere Hievgeschwindigkeit und höheren Förderstrombedarf bei gleichem Lastmoment. Wird - wieder ausgehend von der Ruhelage - der Schwenkwinkel der Maschine verringert, so bleibt die Druckrichtung er­ halten, die Last fiert ab, die Einheit arbeitet als Pumpe, wobei die hydraulische Energie in den Speicher zurückgespeist wird.

Die Drehzahl der Maschine 10 wird von dem Tachogenerator 14 erfaßt, dessen Ausgangssignal die Regelgröße, also den Istwert der Drehzahl darstellt. Die Regelgröße wird über eine Leitung 21 einem Drehzahlregler 22 zugeführt. Die Führungsgröße, also der Sollwert der Drehzahl wird an einem Meisterschalter 34 eingestellt und über eine Leitung 35 an den anderen Eingang des Drehzahlreglers 22 gegeben. In dem Drehzahlregler 22 wird in üblicher Weise aus dem Sollwert und Istwert die Regelabweichung er­ mittelt, die nach Verstärkung als Stellgröße über die Leitung 23 und eine Begrenzungsstufe 24 als Sollwert einem Positionsregler 25 zugeführt wird. Die Einstellung des Stellzylinders 18 und damit des Stellgliedes, also der Schwenkwinkel an der Maschine zur Einstellung des Volumens wird an einem induktiven Weggeber 27 abgegriffen, der von einem Oszillator 28 gespeist wird und dessen Wechsel­ spannungsausgangssignal in einem Demodulator 29 in Gleichspannung umgewandelt und über einen Anpaßverstärker 30 an den Istwerteingang des Positionsreglers 25 gegeben wird. Der Positionsregler ermittelt die Regelabweichung zwischen Istwert und Sollwert und führt diesen Wert nach Verstärkung als Stellgröße einer Treiberstufe 31 zu, über die das Servoventil 19 angesteuert wird.

In dem Positionsregelkreis 25 bis 31 wird somit der Schwenkwinkel der Maschine geregelt, der lastabhängig das von der Maschine 10 abgegebene bzw. aufgenommene Drehmoment regelt.

Dem Positionsregelkreis ist der Drehzahlregelkreis 14, 22, 34 überlagert, mit dem eine bestimmte gewünschte Dreh­ zahl regelbar ist.

Wie bereits erwähnt, wird die gewünschte Hiev- bzw. Fier­ geschwindigkeit an dem Meisterschalter 34 eingestellt, der aus einer Mittelstellung heraus in jede Richtung verstellbar ist, wobei ein Abgriff 36 eines Potentiome­ ters 37 verstellt wird und dabei eine entsprechende Spannung positiver Polarität zum Hieven bzw. negativer Polarität zum Fieren auf die Leitung 35 abgibt. Die Mittelstellung des Abgriffs 36 wird von einem Mittel­ kontakt 38 erfaßt, von dem also in Mittelstellung des Meisterschalterabgriffs ein Signal MM durchgeschaltet wird. Jede Endlage des Meisterschalters wird von einem Endschalter 39 bzw. 40 erfaßt, die ein Signal MH ent­ sprechend der maximalen Hievgeschwindigkeit bzw. ein Signal MF entsprechend der maximalen Fiergeschwindigkeit durchschalten.

In der Leitung 35 befindet sich ein Umschalter 42, bei dessen Betätigung anstelle der von dem Meisterschalter gewählten Spannung ein Spannungsfestwert dem Drehzahl­ regler 22 aufgeschaltet wird. Dieser Festwert wird an einem Potentiometer 43 abgegriffen und entspricht einer minimalen Drehzahl der Maschine 10 (Kriechgeschwindigkeit) in Richtung Hieven, um das lose an einer Last eingehängte Seil langsam aufzuwickeln und zu straffen, um also Schlappseil zu beseitigen.

Ferner ist in der Leitung 35 ein Umschalter 44 vorgese­ hen, bei dessen Betätigung ein an einem Potentiometer 45 abgegriffener Spannungsfestwert auf den Drehzahlregler 22 geschaltet wird. Dieser Festwert entspricht einer für den Betrieb in Seegangsfolge erforderlichen Grunddrehzahl, wenn also die Last auf dem Wasser schwimmt und infolge des Seegangs aufwärts und abwärts getragen wird, wobei das Seil stets straff gehalten, aber der schwimmenden Last folgen soll. Dabei wird also das Seil von der Seil­ trommel 11 abgezogen, wenn sich die Last von einem Wellen­ berg in ein Wellental bewegt, während das Seil aufgewickelt werden muß, wenn die Last auf einen Wellenberg emporge­ tragen wird. Die Grunddrehzahl ist so gewählt, daß bei dem zu erwartenden Seegang die Drehzahl stets so groß ist, daß beim Aufwickeln kein Schlappseil gebildet werden kann.

Zum Stillsetzen der Winde ist ein Ausschalter 46 vorge­ sehen. In der Leitung liegt ferner ein Rampenbildner 47, der jedes ankommende Signal mit einer bestimmten Flanken­ steilheit weitergibt, so daß Drehzahlstöße vermieden wer­ den.

In der Begrenzungsstufe 24 wird die Stellgröße für die Drehzahl drehmomentabhängig moduliert. Mittels eines Umschalters 49 kann wahlweise eine an einem Potentiometer 50 oder eine an einem Potentiometer 51 einstellbare Festwertspannung über einen Rampenbildner 52, der eben­ falls dem Spannungssignal eine bestimmte Flankensteil­ heit verleiht, der Begrenzungsstufe 24 aufgeschaltet werden. Dabei entspricht die am Potentiometer 50 eingestell­ te Spannung einem für den normalen Windenbetrieb erforder­ lichen Drehmoment, das also einem hohen Drehmoment ent­ spricht, während die Spannung des Potentiometers 51 einem reduzierten Drehmoment entspricht, das für den Seegangs­ folgebetrieb erforderlich ist, wenn das Seil lediglich auf der Seiltrommel straff gehalten werden soll. Das Seil muß also im Betrieb Seegangsfolge verhältnismäßig leicht abgezogen und aufgewickelt werden können. Hierzu dient das am Potentiometer 51 eingestellte reduzierte Drehmomentsignal. In der Begrenzungsstufe wird dement­ sprechend die vom Drehzahlregler 22 gelieferte Stell­ größe und damit über den Positionsregler 25 der Schwenk­ winkel der Maschine 10 begrenzt. Im Seegangsfolgebetrieb kann somit trotz der am Umschalter 44 eingestellten ver­ hältnismäßig hohen Drehzahl der Schwenkwinkel der Maschi­ ne nur soweit ausschwenken, daß die gewünschte Drehzahl erreicht wird, wobei jedoch das Drehmoment reduziert ist.

An die Leitung 21 sind zur Abfrage der Drehzahl-Regel­ größe folgende Schaltverstärker angeschlossen, von denen jeder die Regelgröße mit einer an einem nicht näher be­ zeichneten Potentiometer vergleicht und bei Übereinstimmung ein Ausgangssignal erzeugt. Der Schaltverstärker 55 stellt eine Drehrichtungsumkehr der Seiltrommel 11 in Richtung Hieven auf Richtung Fieren entsprechend einer Polaritäts­ umkehr des Istwertsignals von Plus auf Minus fest und dient zur Umschaltung von Normalbetrieb auf Seegangsfolge. Der Schaltverstärker 56 stellt eine Drehrichtungsumkehr der Seiltrommel 11 von Richtung Fieren auf Richtung Hieven entsprechend einer Signalumkehr von der Polarität Minus auf Plus fest und dient zur Umschaltung von Seegangsfolge auf Normalbetrieb. Der Schaltverstärker 57 stellt schließ­ lich ebenfalls eine Drehrichtungsumkehr von Richtung Hieven auf Richtung Fieren der Seiltrommel fest und dient zur Umschaltung von Seegangsfolge auf Hieven der Last. Der Schaltverstärker 57 weist ferner ein Zeitrelais auf, das das Ausgangssignal des Schaltverstärkers für eine bestimmte Zeit aufrechterhält. Die Ausgangssignale der Schaltverstärker 55, 56 und 57 sind mit S (Seegangsfolge), N (Normalbetrieb)und H (Hieven) bezeichnet.

Die Betätigung der Umschalter 42, 44 und 49 zum Umschalten zwischen Normalbetrieb und Seegangsfolge erfolgt durch Steuersignale MB (Drehmomentbegrenzung) KD (Kriechdrehzahl) und GD (Grunddrehzahl). Diese Signale werden in einer Steuerlogik 60 durch die im nachfolgenden näher beschrie­ bene Verknüpfung der Eingangssignale SNH der Schaltver­ stärker 55, 56, 57 und der Schaltkontakte MM (Mittelkontakt) MH (Endschalter für Hieven) und MF (Endschalter für Fie­ ren) des Meisterschalters 34 erzeugt, wenn die Steuer­ logik 60 durch Betätigen des Wahlschalters 61 zum Aktivieren von Normalbetrieb bzw. Seegangsfolge aktiviert wird.

Normalbetrieb

Der Wahlschalter 61 steht auf Normalbetrieb. Dabei ist die Steuerlogik 60 abgeschaltet. Das drehzahlgeregelte Hieven und Fieren erfolgt allein durch Betätigung des Meisterschalters 34, dessen Signal über die in der dar­ gestellten Lage befindlichen Schalter 42 und 44 beim Ein­ schalten des Schalters 46 auf den Drehzahlregler 22 ge­ geben wird. Der Umschalter 49 ist ebenfalls in der dar­ gestellten Schaltstellung, so daß der Schwenkwinkel der Maschine 10 nicht begrenzt wird und die Maschine 10 somit volles Drehmoment abgeben kann.

In der Mittelstellung des Meisterschalters 34 ist der Mittelkontakt 38 aktiviert. Dadurch wird auf nicht dar­ gestellte Weise die Bremse 12 betätigt, von der die Seil­ trommel festgehalten wird.

Die Bremse 12 ist in Fig. 2 in Form einer Innenbacken- Trommelbremse schematisch dargestellt. Dabei ist eine Bremstrommel 65 drehbar gelagert und mit der Seiltrommel 11 und der Maschine 10 verbunden. Auf einem Bremsschild 66 sind die beiden bei 67 gelenkig miteinander verbunde­ nen Bremsbacken 68 und 69 gelagert, welche die Reibbeläge 70 tragen. Die Bremsbacken 68 und 69 werden von einem Servozylinder 71 in Anlage an die Bremstrommel 65 ge­ drückt. Zum Unterschied von einer üblichen Trommelbremse ist der Bremsschild 66 zentrisch drehbar um eine gehäusefeste Achse 72 drehbar gelagert und weist einen Arm 73 auf, der über je eine Feder 74 an gehäusefesten Anschlägen 75 abgestützt ist. In dem einen Anschlag 75 ist ein Endschalter 76 angeordnet, der durch den Arm 73 betätigt wird, wenn bei eingerückter Bremse in Pfeilrich­ tung 77 an der Bremstrommel 75 eine Last angreift, wenn also beispielsweise eine Last am Seilhaken hängt. Dann legt sich der Arm 73 auf Anschlag 75 und betätigt den Schalter 76. Solange der Schalter 76 in dieser Schalt­ stellung ist, kann die Bremse nicht ausgerückt werden. Es muß also zuerst von der Maschine 10 ein Drehmoment aufge­ baut werden, welches die Last übernimmt und dabei den Arm 73 gegen den oberen Anschlag 75 schwenkt, so daß der Schalter 76 freikommt und umschaltet, so daß die Bremse gelöst wird. Dieser Vorgang muß zum Hieven und zum Fieren ausgeführt werden, um die Bremse auszurücken, d.h., auch beim Einleiten eines Fiervorganges muß die Maschine 10 zunächst durch den Meisterschalter 34 auf Hieven einge­ stellt werden.

Die Schaltung ist aus Fig. 1 ersichtlich. Wird der Meister­ schalter 34 in Richtung Fieren verstellt, so wird dem Potentiometer 37 über die Leitung 80 und den Schalter 81 eine Spannung positiver Polarität zum Hieven aufgeschal­ tet. Sobald das von der Maschine 10 entwickelte Dreh­ moment so groß ist, daß der Endschalter 76 umschaltet, wird der Schalter 81 betätigt und legt Spannung negativer Polarität zum Fieren an das Potentiometer 37 des Meister­ schalters 34. Dabei wird das Signal von dem Endschalter 76 der Bremse in eine Selbsthalteschaltung 83 gegeben, die dafür sorgt, daß der Schalter 81 nicht auf Fieren zurückschaltet, wenn bei Drehrichtungsumkehr der Seil­ trommel der Endschalter 76 wieder umgeschaltet werden sollte. Der Meisterschalter kann also die Mittelstellung durchfahren, ohne daß jedesmal die Verriegelung der Bremse über den Endschalter 76 erfolgt. Erst wenn der Meister­ schalter für eine vorbestimmte Zeit in der Mittelstellung gehalten wird, wird über einen Kontakt 84 der Rückstell­ eingang der Selbsthalteschaltung 82 belegt, so daß der Schalter 81 wieder zurück auf Hievspannung geschaltet wird. Das Einrücken der Bremse erfolgt durch einen Schalt­ verstärker 85, von dem die Istwertdrehzahl auf der Lei­ tung 21 abgefragt wird. Ist die Drehzahl Null, so wird nach der erwähnten Zeitverzögerung von dem Ausgangs­ signal B des Schaltverstärkers 85 die Bremse eingerückt.

Wird dagegen der Meisterschalter in Richtung Hieven ver­ stellt, so gelangt die Hievspannung über die Leitung 86 unmittelbar zum Potentiometer 37. Es sei in diesem Zu­ sammenhang daran erinnert, daß von dem am Meisterschalter vorgegebenen Signal über den Drehzahlregler und den Positionsregler der Schwenkwinkel der Maschine 10 ver­ stellt wird. Wird das Signal vergrößert, so schwenkt die Maschine aus und hievt die Last. Wird dagegen das Signal verringert, so stellt sich der Schwenkwinkel zurück und die Last wird abgefiert.

Auf diese Weise kann im Normalbetrieb also ein Boot bei­ spielsweise von einer Arbeitsplattform angehoben und auf das Wasser abgesetzt werden.

Übergang von Normalbetrieb auf Seegangsfolge

Vor Wasserberührung wird der Wahlschalter 61 auf Seegangs­ folge umgeschaltet, d.h. die Steuerlogik 60 wird aktiviert, der Normalbetrieb wird aber zunächst weiter aufrechterhal­ ten. Setzt jedoch das Boot auf das Wasser auf, so wird der Meisterschalter 34 in die Mittelstellung verbracht. Über den Mittelkontakt 38 erhält die Wahllogik 60 das Signal MM. Mit diesem Signal wird auch die Bremse akti­ viert, so daß diese einrückt.

Sollte das Boot auf einen Wellenberg aufgesetzt haben, so bleibt es am Seil hängen, falls im Seegang der Wasser­ spiegel absinkt. Wird jedoch das Boot von einem Wellen­ tal auf einen Wellenberg hinaufgetragen, so wird die Last am Seil weggenommen, so daß der Endschalter 76 der Brem­ se betätigt wird und ein Signal EB (Endschalterbremse) an die Steuerlogik 60 führt, von der der Schaltbefehl B (Bremse einrücken) abgegeben wird. Ferner schaltet die Steuerlogik 60 jetzt über die Steuersignale MB den Schalter 49 um, so daß die Begrenzungsstufe 24 das Signal vom Potentiometer 51 für das reduzierte Drehmoment er­ hält, und schaltet ferner über den Befehl KD den Schal­ ter 42 um, so daß der Drehzahlregler 22 den Spannungs­ festwert für die Kriechdrehzahl vom Potentiometer 43 er­ hält. Damit wird die Maschine 10 auf eine Kriechdrehzahl in Richtung Hieven eingestellt, so daß eine etwaige Schlappseilbildung beseitigt und das Seil aufgewickelt wird, ohne daß infolge des reduzierten Drehmoments das Boot angehoben werden könnte.

Sobald das Seil straff ist und das Boot mit dem Seegang wegfiert, wird von der Seiltrommel Seil abgezogen. Diese Drehrichtungsumkehr bewirkt ein negatives Signal am Tacho­ generator 14. Dieses Signal wird von dem Schaltverstärker 55 erfaßt, der das Signal S abgibt, worauf von der Steuer­ logik 60 der Schaltbefehl GD abgegeben wird, mit dem der Schalter 44 umgeschaltet wird, so daß nun der Spannungs­ wert für die Grunddrehzahl der Seegangsfolge an den Drehzahlregler 22 geführt wird. Damit ist die Seegangs­ folge eingeschaltet. Dabei ist die Maschine 10 auf eine Drehzahl geschaltet, die es ermöglicht, bei Seegang das Seil stets straff zu halten, wobei über die Begrenzungs­ stufe 24 das Drehmoment der Maschine so begrenzt ist, daß von der Last das Seil von der Seiltrommel beim Fieren des Bootes abziehbar ist.

Übergang von Seegangsfolge auf Normalbetrieb Fieren

Durch diesen Vorgang wird das Seil von dem zu Wasser ge­ lassenen Boot gelöst. Der Wahlschalter 61 wird von See­ gangsfolge auf Normalbetrieb gestellt. Dann wird der Meisterschalter 34 voll in Richtung Fieren durchgesteuert bis der Endkontakt 40 betätigt wird und das Signal MF auftritt. Wenn dann das Boot von einem Wellenberg in ein Wellental hinabtauchend Seil von der Winde zieht, die Bewegung in Richtung Fieren langsam beendet und sich in Richtung Hieven bewegt, so wird diese Drehrichtungsumkehr vom Schaltverstärker 56 erkannt. Die Verknüpfung der jetzt anliegenden Signale MF, und N bewirkt in der Steuerlogik 60 den Umschaltbefehl GD, so daß der Schalter 44 zurück­ schaltet und damit das am Meisterschalter eingestellte Fiersignal auf den Drehzahlregler 22 gegeben wird. Ferner wird der Schaltbefehl MB gegeben, so daß die Drehmoment­ begrenzung entfällt. Damit ist die Seegangsfolge beendet und die Winde folgt der Steuerung durch den Meisterschal­ ter 34. Das Seil kann aber auch durch eine Mechanik wäh­ rend des Seegangsfolgebetriebes vom Führerhaus des Bootes freigegeben werden.

Übergang von Seegangsfolge auf Normalbetrieb Hieven

Um das Boot aus dem Wasser zu hieven, wird das Seil von der drehzahlgeregelten Maschine abgesenkt und der Haken lose eingehängt. Anschließend wird die Seegangsfolge ein­ geschaltet, das Seil gestrafft und dann das Boot aus dem Wasser gehoben. Dabei wird folgendermaßen verfahren:

Nach dem losen Einhängen des Hakens wird die Seegangs­ folge am Wahlschalter 61 eingeschaltet. Da das Seil un­ belastet ist, ist auch die Bremse gelöst und der End­ schalter 76 nicht betätigt. Wie bereits erläutert, spricht die Steuerlogik 60 an und erzeugt die Schaltbefehle KD und MB, mit denen über den Schalter 42 die Kriechgeschwin­ digkeit in Richtung Hieven und über den Schalter 49 das reduzierte Drehmoment aufgeschaltet wird. Das Seil wird gestrafft. Sobald das Seil aber von der Seiltrommel durch den Wellengang abgezogen wird, erfaßt der Schaltverstärker 55 die Drehzahlumkehr des Tachogeneratorsignals, erzeugt das Signal S und die Steuerlogik 60 schaltet über den Befehl GD die Grunddrehzahl für die Seegangsfolge ein.

Um nun das Boot aus dem Wasser zu hieven, muß der Meister- Schalter 34 voll in Richtung Hieven durchgesteuert werden, von dem Endschalter 39 wird das Signal MH abgegeben.

Ferner wird das Signal für volles Hieven auf der Leitung 35 von einem Schaltverstärker 88 abgefragt, der ein Signal HV abgibt. Wenn nun das Boot in der Seegangsfolge über einen Wellenberg hinweg wieder in ein Wellental sinkt, wird diese Drehrichtungsumkehr von dem Schaltverstärker 57 erfaßt und das Signal H abgegeben. Die Verknüpfung der Signale MH, HV und H bewirken in der Steuerlogik 60 die Abgabe der Schaltbefehle MB und GD, so daß auf den Positionsregelkreis wieder das volle Drehmomentsignal aufgeschaltet und das volle Hievsignal vom Meisterschal­ ter 34 auf den Drehzahlregler 22 durchgeschaltet wird. Gleichzeitig wird ein Zeitrelais gestartet, das Bestand­ teil des Schaltverstärkers 57 sein kann, so daß nun das Boot im Eilgang aus dem Wasser gezogen wird und erst nach Ablauf der vorbestimmten Zeit vom Meisterschalter wieder die Einstellung der Drehzahl übernommen werden kann.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform darge­ stellt, in der anstelle der Grunddrehzahl die Seilspannung gemessen und als Drehzahlsollwert im Seegangsfolgebetrieb dem Drehzahlregelkreis 14, 22 zugeführt wird. Damit ent­ fällt der Schalter 44. Die Umschaltung des Sollwertein­ gangs des Reglers 22 erfolgt in einem Schalter 48, wenn von der Steuerlogik 60 das Signal SD zugeführt wird.

Zur Messung der Seilspannung ist ein Hydrozylinder 90 vorgesehen, dessen Kolben eine Rolle 91 trägt, über die das Seil in der dargestellten Weise geführt ist. Der Zylinderraum 92 ist über ein Druckregelventil 93 an eine Druckmittelquelle P bzw. einen Tank T angeschlossen. Damit läßt sich im Hydrozylinder ein Vorspanndruck einstellen, der der Seilkraft entgegenwirkt. An die Kolbenstange 94 ist ein Wegaufnehmer 95 angeschlossen. Ist der Kolben 96 in der dargestellten Mittelstellung, so liefert der Weg­ aufnehmer 95 das elektrische Signal 0. Ausgehend von dieser Mittelstellung erzeugt der Wegaufnehmer 95 ein positives bzw. negatives, der Seilkraft proportionales Signal abhängig davon, ob mit wachsender Seilkraft der Kolben 96 einfährt oder mit nachlassender Seilspannung ausfährt. Dieses Signal kann über den Schalter 48 dem Regler 22 zugeführt werden. Außerdem wird das Signal US auch der Steuerlogik 60 zugeführt, damit diese erkennen kann, daß eine vorgegebene Seilspannung erreicht ist, die vom Druck im Raum 92 bestimmt ist.

Alle anderen Bestandteile der in Fig. 3 dargestellten Schaltung entsprechen den bereits in der Schaltung gemäß Fig. 1 erläuterten Komponenten und tragen dieselben Bezugszeichen. Auch die Funktion ist die gleiche.

Es wird also ebenfalls beim Übergang vom Normalbetrieb auf die Seegangsfolge zunächst in der bereits erläuter­ ten Weise die Kriechdrehzahl durch Umschalten des Schalters 42 beim Auftreten des Signals KD eingestellt, worauf Schlappseil beseitigt wird. Ebenfalls erfolgt die Umschaltung auf reduziertes Drehmoment. Ist eine bestimmte Seilspannung erreicht, die durch die Mittel­ stellung des Kolbens 96 angezeigt wird, so ist das vom Wegaufnehmer 95 gelieferte Signal US gleich Null. Damit wird von der Steuerlogik 60 der Befehl SD gegeben, der den Schalter 48 umschaltet, so daß nunmehr der Ausgang des Wegaufnehmers 95 auf den Drehzahlregler 22 geschaltet wird. Damit wird die Drehzahl der Maschine 10 so geregelt, daß die vorbestimmte Seilkraft eingehalten wird, gleich ob das Seil aufgewickelt oder abgewickelt wird.

Gemäß Fig. 4 kann die hydrostatische Maschine 100 auch als Maschine mit konstantem Volumen ausgebildet sein, die hydraulisch an eine weitere hydrostatische Maschine 101 mit verstellbarem Volumen angeschlossen ist. Diese Maschine ist mit einem nicht dargestellten Antrieb ver­ bunden. Das Schluck- bzw. Verdrängungsvolumen der Maschine 101 wird in der bereits erläuterten Weise über das Verstellglied 18 und das Servoventil 19 von dem Dreh­ zahlregelkreis eingeregelt. Schließlich ist es auch mög­ lich, die Konstantmaschine 100 unmittelbar über das Servoventil 19 an eine Druckmittelquelle bzw. Tank anzu­ schließen, falls die Druckverluste durch das Servo­ ventil in Kauf genommen werden. In diesem Fall ist kein Positionsregelkreis vorgesehen, so daß der Begrenzer 24 unmittelbar mit der Treiberstufe 31 zum Ansteuern des Servoventils 19 verbunden ist.

Claims (30)

1. Windensteuerung mit Seegangsfolgeeinrichtung, be­ stehend aus einem hydraulischen Antrieb für die Seil­ trommel, einem Meisterschalter zum Betätigen des Antrie­ bes und einer Steuerung zum Umschalten von Normalbetrieb auf Seegangsfolge bzw. umgekehrt, wobei in Stellung Normalbetrieb der Antrieb der Seiltrommel drehzahlge­ regelt in Richtung Hieven bzw. Fieren erfolgt und in Stellung Seegangsfolge bei schwimmender Last der Antrieb der Seiltrommel das Seil straff hält, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb eine hydro­ statische Maschine (10) ist, deren Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen von einem Drehzahlregelkreis (14, 22, 34) einstellbar ist, dessen Drehzahlregler (22) von der in einem Tachogenerator (14) erzeugten Regelgröße (Dreh­ zahlistwert) und einer Führungsgröße (Drehzahlsollwert) beaufschlagt ist, die im Normalbetrieb von dem Meister­ schalter (34) wählbar ist und im Seegangsfolgebetrieb auf eine das Seil straffhaltende Größe umschaltbar ist.

2. Windensteuerung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydrostatische Maschine eine sekundär geregelte Einheit mit verstell­ barem Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen ist, die an eine Leitung (17) mit eingeprägtem Systemdruck angeschlossen ist.

3. Windensteuerung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydrostatische Maschine ein konstantes Verdrängungs- bzw. Schluck­ volumen aufweist und hydraulisch mit einer mit einem Antrieb gekuppelten hydrostatischen Maschine mit ver­ stellbarem Verdrängungs- bzw. Schluckvolumen verbunden ist.

4. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Drehzahlreglers (22) eine Begrenzungsstufe (24) nach­ geschaltet ist, von der beim Umschalten von Normalbetrieb auf Seegangsfolge die Regelabweichung des Drehzahlreglers auf einen, einem reduzierten Drehmoment entsprechenden Minimalwert begrenzt wird.

5. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dreh­ zahlregelkreis und der Begrenzungsstufe (24) ein Posi­ tionsregelkreis (25, 27, 30) nachgeschaltet ist, wobei die Begrenzungsstufe zwischen dem Drehzahlregler und dem Positionsregler (25) vorgesehen ist, dessen Regelabwei­ chung einem Servoventil (19) für das Verstellglied (18) der Maschine (10, 101) zugeführt wird.

6. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Seegangsfolgebetriebe dem Drehzahlregler (22) zuzu­ führende Führungsgröße von der Seilspannung vorgegeben ist.

7. Windensteuerung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Seil zur Ermittlung der Seilspannung über einen Kraftsensor geführt ist.

8. Windensteuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil eine Schlinge aufweist, die von einem Wegaufnehmer (95) abge­ tastet wird, dessen Ausgang über einen Schalter (48) mit dem Drehzahlregler (22) verbunden ist.

9. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil zum Erzeugen der Schlinge über eine mit einem Hydro­ zylinder (90) verbundene Rolle (91) geführt ist.

10. Windensteuerung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seilkraft über den Vorspanndruck des Hydrozylinders (90) beeinflußbar ist.

11. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Um­ schalten von Normalbetrieb auf Seegangsfolge bzw. umge­ kehrt die von dem Kraftsensor erzeugte Seilspannungs­ größe abgefragt wird und bei einem bestimmten Wert die­ ser Größe ein Schaltsignal erzeugt wird.

12. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Seegangsfolgebetrieb dem Drehzahlregler zuzuführende Führungsgröße von einem Drehzahlfestwert vorgegeben ist.

13. Windensteuerung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Umschalten von Normalbetrieb auf Seegangsfolge bzw. umgekehrt die vom Tachogenerator (14) erzeugte Drehzahlregelgröße abgefragt wird und bei einer vorbestimmten Änderung der Regelgröße ein Schaltsignal erzeugt wird.

14. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stel­ lung des Meisterschalters (34) abgefragt wird und bei Mittelstellung sowie in jeder Endstellung des Meister­ schalters ein Schaltsignal erzeugt wird.

15. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer im Getriebestrang zwischen der Antriebsmaschine und der Seiltrommel liegenden Haltebremse, die bei Dreh­ zahl Null einrückbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von der Bremse ein Endschalter (76) betätigbar ist, der bei Lastübernahme durch die Antriebsmaschine (10) betätigbar ist und ein Signal erzeugt.

16. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Abfrage der Drehzahlregelgröße bzw. der Seilspannung, der Stellung des Meisterschalters und der Bremse er­ zeugten Signale einer Steuerlogik (60) zugeführt werden, die von einem Wahlschalter (61) aktivierbar ist und von der durch logische Verknüpfung der Eingangssignale Schaltsignale erzeugt werden, welche die Umschaltung von Normalbetrieb auf Seegangsfolge und umgekehrt bewirken.

17. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbe­ lastetem Seil die Drehzahl der Antriebsmaschine (10) von dem am Meisterschalter (34) vorgegebenen Sollwert auf einen minimalen Festwert in Richtung Hieven zur Beseiti­ gung von Schlappseil umschaltbar ist (Schalter 42).

18. Windensteuerung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich auf das reduzierte Drehmoment umgeschaltet wird (Schalter 49).

19. Windensteuerung nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (10) von dem minimalen Drehzahlfestwert in Richtung Hieven auf Seegangsfolge umschaltbar ist (Schalter 44, 48), wenn an der Steuerlogik (60) folgende Eingangs­ signale anstehen und folgende Ausgangssignale erzeugt sind:

• a) Seegangsfolgebetrieb eingeschaltet (61)
• b) Reduziertes Drehmoment eingeschaltet (MB)
• c) Schlappseil beseitigt (KD; US)
• d) Tachogeneratorsignal signalisiert Drehrichtungs­ umkehr der Antriebsmaschine von Richtung Hieven auf Richtung Fieren (S).

20. Windensteuerung nach Anspruch 15 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine von dem am Meisterschalter (34) vor­ gegebenen Wert auf den minimalen Festwert in Richtung Hieven zur Beseitigung des Schlappseils umschaltbar ist, wenn der Seegangsfolgebetrieb eingeschaltet (61) und der Endschalter (76) an der Bremse betätigt ist.

21. Windensteuerung nach Anspruch 12 und 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ zahl der Antriebsmaschine von dem minimalen Festwert in Richtung Hieven auf den für die Seegangsfolge erforder­ lichen Festwert umschaltbar ist, wenn das Tachogenerator­ signal eine Drehrichtungsumkehr der Antriebsmaschine von Richtung Hieven auf Richtung Fieren signalisiert (55).

22. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 12 und 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine von dem für die Seegangs­ folge erforderlichen Festwert auf den von dem Meister­ schalter gesteuerten Normalbetrieb umschaltbar ist, wenn an der Steuerlogik (60) folgende Signale anstehen:

• a) Normalbetrieb eingeschaltet (61)
• b) Meisterschalter auf Stellung Fieren (MF)
• c) Tachogeneratorsignal signalisiert Drehrichtungs­ umkehr der Antriebsmaschine von Richtung Fieren auf Hieven (N).

23. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ maschine von der Seegangsfolge auf Hieven zum Aufnehmen einer schwimmenden Last umschaltbar ist, wenn an der Steuerlogik (60) folgende Signale anstehen:

• a) Seegangsfolge eingeschaltet (61)
• b) Meisterschalter auf Hieven (MH)
• c) Tachogeneratorsignal signalisiert Drehrichtungs­ umkehr der Antriebsmaschine von Richtung Hieven auf Fieren (H).

24. Windensteuerung nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß über ein Zeitrelais (57) das vom Meisterschalter vorgegebene Signal Hieven (MH) während einer vorbestimmten Zeit aufrechterhalten wird.

25. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß vom Meister­ schalter (34) ausgehend von einer Nullstellung bei Be­ tätigung in je eine Verstellrichtung eine Spannung unter­ schiedlicher Polarität zum Hieven bzw. Fieren abgegeben und daß bei Nullstellung sowie in jeder Endstellung ein Schaltkontakt (38, 39, 40) betätigt wird.

26. Windensteuerung nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Meister­ schalter (34) und dem Drehzahlregler (22) Schalter (42, 44) zum Aufschalten der minimalen Drehzahl und der See­ gangsfolgedrehzahl vorgesehen sind.

27. Windensteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Lösen der Bremse (12) der mit einer Spannungsquelle zum Hieven verbundene Meisterschalter in Richtung Hieven verstellbar ist, daß der Endschalter (76) bei Lastübernahme durch die Antriebs­ maschine (10) betätigt wird, daß durch das vom Endschalter bei Betätigung abgegebene Signal die Bremse gelöst und der Meisterschalter mit einer Spannungsquelle zum Fieren ver­ bunden wird.

28. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen der Drehrichtungsumkehr an den Tachogenerator (14) Ver­ gleichsstufen (55, 56, 57) angeschlossen sind, in denen das Tachosignal mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und daß bei Koinzidenz ein Schaltsignal (SNH) erzeugt wird.

29. Windensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal­ anstieg für die Einstellung des Drehmoments und/oder für die Führungsgröße der Drehzahl von einem Rampenbildner (47, 52) verzögert wird.

30. Windensteuerung für zwei von je einem Meister­ schalter ansteuerbare Antriebsmaschinen zum Antrieb von je einer Seiltrommel, dadurch gekennzeich­ net, daß für jede Antriebsmaschine eine Winden­ steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorge­ sehen ist und daß zum synchronen Betrieb beider Maschi­ nen eine gemeinsame Steuerlogik vorgesehen ist, von der die Schaltbefehle für jede Windensteuerung nur bei Übereinstimmung der Eingangssignale von beiden Winden­ steuerungen erzeugt werden.