EP3319899B1 - Winch, method for controlling operation of a winch and method for operating a winch - Google Patents
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- EP3319899B1 EP3319899B1 EP16738113.6A EP16738113A EP3319899B1 EP 3319899 B1 EP3319899 B1 EP 3319899B1 EP 16738113 A EP16738113 A EP 16738113A EP 3319899 B1 EP3319899 B1 EP 3319899B1
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Definitions
- the present invention relates to a method for controlling operation of a cable winch, a method for operating a cable winch, a corresponding device, a cable winch and a corresponding computer program product.
- Cable winches for example electric rescue winches, can have a capstan drive (also known as a capstan drive) and a cable drum for winding and unwinding a winch cable.
- the drum can be driven directly by a main drive, with a speed difference arising from the winding layers being able to be compensated for by means of a slipping clutch.
- the DE 10 2012 013 527 A1 relates to an electrically operated cable drum as the main component of an electric capstan winch that can be used as a rescue winch in helicopters.
- the FR 2 843 954 A1 discloses a method for controlling an operation of a cable winch, the method being executable in connection with a cable winch which has a capstan drive unit for bringing in a cable into the cable winch and deploying the cable from the cable winch, a main drive for driving the capstan drive unit, a cable drum for receiving the Has rope by winding and unwinding the rope and a drum drive for driving the cable drum, wherein the drum drive and the main drive can be operated independently.
- a control strategy or regulation strategy or a regulation concept for cable winches for example for electric cable winches, such as electric rescue winches
- two separate drives such as electric drives, each with a motor Transmission, be provided to independently drive a capstan drive and a rope drum.
- a torque on the cable drum can be increased here if cable slip is detected on the capstan drive. More precisely, for example, a cable section between the capstan drive and the cable drum can be kept under tension by adjusting the torque on the cable drum.
- a cable winch can be operated with a winch cable at the optimum working point, particularly due to the control strategy or the regulation concept, which can reduce both wear on the cable and wear in mechanical components of the cable winch.
- parts can be saved, such as a slipping clutch, whereby the wear of such a part can be prevented, for example in comparison to a rigid coupling between drum and capstan drive, a variable torque suitable for the respective operating situation and thus easy adaptation to changing framework conditions will be realized.
- a slipping clutch can be dispensed with, in which case wear on a slipping clutch can be avoided and wear on the winch cable can be reduced.
- a method for controlling the operation of a cable winch is presented, the method being executable in connection with a cable winch which has a capstan drive unit for bringing in a cable into the cable winch and releasing the cable from the cable winch, a main drive for driving the capstan drive unit, a cable drum for picking up the cable by winding and unwinding the cable, a drum drive for driving the cable drum, the drum drive and the main drive being operable independently of one another, and having a speed measuring device which is arranged in a cable entry section of the cable winch, the method having the following steps: reading in a first speed, which represents a speed of the main drive, and a second speed, which represents a speed detected by the speed measuring device; and
- the cable winch can be designed as an electric cable winch.
- the cable winch can be used as a rescue winch or the like.
- the cable winch can also be installed in a vehicle, for example in an aircraft.
- the main drive can have an electric motor. Additionally or alternatively, the drum drive can have an electric motor.
- the drum drive and additionally or alternatively the main drive can also each have a gear.
- the cable entry section can represent a section of the cable winch in which the cable or winch cable enters the cable winch and additionally or alternatively exits from the cable winch.
- the capstan drive unit with the main drive can be arranged within the cable winch between the cable drum with the drum drive and the cable entry section with the speed measuring device in relation to a cable running direction.
- the first speed can be understood as a first speed value and the second speed can be understood as a second speed value.
- the first speed can be read in via an interface to the main drive or a detection device assigned to the main drive.
- the second speed can be read in via an interface to the speed measuring device.
- the method can include a step of detecting the first speed and the second speed.
- the first speed can be detected using the main drive.
- the second speed can be detected using the speed measuring device.
- the first speed and the second speed can be related to a reference diameter or normalized.
- the method can also have a step of determining a speed difference and additionally or alternatively a speed ratio between the first speed and the second speed.
- the torque value can be determined as a function of the speed difference and additionally or alternatively the speed ratio.
- the method can have a step of performing a comparison of a mathematical relationship or a link between the first speed and the second speed with a threshold value for the mathematical relationship or the link.
- the torque value can be determined as a function of a result of the comparison.
- the mathematical relationship can be a speed difference and additionally or alternatively a speed ratio between the first speed and the second speed.
- an amount of the rotational speed difference can be compared with the threshold value.
- the threshold value can represent a slip limit, for example.
- the torque value can be determined in a starting state of the cable winch as an initial value using at least one default value dependent on the cable load.
- a look-up table with default values dependent on the cable load can be used in the determination step.
- the method can have a step of providing a control signal for controlling the drum drive.
- the control signal can represent the torque value.
- the drum drive can be operable.
- the control signal can have, in particular, a setpoint value for the torque of the drum drive or a controlled or controlled variable for the torque.
- a method for operating a cable winch having a capstan drive unit for hauling in a cable into the cable winch and releasing the cable from the cable winch, a main drive for driving the capstan drive unit, a cable drum for receiving the cable by winding and unwinding the cable , A drum drive for driving the cable drum, wherein the The drum drive and the main drive can be operated independently of one another, and has a speed measuring device which is arranged in a cable entry section of the cable winch, the method having the following step: Controlling an operation of the winch by performing the steps of an embodiment of the above method to reel in or pay out a cable from the winch.
- a control signal can also be used to activate the drum drive, which signal represents the torque value determined according to an embodiment of the above-mentioned method.
- the torque of the drum drive in the step of controlling, can be adjusted until a mathematical relationship or a link between the first speed and the second speed meets a threshold value.
- a mathematical relationship or a link between the first speed and the second speed meets a threshold value.
- a device is also presented which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
- the object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by this embodiment variant of the invention in the form of a device.
- the device can be designed to read in input signals and to determine and provide output signals using the input signals.
- An input signal can represent, for example, a sensor signal that can be read in via an input interface of the device.
- An output signal may represent a control signal or a data signal that may be provided at an output interface of the device.
- the device can be designed to determine the output signals using a processing specification implemented in hardware or software.
- the device to a logic circuit, a include an integrated circuit or a software module and be implemented, for example, as a discrete component or be comprised of a discrete component.
- an embodiment of the aforementioned device can thus be advantageously employed or used, in particular to control operation of the cable winch and additionally or alternatively to operate the cable winch.
- An embodiment of one of the methods mentioned above can also be carried out advantageously in connection with or using the cable winch.
- the speed measuring device can have a cable entry roller and a speed sensor.
- the speed sensor can be designed to detect a speed of the cable entry roller.
- the speed sensor can be designed to detect the speed of the cable entry roller in a non-contact manner.
- Such an embodiment offers the advantage that the rotational speed can be detected in a low-wear and precise manner.
- the capstan drive unit can also have a plurality of rope pulleys for receiving a plurality of windings of the rope.
- the plurality of cable pulleys can be arranged in two radially spaced packages with the same number of coaxially lined up, rigidly connected cable pulleys.
- a first package can be driven by the main drive.
- a second pack may be mechanically coupled to the first pack by a power transmission.
- the axes of rotation of the capstan drive unit, the cable drum and the speed measuring device can be parallel to one another within manufacturing tolerances.
- Such an embodiment offers the advantage that a form factor of the cable winch can be reduced, with the cable being or being able to be guided in the cable winch with little wear.
- a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory, is also advantageous. If the program product or program is executed on a computer or a device, then the program product or program can be used to carry out, implement and/or control the steps of the method according to one of the embodiments described above.
- a capstan drive or a so-called capstan drive and a cable drum for winding and unwinding the winch cable are provided, for example.
- the capstan drive transfers the forces generated by a load on the hook, with the cable drum winding or unwinding the cable with a comparatively lower tensile force.
- a drum is driven directly by a main drive, with a speed difference resulting from the winding layers of the rope being compensated for by means of a slipping clutch.
- the cable winch 100 is merely an example electric rescue winch.
- a cable 105 or winch cable 105 can be brought into the cable winch 100 and brought out of the cable winch 100.
- the cable 105 is guided in the cable winch 100 .
- the cable winch 100 has a capstan drive unit 110 and a main drive 115 .
- the capstan drive unit 110 is designed to reel in the cable 105 into the cable winch 110 and to eject the cable 105 from the cable winch 110 .
- the main drive 115 is designed to drive the capstan drive unit 110 .
- the main drive 115 is coupled to the capstan drive unit 110 .
- the cable winch 100 has a cable drum 120 and a drum drive 125 .
- the cable drum 120 is designed here to receive and release the cable 105 by winding and unwinding the cable 105 .
- the drum drive 125 is designed to drive the cable drum 120 . In this case, the cable drum 120 and the drum drive 125 are coupled to one another.
- the main drive 115 and the drum drive 125 can be operated independently or separately from one another. In other words, the main drive 115 and the drum drive 125 of the cable winch 100 can be controlled individually.
- the cable winch 100 also has a speed measuring device 130 .
- the rotational speed measuring device 130 is arranged in a cable entry section of the cable winch 100 .
- the speed measuring device 130 is designed to detect a speed of a deflection pulley over which the cable 105 is guided in the cable entry section.
- cable winch 100 has a device 140 or control and/or operating device 140 .
- the device 140 is connected to the main drive 115, the drum drive 125 and the speed measuring device 130 so that it can transmit signals.
- First speed signal 152 represents a speed or first speed of main drive 115.
- Second speed signal 154 represents a speed measured by speed measuring device 130 or a second speed.
- Device 140 is thus designed to read in first speed or first speed signal 152 and second speed or second speed signal 154 .
- Device 140 is also designed to determine a torque value for setting a torque of drum drive 125 as a function of the first speed and the second speed.
- the device 140 according to in 1 The exemplary embodiment shown is also designed to control operation of the cable winch 100 in order to bring the cable 105 into the cable winch 100 or to bring the cable 105 out of the cable winch 100 .
- control signal 160 is suitable to be used to drive the drum drive 125 .
- control signal 160 represents the torque value determined in device 140 .
- a torque of the drum drive 125 can thus be set via the control signal 160 .
- the device 140 is designed to read in the first speed or the first speed signal 152 and the second speed or the second speed signal 154 and to generate and output the control signal 160 using the same.
- the device 140 has a reading-in device 142 and a determination device 144 .
- Reading device 142 is designed to read in first speed or first speed signal 152 and second speed or second speed signal 154 .
- Determination device 144 is designed to determine the torque value as a function of the first speed or first speed signal 152 and the second speed or second speed signal 154 .
- determining device 144 is designed to determine the torque value in a starting state of cable winch 100 as an initial value using at least one default value dependent on the cable load.
- the device 140 is also designed to reduce the first speed using the main drive 115 and the second speed under Use of the speed measuring device 130 to detect.
- device 140 is also designed to determine a speed difference and/or a speed ratio between the first speed and the second speed.
- Device 140 is designed to determine the torque value as a function of the speed difference and/or as a function of the speed ratio.
- device 140 is designed to carry out a comparison of a mathematical relationship between the first rotational speed and the second rotational speed with a threshold value for the mathematical relationship. In this case, device 140 is designed to determine the torque value as a function of a result of the comparison carried out.
- Device 140 is also designed according to one embodiment to provide control signal 160 .
- the device 140 is designed here to provide the control signal 160 for an output to the drum drive 125 .
- the device 140 can also have a detection device, a determination device, an implementation device and/or a provision device.
- the cable winch 100 is a cable winch from 1 or a similar winch. Deviating from the representation in 1 are from the winch 100 in 2 the cable 105 or winch cable 105, the capstan drive unit 110, the main drive 115 and the cable drum 120 are shown, the drum drive and the device being shown in FIG 2 are hidden or omitted, with a hook 205 for attaching a load to the cable 105 being additionally shown, with a cable entry roller 232 and a speed sensor 234 being shown from the speed measuring device.
- the cable 105 is wound or can be wound onto the cable drums 120 at a first end.
- the hook 205 is attached to the rope 105 at a second end of the rope 105 opposite the first end.
- the speed measuring device of the cable winch 100 has according to in 2 illustrated embodiment, the cable entry roller 232 and the speed sensor 234.
- the cable 105 runs in the cable entry section or cable entry section of the cable winch 100 via the rope entry pulley 232.
- the speed sensor 234 is located adjacent to the rope entry pulley 232.
- the rotational speed sensor 234 is designed to detect a rotational speed of the rope entry roller 232 .
- the RPM of the rope entry pulley 232 is the second RPM, which can be used in conjunction with the first RPM to determine the torque value.
- the rotational speed sensor 234 is designed, for example, to provide the detected rotational speed of the cable entry roller 232 as the second rotational speed or the second rotational speed signal.
- the capstan drive unit 110 of the cable winch 100 has a plurality of cable pulleys for receiving a plurality of windings of the cable 105 .
- the plurality of windings of the rope 105 is four, purely by way of example.
- the cable pulleys are arranged in two packages that are radially spaced apart from one another, with in particular the same number of coaxially lined up, rigidly connected cable pulleys.
- a first set of sheaves is disposed adjacent to main drive 115 and is drivable by main drive 115 .
- a second pack of pulleys is mechanically coupled to the first pack of pulleys by a power transmission device.
- each pack of sheaves also includes a pulley.
- each package may include a one-piece molded pulley having a plurality of axially staggered cable receiving grooves.
- the axes of rotation of the capstan drive unit 110, an axis of rotation of the cable drum 120 and an axis of rotation of the cable entry roller 232 are arranged or aligned parallel to one another within manufacturing tolerances.
- the cable 105 extends or runs from the hook 205 into the cable entry section of the cable winch 100, over the cable entry roller 232, over the capstan drive unit 110 and into the cable drum 120. Between the cable entry roller 232 and the capstan drive unit 110 and between the capstan drive unit 110 and of the cable drum 120 according to in 2 shown embodiment also arranged means for rope drop safety and / or cable guide.
- FIG. 3 shows a flow chart of a method 300 for controlling according to an embodiment.
- the method 300 can be implemented to operate a cable winch to control.
- the method 300 for controlling in connection with or using the cable winch from one of the Figures 1 to 2 or a similar winch executable.
- Method 300 for controlling has a step 310 of reading in a first speed from the main drive and a second speed from the speed measuring device.
- a torque value for setting a torque of the drum drive determined.
- step 320 of determining, the torque value in a starting state of the cable winch is determined as an initial value using at least one default value dependent on the cable load.
- a look-up table or the like with default values dependent on the rope load can be used to determine the torque value as an initial value.
- the method 300 for controlling further includes a step 330 of detecting the first speed and the second speed.
- the step 330 of detecting can be carried out before the step 310 of reading in.
- the first speed is detected using the main drive, with the second speed being detected using the speed measuring device.
- the method 300 for controlling between the step 310 of reading in and the step 320 of determining has a step 340 of determining and additionally or alternatively a step 350 of carrying out a comparison.
- step 340 of determining a speed difference and/or a speed ratio between the first speed and the second speed is determined.
- the torque value is then determined as a function of the speed difference and/or the speed ratio.
- step 350 a comparison of a mathematical relationship between the first speed and the second speed is performed to a threshold value for the mathematical relationship.
- the mathematical relationship is, for example, the speed difference and/or the speed ratio. In doing so, Step 320 of determining the torque value is determined depending on a result of the comparison.
- the method 300 for controlling optionally has a step 360 of providing, wherein the step 360 of providing can be carried out after the step 320 of determining.
- step 360 of providing a control signal for controlling the drum drive is provided.
- the control signal represents the torque value determined in step 320 of the determination.
- FIG. 4 shows a flow diagram of a method 400 for operating according to an embodiment.
- Method 400 is executable to operate a winch.
- the method 400 is executable to the cable winch from one of Figures 1 to 2 or to operate a similar cable winch.
- method 400 is in connection with the method for controlling operation of the winch 3 or a similar control method executable.
- the method 400 for operating has a step 410 of controlling an operation of the cable winch in order to bring in a cable into the cable winch or to deploy it from the cable winch.
- step 410 of controlling includes the steps of the method for controlling 3 as partial steps.
- the steps of the method for controlling are executed 3 carried out as sub-steps.
- step 410 of controlling the torque of the drum drive is adjusted until a mathematical relationship between the first speed and the second speed meets a threshold or slip limit.
- an anti-slip control can be integrated or implemented in the cable winch 100.
- the torque with which the cable drum 120 is driven, and thus a cable pull through the cable drum 120, are a measure of the force with which the capstan drive unit 110 moves a load on the hook 205. If the cable pull is too low, the cable 105 slip on the capstan drive unit 110, which in turn leads to a speed difference between the first speed on the capstan drive unit 110 and the second speed measured by the speed measuring device 130 at the cable entry.
- a control process or regulation process using method 300 for controlling and/or method 400 for operation intervenes and the torque on cable drum 120 can be increased until slip in capstan drive unit 110 or the speed difference is eliminated is brought below a threshold.
- a torque/load table can be stored, from which the starting value can be read.
- a slip limit can then be determined and then set as already described.
- a cable drum drive would simply be torque-controlled, with a fixed moment, and the main drive on the capstan drive would be speed-controlled.
- an embodiment includes an "and/or" link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that having the first feature or only the second feature.
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Seilwinde, auf ein Verfahren zum Betreiben einer Seilwinde, auf eine entsprechende Vorrichtung, auf eine Seilwinde sowie auf ein entsprechendes Computer-Programmprodukt.The present invention relates to a method for controlling operation of a cable winch, a method for operating a cable winch, a corresponding device, a cable winch and a corresponding computer program product.
Seilwinden, beispielsweise elektrische Rettungswinden, können über einen Spillantrieb (auch Capstan Drive genannt) und eine Seiltrommel zur Auf- und Abwicklung eines Windenseils verfügen. Dabei kann die Trommel direkt von einem Hauptantrieb mit angetrieben werden, wobei eine durch Wicklungslagen entstehende Drehzahldifferenz mittels einer Rutschkupplung ausgeglichen werden kann.Cable winches, for example electric rescue winches, can have a capstan drive (also known as a capstan drive) and a cable drum for winding and unwinding a winch cable. The drum can be driven directly by a main drive, with a speed difference arising from the winding layers being able to be compensated for by means of a slipping clutch.
Die
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Seilwinde, ein Verfahren zum Betreiben einer Seilwinde, eine entsprechende Vorrichtung, eine Seilwinde und ein entsprechendes Computer-Programmprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a method for controlling operation of a cable winch, a method for operating a cable winch, a corresponding device, a cable winch and a corresponding computer program product according to the main claims are presented with the present invention. Advantageous configurations result from the respective dependent claims and the following description.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere eine Steuerstrategie bzw. Regelungsstrategie oder ein Regelungskonzept für Seilwinden, beispielsweise für elektrische Seilwinden, wie zum Beispiel elektrische Rettungswinden bereitgestellt werden. Anstelle einer Kopplung von Hauptantrieb und Seiltrommel können zwei getrennte Antriebe, beispielsweise elektrische Antriebe, jeweils Motor mit Getriebe, vorgesehen sein, um einen Spillantrieb und eine Seiltrommel unabhängig voneinander anzutreiben. Insbesondere kann hierbei ein Drehmoment an der Seiltrommel erhöht werden, wenn Seilschlupf an dem Spillantrieb festgestellt wird. Genauer gesagt kann beispielsweise ein Seilabschnitt zwischen dem Spillantrieb und der Seiltrommel durch Drehmomenteinstellung an der Seiltrommel auf Zug bzw. Spannung gehalten werden.According to embodiments of the present invention, in particular a control strategy or regulation strategy or a regulation concept for cable winches, for example for electric cable winches, such as electric rescue winches, can be provided. Instead of coupling the main drive and cable drum, two separate drives, such as electric drives, each with a motor Transmission, be provided to independently drive a capstan drive and a rope drum. In particular, a torque on the cable drum can be increased here if cable slip is detected on the capstan drive. More precisely, for example, a cable section between the capstan drive and the cable drum can be kept under tension by adjusting the torque on the cable drum.
Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere aufgrund der Steuerstrategie bzw. des Regelungskonzeptes einer Seilwinde mit einem Windenseil am optimalen Arbeitspunkt betrieben werden, was sowohl einen Verschleiß des Seiles als auch einen Verschleiß in mechanischen Bauteilen der Seilwinde verringern kann. Zudem können Teile eingespart werden, wie beispielsweise eine Rutschkupplung, wobei der Verschleiß eines solchen Teils verhindert werden kann, beispielsweise im Vergleich zu einer starren Kopplung zwischen Trommel und Spillantrieb kann ein variables, zu jeweiligen Betriebssituation passendes Drehmoment und somit eine einfache Anpassung an sich verändernde Rahmenbedingungen realisiert werden. Insbesondere kann auf eine Rutschkupplung verzichtet werden, wobei sowohl ein Verschleiß einer Rutschkupplung vermieden sowie ein Verschleiß des Windenseils reduziert werden kann.Advantageously, according to embodiments of the present invention, a cable winch can be operated with a winch cable at the optimum working point, particularly due to the control strategy or the regulation concept, which can reduce both wear on the cable and wear in mechanical components of the cable winch. In addition, parts can be saved, such as a slipping clutch, whereby the wear of such a part can be prevented, for example in comparison to a rigid coupling between drum and capstan drive, a variable torque suitable for the respective operating situation and thus easy adaptation to changing framework conditions will be realized. In particular, a slipping clutch can be dispensed with, in which case wear on a slipping clutch can be avoided and wear on the winch cable can be reduced.
Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs einer Seilwinde vorgestellt, wobei das Verfahren in Verbindung mit einer Seilwinde ausführbar ist, die eine Spillantriebseinheit zum Einholen eines Seils in die Seilwinde und Ausbringen des Seils aus der Seilwinde, einen Hauptantrieb zum Antreiben der Spillantriebseinheit, eine Seiltrommel zum Aufnehmen des Seils durch Aufwickeln und Abwickeln des Seils, einen Trommelantrieb zum Antreiben der Seiltrommel, wobei der Trommelantrieb und der Hauptantrieb unabhängig voneinander betreibbar sind, und eine Drehzahlmesseinrichtung aufweist, die in einem Seileintrittsabschnitt der Seilwinde angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Einlesen einer ersten Drehzahl, die eine Drehzahl des Hauptantriebs repräsentiert und einer zweiten Drehzahl, die eine von der Drehzahlmesseinrichtung erfasste Drehzahl repräsentiert; undA method for controlling the operation of a cable winch is presented, the method being executable in connection with a cable winch which has a capstan drive unit for bringing in a cable into the cable winch and releasing the cable from the cable winch, a main drive for driving the capstan drive unit, a cable drum for picking up the cable by winding and unwinding the cable, a drum drive for driving the cable drum, the drum drive and the main drive being operable independently of one another, and having a speed measuring device which is arranged in a cable entry section of the cable winch, the method having the following steps:
reading in a first speed, which represents a speed of the main drive, and a second speed, which represents a speed detected by the speed measuring device; and
Bestimmen eines Drehmomentwerts zum Einstellen eines Drehmoments des Trommelantriebs in Abhängigkeit von der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl.Determining a torque value for setting a torque of the drum drive depending on the first speed and the second speed.
Die Seilwinde kann als eine elektrische Seilwinde ausgeführt sein. Dabei kann die Seilwinde als eine Rettungswinde oder dergleichen eingesetzt werden. Auch kann die Seilwinde in einem Fahrzeug einbaubar sein, beispielsweise in einem Luftfahrzeug. Der Hauptantrieb kann einen Elektromotor aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Trommelantrieb einen Elektromotor aufweisen. Der Trommelantrieb und zusätzlich oder alternativ der Hauptantrieb können auch jeweils ein Getriebe aufweisen. Der Seileintrittsabschnitt kann einen Abschnitt der Seilwinde repräsentieren, in dem das Seil oder Windenseil in die Seilwinde eintritt und zusätzlich oder alternativ aus der Seilwinde austritt. Die Spillantriebseinheit mit dem Hauptantrieb kann bezogen auf eine Seillaufrichtung innerhalb der Seilwinde zwischen der Seiltrommel mit dem Trommelantrieb und dem Seileintrittsabschnitt mit der Drehzahlmesseinrichtung angeordnet sein. Unter der ersten Drehzahl kann ein erster Drehzahlwert und unter der zweiten Drehzahl ein zweiter Drehzahlwert verstanden werden. Die erste Drehzahl kann über eine Schnittstelle zu dem Hautpantrieb oder einer dem Hauptantrieb zugeordneten Erfassungseinrichtung eingelesen werden. Die zweite Drehzahl kann über eine Schnittstelle zu der Drehzahlmesseinrichtung eingelesen werden.The cable winch can be designed as an electric cable winch. The cable winch can be used as a rescue winch or the like. The cable winch can also be installed in a vehicle, for example in an aircraft. The main drive can have an electric motor. Additionally or alternatively, the drum drive can have an electric motor. The drum drive and additionally or alternatively the main drive can also each have a gear. The cable entry section can represent a section of the cable winch in which the cable or winch cable enters the cable winch and additionally or alternatively exits from the cable winch. The capstan drive unit with the main drive can be arranged within the cable winch between the cable drum with the drum drive and the cable entry section with the speed measuring device in relation to a cable running direction. The first speed can be understood as a first speed value and the second speed can be understood as a second speed value. The first speed can be read in via an interface to the main drive or a detection device assigned to the main drive. The second speed can be read in via an interface to the speed measuring device.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Erfassens der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl aufweisen. Hierbei kann die erste Drehzahl unter Verwendung des Hauptantriebs erfasst werden. Die zweite Drehzahl kann unter Verwendung der Drehzahlmesseinrichtung erfasst werden. Dabei können die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl auf einen Referenzdurchmesser bezogen oder normiert sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige Einstellung des Drehmoments auf Basis einer einfach verfügbaren Datengrundlage erreicht werden kann.According to one embodiment, the method can include a step of detecting the first speed and the second speed. Here, the first speed can be detected using the main drive. The second speed can be detected using the speed measuring device. The first speed and the second speed can be related to a reference diameter or normalized. Such an embodiment offers the advantage that the torque can be set reliably on the basis of easily available data.
Auch kann das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer Drehzahldifferenz und zusätzlich oder alternativ eines Drehzahlverhältnisses zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Bestimmens der Drehmomentwert in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz und zusätzlich oder alternativ dem Drehzahlverhältnis bestimmt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Schlupf des Seiles an der Spillantriebseinheit auf einfache Weise erkannt und zuverlässig durch Anpassen des Drehmoments an der Trommel beseitigt werden kann.The method can also have a step of determining a speed difference and additionally or alternatively a speed ratio between the first speed and the second speed. In this case, in the step of determining, the torque value can be determined as a function of the speed difference and additionally or alternatively the speed ratio. Such an embodiment offers the advantage that slippage of the cable on the capstan drive unit can be detected in a simple manner and can be eliminated reliably by adjusting the torque on the drum.
Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Durchführens eines Vergleichs einer mathematischen Beziehung oder einer Verknüpfung zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl mit einem Schwellenwert für die mathematische Beziehung oder die Verknüpfung aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Bestimmens der Drehmomentwert in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs bestimmt werden. Bei der mathematischen Beziehung kann es sich um eine Drehzahldifferenz und zusätzlich oder alternativ ein Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl handeln. Dabei kann im Schritt des Durchführens ein Betrag der Drehzahldifferenz mit dem Schwellenwert verglichen werden. Der Schwellenwert kann beispielsweise eine Schlupfgrenze repräsentieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass im Falle einer Überschreitung des Schwellenwertes durch Einstellen des Drehmoments schnell und sicher gegengesteuert werden kann, sodass die mathematische Beziehung den Schwellenwert wieder einhält.Furthermore, the method can have a step of performing a comparison of a mathematical relationship or a link between the first speed and the second speed with a threshold value for the mathematical relationship or the link. In this case, in the step of determining, the torque value can be determined as a function of a result of the comparison. The mathematical relationship can be a speed difference and additionally or alternatively a speed ratio between the first speed and the second speed. In this case, in the implementation step, an amount of the rotational speed difference can be compared with the threshold value. The threshold value can represent a slip limit, for example. Such an embodiment offers the advantage that, if the threshold value is exceeded, countermeasures can be taken quickly and reliably by adjusting the torque, so that the mathematical relationship again complies with the threshold value.
Insbesondere kann im Schritt des Bestimmens der Drehmomentwert in einem Anfahrzustand der Seilwinde als ein Anfangswert unter Verwendung von zumindest einem seillastabhängigen Vorgabewert bestimmt werden. Hierbei kann im Schritt des Bestimmens eine Nachschlagtabelle mit seillastabhängigen Vorgabewerten verwendet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch aus einem Stillstand der Antriebe der Seilwinde heraus bei einem Anfahrvorgang ein Seilschlupf zuverlässig verhindert werden kann.In particular, in the step of determining, the torque value can be determined in a starting state of the cable winch as an initial value using at least one default value dependent on the cable load. In this case, a look-up table with default values dependent on the cable load can be used in the determination step. Such an embodiment offers the advantage that cable slippage can be reliably prevented even when the drives of the cable winch are at a standstill during a start-up process.
Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Steuersignals zum Ansteuern des Trommelantriebs aufweisen. Dabei kann das Steuersignal den Drehmomentwert repräsentieren. Unter Verwendung des Steuersignals kann der Trommelantrieb betreibbar sein. Dabei kann das Steuersignal insbesondere einen Sollwert für das Drehmoment des Trommelantriebs oder eine Steuergröße oder Regelgröße für das Drehmoment aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auf einfache und sichere Weise eine Betriebssicherheit der Seilwinde erhöht sowie eine Abnutzung von Teilen sowie des Seiles verhindert oder verringert werden kann.In addition, the method can have a step of providing a control signal for controlling the drum drive. The control signal can represent the torque value. Using the control signal, the drum drive can be operable. In this case, the control signal can have, in particular, a setpoint value for the torque of the drum drive or a controlled or controlled variable for the torque. Such an embodiment offers the advantage that operational reliability of the cable winch can be increased in a simple and safe manner and wear of parts and of the cable can be prevented or reduced.
Es wird auch ein Verfahren zum Betreiben einer Seilwinde vorgestellt, wobei die Seilwinde eine Spillantriebseinheit zum Einholen eines Seils in die Seilwinde und Ausbringen des Seils aus der Seilwinde, einen Hauptantrieb zum Antreiben der Spillantriebseinheit, eine Seiltrommel zum Aufnehmen des Seils durch Aufwickeln und Abwickeln des Seils, einen Trommelantrieb zum Antreiben der Seiltrommel, wobei der Trommelantrieb und der Hauptantrieb unabhängig voneinander betreibbar sind, und eine Drehzahlmesseinrichtung aufweist, die in einem Seileintrittsabschnitt der Seilwinde angeordnet ist, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
Steuern eines Betriebs der Seilwinde durch Ausführen der Schritte einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens, um ein Seil in die Seilwinde einzuholen oder aus der Seilwinde auszubringen.A method for operating a cable winch is also presented, the cable winch having a capstan drive unit for hauling in a cable into the cable winch and releasing the cable from the cable winch, a main drive for driving the capstan drive unit, a cable drum for receiving the cable by winding and unwinding the cable , A drum drive for driving the cable drum, wherein the The drum drive and the main drive can be operated independently of one another, and has a speed measuring device which is arranged in a cable entry section of the cable winch, the method having the following step:
Controlling an operation of the winch by performing the steps of an embodiment of the above method to reel in or pay out a cable from the winch.
Das Verfahren zum Betreiben kann in Verbindung mit einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens zum Steuern vorteilhaft ausgeführt werden. Dabei kann im Schritt des Steuerns auch ein Steuersignal zum Ansteuern des Trommelantriebs verwendet werden, das den gemäß einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens bestimmten Drehmomentwert repräsentiert.The method of operating can advantageously be carried out in connection with an embodiment of the above method of controlling. In this case, in the control step, a control signal can also be used to activate the drum drive, which signal represents the torque value determined according to an embodiment of the above-mentioned method.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Steuerns das Drehmoment des Trommelantriebs eingestellt werden, bis eine mathematische Beziehung oder eine Verknüpfung zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl einen Schwellenwert einhält. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Schlupf des Seiles an der Spillantriebseinheit zuverlässig verhindert oder erkannt und beseitigt werden kann.According to one embodiment, in the step of controlling, the torque of the drum drive can be adjusted until a mathematical relationship or a link between the first speed and the second speed meets a threshold value. Such an embodiment offers the advantage that slippage of the cable on the capstan drive unit can be reliably prevented or detected and eliminated.
Es wird ferner eine Vorrichtung vorgestellt, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.A device is also presented which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. The object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by this embodiment variant of the invention in the form of a device.
Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Vorrichtung einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Vorrichtung dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.The device can be designed to read in input signals and to determine and provide output signals using the input signals. An input signal can represent, for example, a sensor signal that can be read in via an input interface of the device. An output signal may represent a control signal or a data signal that may be provided at an output interface of the device. The device can be designed to determine the output signals using a processing specification implemented in hardware or software. For example, the device to a logic circuit, a include an integrated circuit or a software module and be implemented, for example, as a discrete component or be comprised of a discrete component.
Es wird zudem eine Seilwinde vorgestellt, die folgende Merkmale aufweist:
- eine Spillantriebseinheit zum Einholen eines Seils in die Seilwinde und Ausbringen des Seils aus der Seilwinde;
- einen Hauptantrieb zum Antreiben der Spillantriebseinheit;
- eine Seiltrommel zum Aufnehmen des Seils durch Aufwickeln und Abwickeln des Seils;
- einen Trommelantrieb zum Antreiben der Seiltrommel, wobei der Trommelantrieb und der Hauptantrieb unabhängig voneinander betreibbar sind;
- eine Drehzahlmesseinrichtung, die in einem Seileintrittsabschnitt der Seilwinde angeordnet ist; und
- eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung signalübertragungsfähig mit dem Hauptantrieb, dem Trommelantrieb und der Drehzahlmesseinrichtung verbindbar oder verbunden ist.
- a capstan drive unit for hauling in a rope into the winch and paying out the rope from the winch;
- a prime mover for driving the capstan drive unit;
- a rope drum for taking up the rope by winding and unwinding the rope;
- a drum drive for driving the cable drum, the drum drive and the main drive being operable independently of one another;
- a rotation speed measuring device, which is arranged in a cable entrance section of the cable winch; and
- an embodiment of the above-mentioned device, wherein the device can be connected or is connected to the main drive, the drum drive and the speed measuring device in a manner capable of transmitting signals.
In Verbindung mit der Seilwinde kann somit eine Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, insbesondere um einen Betrieb der Seilwinde zu steuern und zusätzlich oder alternativ die Seilwinde zu betreiben. Auch kann eine Ausführungsform eines der vorstehend genannten Verfahren in Verbindung mit oder unter Verwendung der Seilwinde vorteilhaft ausgeführt werden.In connection with the cable winch, an embodiment of the aforementioned device can thus be advantageously employed or used, in particular to control operation of the cable winch and additionally or alternatively to operate the cable winch. An embodiment of one of the methods mentioned above can also be carried out advantageously in connection with or using the cable winch.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Drehzahlmesseinrichtung eine Seileintrittsrolle und einen Drehzahlsensor aufweisen. Hierbei kann der Drehzahlsensor ausgebildet sein, um eine Drehzahl der Seileintrittsrolle zu erfassen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die zweite Drehzahl am Seileintritt auf einfache und zuverlässige Weise erfasst werden kann.According to one embodiment, the speed measuring device can have a cable entry roller and a speed sensor. Here, the speed sensor can be designed to detect a speed of the cable entry roller. Such an embodiment offers the advantage that the second rotational speed at the cable entrance can be detected in a simple and reliable manner.
Insbesondere kann dabei der Drehzahlsensor ausgebildet sein, um die Drehzahl der Seileintrittsrolle auf berührungslose Weise zu erfassen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Drehzahlerfassung auf verschleißarme und genaue Weise erfolgen kann.In particular, the speed sensor can be designed to detect the speed of the cable entry roller in a non-contact manner. Such an embodiment offers the advantage that the rotational speed can be detected in a low-wear and precise manner.
Auch kann die Spillantriebseinheit eine Mehrzahl von Seilrollen zum Aufnehmen einer Mehrzahl von Wicklungen des Seils aufweisen. Hierbei können die Mehrzahl von Seilrollen in zwei radial voneinander beabstandeten Paketen mit gleicher Anzahl an koaxial aufgereihten, starr verbundenen Seilrollen angeordnet sein. Dabei kann ein erstes Paket durch den Hauptantrieb antreibbar sein. Ein zweites Paket kann mittels einer Kraftübertragungseinrichtung mechanisch mit dem ersten Paket gekoppelt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass hohe Lasten an dem Seil aufgenommen werden können, wobei ein Schlupf des Seiles an der Spillantriebseinheit durch deren konstruktive Eigenschaften minimiert werden kann.The capstan drive unit can also have a plurality of rope pulleys for receiving a plurality of windings of the rope. In this case, the plurality of cable pulleys can be arranged in two radially spaced packages with the same number of coaxially lined up, rigidly connected cable pulleys. A first package can be driven by the main drive. A second pack may be mechanically coupled to the first pack by a power transmission. Such an embodiment offers the advantage that high loads can be absorbed by the rope, with slippage of the rope on the capstan drive unit being able to be minimized by its design properties.
Ferner können Drehachsen der Spillantriebseinheit, der Seiltrommel und der Drehzahlmesseinrichtung innerhalb von Fertigungstoleranzen parallel zueinander sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Formfaktor der Seilwinde verringert werden kann, wobei das Seil verschleißarm in der Seilwinde geführt sein oder werden kann.Furthermore, the axes of rotation of the capstan drive unit, the cable drum and the speed measuring device can be parallel to one another within manufacturing tolerances. Such an embodiment offers the advantage that a form factor of the cable winch can be reduced, with the cable being or being able to be guided in the cable winch with little wear.
Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.A computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory, is also advantageous. If the program product or program is executed on a computer or a device, then the program product or program can be used to carry out, implement and/or control the steps of the method according to one of the embodiments described above.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Seilwinde gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Seilwinde gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 a schematic representation of a winch according to an embodiment; -
2 a perspective view of a winch according to an embodiment; -
3 a flowchart of a method for controlling according to an embodiment; and -
4 a flowchart of a method for operating according to an embodiment.
Bevor auf Ausführungsbeispiele eingegangen wird, werden zunächst Grundlagen und Hintergründe für die vorliegende Erfindung dargestellt. Bei elektrischen Seilwinden, insbesondere Rettungswinden, sind beispielsweise ein Spillantrieb bzw. ein sogenannter Capstan-Antrieb und eine Seiltrommel zur Auf- und Abwicklung des Windenseils vorgesehen. Dabei übernimmt beispielsweise der Spillantrieb eine Übertragung der Kräfte, die durch eine Last am Haken entstehen, wobei die Seiltrommel das Seil mit einer vergleichsweise geringeren Zugkraft auf- bzw. abwickelt. Bei einer herkömmlichen, hydraulisch betriebenen Rettungswinde beispielsweise wird eine Trommel direkt von einem Hauptantrieb mit angetrieben, wobei eine durch Wicklungslagen des Seiles entstehende Drehzahldifferenz mittels einer Rutschkupplung ausgeglichen wird. Beim Abwickeln des Seils von der Seiltrommel ist dieses gegen das Moment der Rutschkupplung abzuwickeln, wodurch insbesondere eine notwendige Vorspannung des Seils entsteht. Beim Aufwickeln stellt sich eine notwendige Zugkraft beispielsweise automatisch ein, wobei diese von einer Gesamtsituation, zum Beispiel einem Gewicht am Haken, von Umweltbedingungen, zum Beispiel Nässe, oder dergleichen abhängig ist. Alternativ kann eine starre Kopplung des Hauptantriebs mit der Seiltrommel vorgesehen sein, wobei eine magnetische Rutschkupplung eingesetzt werden könnte. Hierbei ist allerdings für das Moment der Seiltrommel ein festes Moment vorzugeben, welches viele Betriebsbedingungen, wie z. B. Nässe, berücksichtigen sollte.Before the exemplary embodiments are discussed, the basics and background for the present invention will first be presented. In the case of electric cable winches, in particular rescue winches, a capstan drive or a so-called capstan drive and a cable drum for winding and unwinding the winch cable are provided, for example. In this case, for example, the capstan drive transfers the forces generated by a load on the hook, with the cable drum winding or unwinding the cable with a comparatively lower tensile force. In a conventional, hydraulically operated rescue winch, for example, a drum is driven directly by a main drive, with a speed difference resulting from the winding layers of the rope being compensated for by means of a slipping clutch. When unwinding the rope from the rope drum, it must be unwound against the moment of the slipping clutch, which in particular creates a necessary pre-tension of the rope. When winding up, a necessary tensile force arises automatically, for example, this being dependent on an overall situation, for example a weight on the hook, on environmental conditions, for example wetness, or the like. Alternatively, a rigid coupling of the main drive to the cable drum can be provided, in which case a magnetic slipping clutch could be used. In this case, however, a fixed moment must be specified for the moment of the cable drum, which many operating conditions, such as e.g. B. wetness should be taken into account.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable exemplary embodiments, the same or similar reference symbols are used for the elements which are shown in the various figures and have a similar effect, with a repeated description of these elements being dispensed with.
Die Seilwinde 100 weist eine Spillantriebseinheit 110 und einen Hauptantrieb 115 auf. Dabei ist die Spillantriebseinheit 110 ausgebildet, um das Seil 105 in die Seilwinde 110 einzuholen und das Seil 105 aus der Seilwinde 110 auszubringen. Der Hauptantrieb 115 ist ausgebildet, um die Spillantriebseinheit 110 anzutreiben. Dabei ist der Hauptantrieb 115 mit der Spillantriebseinheit 110 gekoppelt.The
Ferner weist die Seilwinde 100 eine Seiltrommel 120 und einen Trommelantrieb 125 auf. Die Seiltrommel 120 ist hierbei ausgebildet, um das Seil 105 durch Aufwickeln und Abwickeln des Seils 105 aufzunehmen und abzugeben. Der Trommelantrieb 125 ist ausgebildet, um die Seiltrommel 120 anzutreiben. Dabei sind die Seiltrommel 120 und der Trommelantrieb 125 miteinander gekoppelt.Furthermore, the
Bei der Seilwinde 100 sind der Hauptantrieb 115 und der Trommelantrieb 125 unabhängig bzw. getrennt voneinander betreibbar. Anders ausgedrückt sind der Hauptantrieb 115 und der Trommelantrieb 125 der Seilwinde 100 individuell ansteuerbar.In the
Die Seilwinde 100 weist auch eine Drehzahlmesseinrichtung 130 auf. Dabei ist die Drehzahlmesseinrichtung 130 in einem Seileintrittsabschnitt der Seilwinde 100 angeordnet. Die Drehzahlmesseinrichtung 130 ist ausgebildet, um eine Drehzahl einer Umlenkrolle zu erfassen, über die das Seil 105 in dem Seileintrittsabschnitt geführt wird.The
Zudem weist die Seilwinde 100 eine Vorrichtung 140 bzw. Steuer- und/oder Betriebsvorrichtung 140 auf. Die Vorrichtung 140 ist signalübertragungsfähig mit dem Hauptantrieb 115, dem Trommelantrieb 125 und der Drehzahlmesseinrichtung 130 verbunden.In addition,
Die Vorrichtung 140 ist ausgebildet, um ein erstes Drehzahlsignal 152 von dem Hauptantrieb 115 und ein zweites Drehzahlsignal 154 von der Drehzahlmesseinrichtung 130 einzulesen. Dabei repräsentiert das erste Drehzahlsignal 152 eine Drehzahl bzw. erste Drehzahl des Hauptantriebs 115. Das zweite Drehzahlsignal 154 repräsentiert eine mittels der Drehzahlmesseinrichtung 130 gemessene Drehzahl bzw. zweite Drehzahl.
Somit ist die Vorrichtung 140 ausgebildet, um die erste Drehzahl bzw. das erste Drehzahlsignal 152 und die zweite Drehzahl bzw. das zweite Drehzahlsignal 154 einzulesen.
Auch ist die Vorrichtung 140 ausgebildet, um in Abhängigkeit von der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl einen Drehmomentwert zum Einstellen eines Drehmoments des Trommelantriebs 125 zu bestimmen. Hierbei ist die Vorrichtung 140 gemäß dem in
Ferner ist die Vorrichtung 140 ausgebildet, um ein Steuersignal 160 an den Trommelantrieb 125 auszugeben. Das Steuersignal 160 ist geeignet, um zum Ansteuern des Trommelantriebs 125 verwendet zu werden. Das Steuersignal 160 repräsentiert hierbei den in der Vorrichtung 140 bestimmten Drehmomentwert. Somit kann über das Steuersignal 160 ein Drehmoment des Trommelantriebs 125 eingestellt werden.Furthermore, the
Die Vorrichtung 140 ist ausgebildet, um die erste Drehzahl bzw. das erste Drehzahlsignal 152 und die zweite Drehzahl bzw. das zweite Drehzahlsignal 154 einzulesen und unter Verwendung derselben das Steuersignal 160 zu erzeugen und auszugeben.The
Gemäß dem in
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmungseinrichtung 144 ausgebildet, um unter Verwendung zumindest eines seillastabhängigen Vorgabewerts den Drehmomentwert in einem Anfahrzustand der Seilwinde 100 als einen Anfangswert zu bestimmen.According to one exemplary embodiment, determining
Die Vorrichtung 140 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner ausgebildet, um die erste Drehzahl unter Verwendung des Hauptantriebs 115 und die zweite Drehzahl unter Verwendung der Drehzahlmesseinrichtung 130 zu erfassen. Insbesondere ist die Vorrichtung 140 auch ausgebildet, um eine Drehzahldifferenz und/oder ein Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl zu ermitteln. Dabei ist die Vorrichtung 140 ausgebildet, um den Drehmomentwert in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz und/oder in Abhängigkeit von dem Drehzahlverhältnis zu bestimmen. Ferner ist die Vorrichtung 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen Vergleich einer mathematischen Beziehung zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl mit einem Schwellenwert für die mathematische Beziehung durchzuführen. Hierbei ist die Vorrichtung 140 ausgebildet, um den Drehmomentwert abhängig von einem Ergebnis des durchgeführten Vergleichs zu bestimmen. Auch ist die Vorrichtung 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Steuersignal 160 bereitzustellen. Insbesondere ist die Vorrichtung 140 hierbei ausgebildet, um das Steuersignal 160 für eine Ausgabe an den Trommelantrieb 125 bereitzustellen.According to one exemplary embodiment, the
Somit kann die Vorrichtung 140 gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner eine Erfassungseinrichtung, eine Ermittlungseinrichtung, eine Durchführungseinrichtung und/oder eine Bereitstellungseinrichtung aufweisen.Thus, according to one embodiment, the
Das Seil 105 ist an einem ersten Ende auf die Seiltrommeln 120 aufgewickelt bzw. aufwickelbar. An einem dem ersten Ende entgegengesetzten, zweiten Ende des Seiles 105 ist der Haken 205 an dem Seil 105 angebracht.The
Die Drehzahlmesseinrichtung der Seilwinde 100 weist gemäß dem in
Gemäß dem in
Ferner sind gemäß dem in
Das Seil 105 erstreckt sich bzw. verläuft von dem Haken 205 in den Seileintrittsabschnitt der Seilwinde 100, über die Seileintrittsrolle 232, über die Spillantriebseinheit 110 und in die Seiltrommel 120. Dabei sind zwischen der Seileintrittsrolle 232 und der Spillantriebseinheit 110 sowie zwischen der Spillantriebseinheit 110 und der Seiltrommel 120 gemäß dem in
Das Verfahren 300 zum Steuern weist hierbei einen Schritt 310 des Einlesens einer ersten Drehzahl von dem Hauptantrieb und einer zweiten Drehzahl von der Drehzahlmesseinrichtung auf. In einem bezüglich des Schrittes 310 des Einlesens nachfolgend ausführbaren Schritt 320 des Bestimmens wird bei dem Verfahren 300 in Abhängigkeit von der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl, somit in Abhängigkeit von den im Schritt 310 des Einlesens eingelesenen Drehzahlen, ein Drehmomentwert zum Einstellen eines Drehmoments des Trommelantriebs bestimmt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird bei dem Verfahren 300 zum Steuern im Schritt 320 des Bestimmens der Drehmomentwert in einem Anfahrzustand der Seilwinde als ein Anfangswert unter Verwendung von zumindest einem seillastabhängigen Vorgabewert bestimmt. Hierbei kann einen Nachschlagtabelle oder dergleichen mit seillastabhängigen Vorgabewerten verwendet werden, um den Drehmomentwert als einen Anfangswert zu bestimmen..According to one exemplary embodiment, in
Optional weist das Verfahren 300 zum Steuern ferner einen Schritt 330 des Erfassens der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl auf. Der Schritt 330 des Erfassens ist vor dem Schritt 310 des Einlesens ausführbar. Dabei wird im Schritt 330 des Erfassens die erste Drehzahl unter Verwendung des Hauptantriebs erfasst, wobei die zweite Drehzahl unter Verwendung der Drehzahlmesseinrichtung erfasst wird.Optionally, the
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 zum Steuern zwischen dem Schritt 310 des Einlesens und dem Schritt 320 des Bestimmens einen Schritt 340 des Ermittelns und zusätzlich oder alternativ einen Schritt 350 des Durchführens eines Vergleichs auf. Im Schritt 340 des Ermittelns wird eine Drehzahldifferenz und/oder wird ein Drehzahlverhältnis zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl ermittelt. Hierbei wird dann im Schritt 320 des Bestimmens der Drehmomentwert in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz und/oder dem Drehzahlverhältnis bestimmt. Im Schritt 350 des Durchführens wird ein Vergleich einer mathematischen Beziehung zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl mit einem Schwellenwert für die mathematische Beziehung durchgeführt. Bei der mathematischen Beziehung handelt es sich beispielsweise um die Drehzahldifferenz und/oder das Drehzahlverhältnis. Dabei wird im Schritt 320 des Bestimmens der Drehmomentwert in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs bestimmt.According to one exemplary embodiment, the
Ferner weist das Verfahren 300 zum Steuern optional einen Schritt 360 des Bereitstellens auf, wobei der Schritt 360 des Bereitstellens nach dem Schritt 320 des Bestimmens ausführbar ist. Im Schritt 360 des Bereitstellens wird ein Steuersignal zum Ansteuern des Trommelantriebs bereitgestellt. Dabei repräsentiert das Steuersignal den im Schritt 320 des Bestimmens bestimmten Drehmomentwert.Furthermore, the
Das Verfahren 400 zum Betreiben weist einen Schritt 410 des Steuerns eines Betriebs der Seilwinde auf, um ein Seil in die Seilwinde einzuholen oder aus der Seilwinde auszubringen. Dabei umfasst der Schritt 410 des Steuerns die Schritte des Verfahrens zum Steuern aus
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 410 des Steuerns das Drehmoment des Trommelantriebs eingestellt, bis eine mathematische Beziehung zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl einen Schwellenwert bzw. einen Schlupfgrenzwert einhält.According to one embodiment, in
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wäre es auch möglich, mit zwei getrennten Antrieben zu arbeiten, ohne diese regelungstechnisch zu koppeln. Ein Antrieb der Seiltrommel wäre dabei schlicht drehmomentgeregelt, mit einem festen Moment, und der Hauptantrieb am Capstan Drive wäre dabei geschwindigkeitsgeregelt.According to one exemplary embodiment, it would also be possible to work with two separate drives without coupling them in terms of control technology. A cable drum drive would simply be torque-controlled, with a fixed moment, and the main drive on the capstan drive would be speed-controlled.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The exemplary embodiments described and shown in the figures are only selected as examples. Different exemplary embodiments can be combined with one another completely or in relation to individual features. An exemplary embodiment can also be supplemented by features of a further exemplary embodiment.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.Furthermore, method steps according to the invention can be repeated and carried out in a different order from that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an embodiment includes an "and/or" link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that having the first feature or only the second feature.
- 100100
- Seilwindewinch
- 105105
- Seil bzw. Windenseilrope or winch rope
- 110110
- Spillantriebseinheitcapstan drive unit
- 115115
- Hauptantriebmain drive
- 120120
- Seiltrommelcable drum
- 125125
- Trommelantriebdrum drive
- 130130
- Drehzahlmesseinrichtungspeed measuring device
- 140140
- Vorrichtung bzw. Steuer- und/oder BetriebsvorrichtungDevice or control and/or operating device
- 142142
- Einleseeinrichtungreading device
- 144144
- Bestimmungseinrichtungdetermination device
- 152152
- erstes Drehzahlsignalfirst speed signal
- 154154
- zweites Drehzahlsignalsecond speed signal
- 160160
- Steuersignalcontrol signal
- 205205
- HakenHook
- 232232
- Seileintrittsrollerope entry pulley
- 234234
- Drehzahlsensorspeed sensor
- 300300
- Verfahren zum Steuernmethod of controlling
- 310310
- Schritt des Einlesensreading step
- 320320
- Schritt des Bestimmensstep of determining
- 330330
- Schritt des Erfassensstep of capturing
- 340340
- Schritt des Ermittelnsstep of discovery
- 350350
- Schritt des Durchführensstep of performing
- 360360
- Schritt des Bereitstellensstep of providing
- 400400
- Verfahren zum BetreibenProcedure for Operating
- 410410
- Schritt des Steuernsstep of control
Claims (12)
- Method (300) for controlling an operation of a winch (100), the method (300) being executable in conjunction with a winch (100) comprising a capstan drive unit (110) for retrieving a rope (105) into the winch (100) and discharging the rope (105) from the winch (100), a main drive (115) for driving the capstan drive unit (110), a rope drum (120) for receiving the rope (105) by winding and unwinding the rope (105), a drum drive (125) for driving the rope drum (120), the drum drive (125) and the main drive (115) being operable independently of each other, characterized in that the rope winch comprises a rotational speed measuring device (130; 232, 234) disposed in a rope entry portion of the winch (100), the method (300) comprising the steps of:reading (310) a first rotational speed (152) representing a rotational speed of the main drive (115) and a second rotational speed (154) representing a rotational speed detected by the rotational speed measuring device (130; 232, 234); anddetermining (320) a torque value for adjusting a torque of the drum drive (125) depending on the first rotational speed (152) and the second rotational speed (154).
- Method (300) according to claim 1, comprising a step (330) of detecting the first rotational speed (152) and the second rotational speed (154), wherein the first rotational speed (152) is detected using the main drive (115) and the second rotational speed (154) is detected using the rotational speed measuring device (130; 232, 234).
- Method (300) according to any one of the preceding claims, comprising a step (340) of determining a rotational speed difference and/or a rotational speed ratio between the first rotational speed (152) and the second rotational speed (154), wherein in the step (320) of determining the torque value is determined depending on the rotational speed difference and/or the rotational speed ratio.
- Method (300) according to any one of the preceding claims, comprising a step (350) of performing a comparison of a mathematical relationship between the first rotational speed (152) and the second rotational speed (154) with a threshold value for the mathematical relationship, wherein in the step (320) of determining, the torque value is determined depending on a result of the comparison.
- Method (300) according to any one of the preceding claims, wherein in the step (320) of determining, the torque value in a start-up state of the winch (100) is determined as an initial value using at least one rope-load-dependent default value.
- Method (300) according to any one of the preceding claims, comprising a step (360) of providing a control signal (160) for driving the drum drive (125), the control signal (160) representing the torque value.
- Apparatus (140) for operating a winch configured to perform, control and/or implement the steps of a method (300), the steps comprising:reading (310) a first rotational speed (152) representing a rotational speed of a main drive (115) of a capstan drive unit (110) and a second rotational speed (154) representing a rotational speed detected by the rotational speed measuring device (130; 232, 234) disposed in a rope entry portion of a winch (100); anddetermining (320) a torque value for adjusting a torque of the drum drive (125) in response to the first speed (152) and the second speed (154).
- Winch (100) comprising:a capstan drive unit (110) for hauling a rope (105) into the winch (100) and discharging the rope (105) from the winch (100);a main drive (115) for driving the capstan drive unit (110);a rope drum (120) for receiving the rope (105) by winding and unwinding the rope (105);a drum drive (125) for driving the rope drum (120), the drum drive (125) and the main drive (115) being operable independently of each other;a rotational speed measuring device (130; 232, 234) disposed in a rope entry portion of the winch (100); andan apparatus (140) according to claim 7, wherein the apparatus (140) is connectable or connected to the main drive (115), the drum drive (125) and the rotational speed measuring device (130; 232, 234) in a signaltransmitting manner.
- Winch (100) according to claim 8, in which the rotational speed measuring device (130) comprises a rope entry pulley (232) and a rotational speed sensor (234), the rotational speed sensor (234) being configured to detect rotational speed of the rope entry pulley (232).
- Winch (100) according to claim 9, wherein the rotational speed sensor (234) is configured to detect the rotational speed of the rope entry pulley (232) in a contactless manner.
- Winch (100) according to any one of claims 8 to 10, wherein the capstan drive unit (110) comprises a plurality of rope pulleys for receiving a plurality of windings of the rope (105), the plurality of rope pulleys being arranged in two radially spaced-apart packages with equal numbers of coaxially lined-up, rigidly connected rope pulleys, a first package being drivable by the main drive (115), a second package being mechanically coupled to the first package by means of a power transmission device.
- Winch (100) according to any one of claims 8 to 11, wherein axes of rotation of the capstan drive unit (110), the rope drum (120) and the rotational speed measuring device (130; 232) are parallel to each other within manufacturing tolerances.
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