EP4242162A1 - Verfahren zur steuerung einer windenanordnung einer pistenraupe, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und pistenraupe - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer windenanordnung einer pistenraupe, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und pistenraupe Download PDF

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Publication number
EP4242162A1
EP4242162A1 EP23158114.1A EP23158114A EP4242162A1 EP 4242162 A1 EP4242162 A1 EP 4242162A1 EP 23158114 A EP23158114 A EP 23158114A EP 4242162 A1 EP4242162 A1 EP 4242162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winch
arm
rope
change
rope tension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23158114.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Original Assignee
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kassbohrer Gelandefahrzeug AG, Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG filed Critical Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Publication of EP4242162A1 publication Critical patent/EP4242162A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
    • B66D1/50—Control devices automatic for maintaining predetermined rope, cable, or chain tension, e.g. in ropes or cables for towing craft, in chains for anchors; Warping or mooring winch-cable tension control
    • B66D1/505—Control devices automatic for maintaining predetermined rope, cable, or chain tension, e.g. in ropes or cables for towing craft, in chains for anchors; Warping or mooring winch-cable tension control electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/36—Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H4/00—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow
    • E01H4/02—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a winch arrangement of a snow groomer, wherein the winch arrangement has a winch cable and a winch arm guiding the winch cable, which is rotatably mounted about a vehicle vertical axis.
  • the invention also relates to a device for carrying out such a method, comprising: a winch arrangement with a winding device for storing and winding the winch rope, which can be anchored to a stationary anchor point at a free end region facing away from the winding device; a drive device assigned to the winding device for introducing tensile forces onto the winch rope; a winch arm for feeding the winch rope to the winding device, the winch arm being rotatably mounted about a vehicle vertical axis, and a rotary drive assigned to the winch arm for generating active rotational movements of the winch arm about the vehicle vertical axis; and a control device for controlling the rotary drive of the winch arm, as well as a snow groomer with such a device
  • a device described at the beginning is known from the applicant's product range and is used for snow groomers, which are sold by the applicant under the brand name "Pistenbully" in order to maintain and prepare steep ski slopes.
  • the known device has a winch arrangement which is rotatably mounted about a vehicle vertical axis on a chassis of the snow groomer and has a winding device designed as a cable drum, which is assigned a drive device for a winch cable for introducing a tensile force onto the winch cable, the winch cable being placed on the cable drum can be wound up or unwound from the cable drum.
  • a steel cable is used as the flexible winch cable in the known winch arrangement, with a locking device designed as a hook in the manner of a crane hook, which can be closed with a snap lock, being attached to a free end region of the steel cable facing away from the winding device.
  • the winch arrangement is provided with a guide device, which is typically designed as a boom or as a winch arm with cable guide devices and which is intended for feeding the winch cable to the drive device.
  • the winch arm enables the winch rope to be guided from the winding device over a driver's cab of the snow groomer, so that a driver of the snow groomer has the winch rope in his field of vision, at least in the main case of use when the snow groomer is oriented uphill.
  • the winch arm can have the task of aligning the winch rope in the manner of a forced guidance in a predeterminable direction relative to the snow groomer in order to effect an advantageous attack of the tensile forces transmitted by the winch rope on the snow groomer.
  • the winch arrangement has a rotary drive in order to position the winch arm laterally or to actively improve the steering behavior of the vehicle through a rotary movement.
  • the winch rope is pulled off the winding device and anchored or fixed at a stationary anchor point in an upper area of the terrain.
  • the snow groomer then drives on the slopes with traction support from the tensioned winch cable, which is wound up and unwound via the winding device or its drive device depending on the position and travel of the snow groomer.
  • the operation of the snow groomer with train support is also referred to below as winch operation.
  • the winch operation enables, among other things, the snow groomer to prepare steep terrain that could not be navigated without this train support.
  • the winch cable is temporarily positioned on a terrain contour or on a surface of the ski slope, such as on a hilltop or a pile of snow, with a lateral offset from the direct alignment or path of the snow groomer uphill to the stationary anchor point fixed.
  • This situation can occur, for example, if a different lane is selected when the snow groomer is traveling uphill than when it was traveling downhill.
  • the winch arm is deflected to the side or towards the temporary fixation point due to its floating, rotatable bearing. This results in enormous tension in the winch cable.
  • the winch rope suddenly snaps out of the temporary fixation, in a direct direction between the snow groomer and the stationary anchor point. This is often referred to as rope lay.
  • the winch rope snaps out or is released, extreme loads are created in the winch rope due to the high static pre-tensioning force of the winch rope.
  • High dynamic mass forces arise, in particular longitudinal and transverse forces, which also act on the winch arrangement of the snow groomer through the winch cable and thereby shorten the service life of both the winch cable and the winch arrangement, in particular the winch arm.
  • the method disclosed provides for arranging a mechanical and/or hydraulic compensator at a stationary anchor point for hanging the winch rope of the winch of a snow groomer, the compensator reducing the longitudinal vibrations and transverse vibrations occurring in the winch rope and the peak loads in the winch rope, ie between a winch machine and the anchor point and thus also intercepts the wind machine.
  • a device is also disclosed which is a mechanical and/or hydraulic compensator which is designed in such a way that it absorbs and reduces the impact loads in excess of the normal load in piste operation due to freely swinging ropes.
  • the compensator is arranged as a link between an anchoring device of the winch cable and the anchor point.
  • the patent specification EP 2 398 966 B1 discloses a snow groomer with a winch arrangement to facilitate handling of the snow groomer on steep slopes.
  • the snow groomer includes a control unit and the winch assembly, which includes a rotatably mounted drum, a winch rope that is wound around the drum, an actuator assembly for rotating the drum, a first sensor for determining the position of the drum, a roller that is rotated by the winch rope and includes a second sensor for determining the position of the roller.
  • the control unit is configured to sense the speed of the drum and the speed of the idler and to control the actuator assembly as a function of the speed of the drum, the speed of the idler, the position of the drum and the geometry of the idler and the drum Control the tension of the winch rope.
  • the disclosure document EP 1 118 580 A1 discloses a device for automatically adjusting and regulating the pulling force of the rope of a winch arrangement for a snow groomer.
  • the device comprises a control and regulation unit which is connected to a controllable winch drive, an evaluation device which is connected to sensor elements and to the control and regulation unit.
  • the sensor elements are pressure sensors which detect the pressure present at a shuttle valve with the highest value, which is connected between the delivery lines of right-hand and left-hand drives in a first direction of travel or in a direction of travel opposite to the latter, an algorithm being stored in the evaluation device , which calculates a setpoint based on the pressure value obtained by the pressure sensors, which controls the winch drive via the control unit.
  • the facility further comprises a rotary angle sensor which determines the angle of the winch rope or the winch arm with respect to the vehicle's longitudinal axis, with a signal proportional to the angle being formed which is fed to the evaluation unit for calculating the maximum permissible tensile force.
  • the object of the invention is to create a method, a device and a snow groomer of the type mentioned at the outset, which enable a high level of operational safety.
  • a rope lay can be detected early on when the snow groomer is winching and the operational rope tension can at least largely be quickly restored or even approximately maintained by an active compensating rotational movement of the winch arm.
  • the mechanical load on the winch rope as well as on the winch arrangement and the snow groomer can be kept low and operational safety can be increased.
  • the rotary drive assigned to the winch arm is initially passive or deactivated.
  • the winch arm With a passive rotary drive, the winch arm is positioned floating around the vehicle's vertical axis and can therefore be rotated freely.
  • Detecting a change in rope tension of the winch rope requires a time-dependent detection of the rope tension of the winch rope using fundamentally known measuring methods.
  • the change in rope tension of the winch rope serves as a controlled variable and can be defined, for example, by a change in the tensile force of the winch rope over a predetermined period of time. Such a value is preferably determined empirically.
  • the specified setpoint range for the operational rope tension defines a rope tension range in which the winch rope is tensioned or does not sag under the given operating conditions.
  • the specified limit value for the change in rope tension indicates a value below which a rope lay or a sudden decrease in winch rope tension can be assumed.
  • the time-dependent change in rope tension of the winch rope is compared with the specified limit value for the change in rope tension. If the cable tension change falls below the limit value, the rotary drive assigned to the winch arm is activated or activated.
  • the rotary drive causes a compensating rotational movement of the winch arm, so that an actual value of the operational rope tension is at least largely approximated or achieved to the specified setpoint range. For this purpose, the actual value of the operational rope tension is also recorded during the compensating rotational movement.
  • the compensating rotational movement of the winch arm is carried out actively by the rotary drive of the winch arrangement or the winch arm and is therefore also referred to as active compensating rotational movement.
  • a passive (floating) rotary movement of the winch arm occurs when the rotary drive is deactivated and the freely rotatable winch arm is rotated, for example by a tensile force applied to the winch arm.
  • the winch arm can be rotatably mounted separately or rotatably arranged together with a support structure of the winch arrangement.
  • the method according to the invention for controlling a winch arrangement of a snow groomer is particularly advantageous for maintaining and preparing steep ski slopes using winches.
  • An advantage of this embodiment can be that a rope lay or a sudden decrease in rope tension is detected even earlier and more reliably.
  • the change in the rotational position of the winch arm can be caused by a rope lay, i.e. by a sudden snapping out of the winch rope from a temporary fixation on a slope to be prepared.
  • the detection of a change in the rotational position of the winch arm in the winch operation of the winch arrangement occurs simultaneously with the detection of a change in rope tension, so that the rotary drive is initially deactivated here too.
  • the winch arm can therefore be freely rotated around the vehicle's vertical axis. Detecting a change in the rotational position of the winch arm also requires a time-dependent detection of a rotational position of the winch arm using basically known measuring methods.
  • the change in rotational position of the winch arm can be defined by a change in a rotation angle relative to a vehicle longitudinal axis over a predetermined period of time.
  • the change in rotational position of the winch arm can be recorded both as rotational angular velocity and as rotational angular acceleration.
  • the specified limit value for the change in rotational position specifies a value which, if exceeded, will result in a rope lay or a sudden decrease in the winch rope tension is. It is possible to specify several limit values for a corresponding rotational angular velocity and/or a corresponding rotational angular acceleration.
  • the time-dependent change in rotational position of the winch arm is compared with the specified limit value for the change in rotational position. This comparison is taken into account in addition to the comparison already described above of the detected change in rope tension of the winch rope with the specified limit value for the change in rope tension.
  • the rotary drive assigned to the winch arm is only controlled or activated in order to at least largely approximate an actual value of the operational rope tension to the specified setpoint range through the active compensating rotational movement of the winch arm when both the limit value for the change in rotational position is exceeded and the limit value for the change in rotational position is not exceeded Limit value for the change in rope tension, especially at the same time, is present. If several limit values are specified for the rotational angular velocity and the rotational angular acceleration, the rotary drive is preferably activated when a first limit value is exceeded.
  • the active compensating rotational movement of the winch arm takes place in the same direction or in the opposite direction to the change in rotational position of the winch arm.
  • the change in the rotational position of the winch arm is a passive rotational movement of the winch arm and can take place in a specific direction of rotation depending on the rotational position of the winch arm and the direction of travel of the snow groomer.
  • the active compensating rotational movement of the winch arm occurs either in the same direction or in the opposite direction to this direction of rotation.
  • the passive rotational movement of the winch arm is braked and/or stopped by controlling the rotary drive and then rotated in the opposite direction until the actual value of the operational rope tension is in or close to the specified setpoint range at least largely approximated.
  • the passive rotational movement of the winch arm caused by the decrease in the winch rope tension is not initially braked or stopped by activating the rotary drive, but continues to be rotated in the same direction until the actual value of the operational rope tension is in the specified setpoint range or at least comes close to this.
  • an angle of rotation of the winch arm is detected relative to a vehicle longitudinal axis, which is determined when detecting the change in rotational position of the winch arm is taken into account in the winch operation of the winch arrangement. Detecting the angle of rotation of the winch arm can be done using basically known measuring methods.
  • a tensile force on the winch arrangement is recorded as a function of time.
  • the tensile force on the winch arrangement can be detected at a front end region of the winch arm using basically known measuring methods.
  • the active compensating rotational movement of the winch arm takes place relative to a plane spanned by the vehicle's vertical axis and a stationary anchor point of the winch rope in an angular amount range between 0° and 90°.
  • the stationary anchor point of the winch rope there is a straight and therefore direct connection between the winch arm and the stationary anchor point. If the winch arm is in this plane, then this also applies to the winch rope anchored to the stationary anchor point.
  • Activating the rotary drive corresponds to switching a direction of rotation of the rotary drive, since the active return movement of the winch arm takes place in the opposite direction to the active compensating rotary movement of the winch arm.
  • the rope tension can be additionally controlled and preferably kept in the setpoint range for the operational rope tension of the winch rope.
  • Activating the rotary drive corresponds to deactivating the rotary drive.
  • the rotary drive preferably remains mechanically connected to the winch arm, it is switched to an almost pressure-free circulation. This means that after this step the winch arm is again freely, in particular essentially resistance-free, rotatably mounted and aligns itself depending on a tensile force acting on the winch rope between the anchor point and the winch arm.
  • a sensor system for detecting a change in rope tension of the winch rope in the winch operation of the winch arrangement.
  • an electronic data processing system is provided which has a data memory in which the data of the setpoint range for an operational rope tension and the limit value for the change in rope tension are stored, and which is coupled to the sensor system in order to activate the control device if the limit value for the change in rope tension is undershot of the rotary drive in such a way that the operational rope tension at least largely approaches the specified setpoint range through an active compensating rotational movement of the winch arm.
  • the sensor system for detecting a change in rope tension of the winch rope is designed for time-dependent detection of a rope tension of the winch rope.
  • the sensor system can include a time recording unit or be assigned to one.
  • the sensor system, in particular the time recording unit enables the data recorded by the sensor system to be assigned to different times or periods of time. This makes it possible to calculate a pattern for a rope lay in connection with corresponding changes in the rope tension of the winch rope. If this pattern is extrapolated into the future, a prediction model for a rope strike can be derived.
  • the data processing system has access to the data stored in the data memory of the setpoint range for an operational rope tension and the limit value, based on which a comparison is made with the data recorded by the sensor system.
  • the solution according to the invention is suitable for winch arrangements in which the winch arm is arranged in a rotationally fixed manner on the winch arrangement.
  • the winch arm is located together with the winch arrangement or the winding device Snow groomer rotatably mounted.
  • the solution according to the invention can also be used in winch arrangements in which the winding device for the winch cable is arranged fixed to the vehicle. In these winch arrangements, the winch arm itself is rotatably mounted relative to the vehicle-mounted arrangement of the winding device.
  • a further sensor system is provided in the device for detecting a change in the rotational position of the winch arm in the winch operation of the winch arrangement.
  • the data processing system has a data memory in which the limit value for the change in rotational position is stored, and is coupled to the further sensor system in order to control the control device of the rotary drive in such a way that the active compensating rotational movement of the winch arm occurs when the limit value for the change in rotational position is exceeded the operational rope tension at least largely approximates the specified setpoint range.
  • the further sensor system for detecting a change in the rotational position of the winch arm is designed for time-dependent detection of a rotational position of the winch arm.
  • the additional sensor system can include a time recording unit as described above or can be assigned to one.
  • the data recorded by this sensor system can also be taken into account in the prediction model for a rope lay.
  • the data processing system has access to the data stored in the data memory of the setpoint range for an operational rope tension and the limit value, which is used to compare it with the data recorded by the other sensors.
  • the further sensor system for detecting the rotational position of the winch arm has a rotation angle sensor which is designed to detect a rotation angle of the winch arm relative to a vehicle longitudinal axis.
  • the sensor system for detecting the cable tension of the winch cable is arranged in the winch arm, in particular at a front end region of the winch arm, and/or has a tensile force sensor for detecting a tensile force on the winch arrangement.
  • the snow groomer according to the invention has the device according to the invention.
  • Such a snow groomer has significantly increased operational reliability in winch operation, both in terms of the driving function and the winch function and the functions of the attachments.
  • a snow groomer 2 after Fig. 1 has a crawler chassis 18 in a generally known manner, which is assigned to a chassis (unspecified).
  • the chassis has a driver's cab 19 on the front.
  • a clearing blade 20 is provided as a front attachment.
  • a rear tiller 21 is provided as a rear attachment, which is adjustable and detachably held on the chassis of the snow groomer 2 via an unspecified rear equipment carrier.
  • the snow groomer 2 further has a device for controlling a winch arrangement 1 of the snow groomer 2.
  • the winch arrangement 1 is rotatably attached to the chassis of the snow groomer 2 about a vehicle vertical axis FH, preferably via a ball-bearing slewing ring, and has a winding device 6, which is assigned a drive device 8 for a winch rope 3 for introducing a tensile force Fz onto the winch rope 3, wherein the winch rope 3 can be wound onto the winding device 6 or unwound from the winding device 6.
  • the winch rope 3 has, on a free end region 7 facing away from the winding device 6, an unspecified locking device, preferably a hanging hook, via which the winch rope 3 can be anchored to a stationary anchor point A, as in particular in the Fig. 2 is visible.
  • the winch arrangement 1 further has a winch arm 4 for feeding the winch rope 3 to the winding device 6.
  • the winch arm 4 enables the winch rope 3 to be guided over a driver's cab 19 Snow groomer 2 away, so that a driver of the snow groomer 2 has the winch rope 3 in his field of vision, at least when the snow groomer 2 is oriented uphill, as in the Fig. 2 is shown.
  • the winch arrangement 1 further has a rotary drive 5 for generating active rotational movements of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 about the vehicle vertical axis FH.
  • the rotary drive 5 is preferably designed as an electric or hydraulic motor.
  • the snow groomer 2 has a control device 9 for controlling the rotary drive 5 of the winch arrangement 1 or the winch arm 4, the rotary drive 5 preferably acting via a pinion on an at least partially circumferential toothing provided on the winch arrangement 1. This enables an active rotational movement of the winch arrangement 1 or the winch arm 4.
  • the toothing is coplanar with a plane of the slewing ring.
  • the slewing ring preferably lies in a horizontal plane.
  • the snow groomer 2 or the device for controlling the winch arrangement 1 of the snow groomer 2 further has a sensor system 10 for detecting a change in rope tension of the winch rope 3 in a winch operation of the winch arrangement 1.
  • an electronic data processing system 11 is provided which has a data memory 12 in which the data of a setpoint range for an operational rope tension and a limit value for the change in rope tension are stored.
  • the electronic data processing system 11 is coupled to the sensor system 10 in order to instruct the control device 9 of the rotary drive 5 if the limit value for the change in rope tension is undershot in such a way that the operational rope tension is at least within a predetermined setpoint range through an active compensating rotational movement of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 largely approximated.
  • the snow groomer 2 is shown on a steep ski slope P in the winch mode with a direction of travel FR uphill or uphill.
  • the snow groomer 2 is anchored to the stationary anchor point A with the free end region 7 of the winch rope 3 facing away from the winding device 6, so that the snow groomer 2 can drive on the slopes with traction support from the tensioned winch rope 3.
  • the stationary anchor point A is designed as a pole anchored in the terrain and is attached above a ski slope P.
  • the Figures 3A and 3B show the snow groomer 2 in a top view with different directions of travel FR of the snow groomer 2 relative to the stationary anchor point A.
  • the rotatability of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 of the snow groomer 2 is enabled by the rotary drive 5.
  • This means that the rotary drive 5 is still mechanically connected to the winch arm 4, but is switched to an almost pressure-free circulation.
  • the winch arm 4 directs therefore due to its free, essentially resistance-free rotation in the direction of a tensile force Fz of the winch cable 3 or towards the stationary anchor point A.
  • the winch arm 4 lies in a plane E spanned by the vehicle vertical axis FH and the stationary anchor point A of the winch rope 3. In the Fig.
  • the direction of travel FR or a direct lane of the snow groomer 2 is aligned with the stationary anchor point A.
  • the winch arrangement 1 or the winch arm 4 of the snow groomer 2 is in a zero position in this situation. This means that the winch arm 4 runs along the vehicle's longitudinal axis FL or in the direction of travel FR of the snow groomer 2.
  • the stationary anchor point A is laterally offset from the direction of travel FR or the direct path of the snow groomer 2.
  • the winch arrangement 1 or the winch arm 4 of the snow groomer 2 aligns itself with the laterally offset anchor point A and rotates relative to the zero position or the vehicle longitudinal axis FL by the angle of rotation ⁇ .
  • plane E shows the plane E spanned by the vehicle vertical axis FH of the snow groomer 2 and the stationary anchor point A of the winch rope 3 in a side view.
  • plane E there is a straight connection between the winch arm 4 or the vehicle vertical axis FH and the stationary anchor point A.
  • a temporary fixing point T of the winch rope 3 is also shown.
  • the temporary fixation point T of the winch rope 3 arises in particular when the winch rope 3 is temporarily fixed to a terrain contour or a snow surface elevation of a ski slope P with a lateral offset to the direct alignment or to the plane E of the snow groomer 2, as in particular in the Fig. 5A is visible.
  • the winch arrangement 1 or the winch arm 4 is deflected to the side or in the direction of the temporary fixing point T due to the rotatable bearing.
  • the winch rope 3 If the winch rope 3 is released from its temporary fixation T, the winch rope 3 suddenly snaps in a direct direction between the snow groomer 2 and the stationary anchor point A or in the direction of the plane E due to static pre-tensioning forces of the winch rope 3, as in the Fig. 5B is visible. This is also referred to below as rope lay.
  • the winch arm 3 rotates with the winch rope 3 in this direct direction.
  • the 5A to 5D show in a top view the time sequence of the method according to the invention for controlling the winch arrangement 1 of the snow groomer 2.
  • the stationary anchor point A is not in alignment with the vehicle longitudinal axis FL or the direction of travel FR of the snow groomer 2, so that the vehicle longitudinal axis FL is not lies in level E, especially in the Fig. 5A is visible.
  • the temporary fixation point T is neither in alignment with the vehicle's longitudinal axis FL or the direction of travel FR of the snow groomer 2 nor in alignment with plane E.
  • the data processing system 11 instructs the control device 9 of the rotary drive 5 in such a way that the operational rope tension at least largely approaches a predetermined setpoint range through an active compensating rotational movement of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 .
  • the device for controlling the winch arrangement 1 of the snow groomer 2 has a further sensor system 13 for detecting a change in the rotational position of the winch arm 4 in the winch operation of the winch arrangement 1. Because when the rope is laid, as already described above, the freely rotatable winch arm 4 is rotated in the direction of plane E, as in the Fig. 5B is visible.
  • the data processing system 11 specifies a limit value for the change in rotational position, which is stored in a data memory 14 assigned to it. For this purpose, the data processing system 11 is coupled to the further sensor system 13.
  • the data processing system 11 compares the detected change in rotational position of the winch arm 4 with the specified limit value. This comparison is taken into account in addition to the above-mentioned comparison of the detected change in rope tension of the winch rope 3 with the specified limit value.
  • the data processing system 11 instructs the control device 9 of the rotary drive 5 in such a way that an active compensating rotational movement of the winch arrangement 1 or of the winch arm 4, the operational rope tension at least largely approaches a predetermined setpoint range.
  • the operational rope tension has reached the specified setpoint range.
  • the winch rope 3 is in a tensioned state between the winch arm 4 and the stationary anchor point A, as in the Fig. 5C is visible.
  • the active compensating rotational movement of the winch arm 4 takes place in the opposite direction to the change in rotational position of the winch arm 4.
  • a passive rotational movement of the winch arm 4 is shown in a direction of rotation DR.
  • the direction of rotation DR corresponds to the passive rotational movement of the winch arm 4 in a counterclockwise direction.
  • the passive rotational movement of the winch arm 4 is braked or stopped by controlling or activating the rotary drive 5 and then rotated in the opposite direction.
  • the winch rope 3 is preferably tensioned due to the opposite rotational movement of the winch arm 4. Accordingly, in the example shown, the active compensation rotational movement of the winch arm 4 takes place clockwise.
  • the active compensation rotational movement of the winch arm 4 is in the same direction as the change in rotational position of the winch arm 4.
  • a rotation angle ⁇ of the winch arm 4 is detected relative to a vehicle longitudinal axis FL, as in the Fig. 3B is visible.
  • the angle of rotation ⁇ is taken into account when detecting the change in rotational position of the winch arm 4 in the winch operation of the winch arrangement 1.
  • the further sensor system 13 for detecting the rotational position of the winch arm 4 has a rotation angle sensor 15, which is designed to detect a rotation angle ⁇ of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 relative to a vehicle longitudinal axis FL.
  • the tensile force Fz on the winch arrangement 1 is recorded as a function of time, which is taken into account when detecting the change in rope tension of the winch rope 3 in the winch operation of the winch arrangement 1.
  • the sensor system 10 for detecting the rope tension of the winch rope 3 is arranged in the winch arm 4, in particular at a front end region 16 of the winch arm 4, and/or has a tensile force sensor 17 for detecting the tensile force Fz on the winch arrangement 1.
  • the tensile force sensor 17 is arranged at the front end region 16 of the winch arm 4 on a deflection roller 22, as in the Fig. 1 is visible.
  • the deflection roller 22 is followed by a further deflection roller 23 starting from the winch arrangement 1 in the direction of the front end region 16, so that the tensile force Fz is detected on the second deflection roller 22 of the winch arm 4 seen from the front end region 16 of the winch arm 4.
  • the active compensating rotational movement of the winch arm 4 takes place relative to the plane E spanned by the vehicle vertical axis FH and the stationary anchor point A of the winch rope 3 in an angular amount range ⁇ between 0 ° and 90°. This means that the active compensation rotational movement of the winch arm 4 takes place relative to the spanned plane E in an angular range of -90° to +90°, as in the Fig. 5A is visible.
  • the rotary drive 5 of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 is controlled in such a way that the winch arm 4 moves towards level E through an active return movement, taking into account the setpoint range for the operational rope tension aligned, as in the Fig. 5D is visible.
  • the rope tension can be kept in the setpoint range for the operational rope tension of the winch rope 3.
  • both the tensioned winch cable 3 and the winch arm 4 itself lie in plane E and thus in a direct alignment with the stationary anchor point A. Since the stationary anchor point A is not in line with the vehicle longitudinal axis FL of the snow groomer 2 is located, the winch arm 4 is slightly rotated relative to the vehicle longitudinal axis FL.
  • the rotary drive 5 of the winch arrangement 1 or the winch arm 4 is controlled in such a way that it enables the rotatability of the winch arm 4.
  • the winch arrangement 1 or the winch arm 4 can then be freely rotated again.

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Abstract

Ein Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Windenanordnung (1) einer Pistenraupe (2), wobei die Windenanordnung ein Windenseil sowie einen das Windenseil (3) führenden Windenarm (4) aufweist, der um eine Fahrzeughochachse (FH) drehbar gelagert ist, wird offenbart. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:- Erfassen einer Änderung einer Seilspannung des Windenseils in einem Windenbetrieb der Windenanordnung,- Vorgeben eines Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung,- Vorgeben eines Grenzwertes für die Seilspannungsänderung,- Vergleich der erfassten Seilspannungsänderung des Windenseils mit dem vorgegebenen Grenzwert und- Ansteuern eines dem Windenarm zugeordneten Drehantriebs unter Berücksichtigung des Vergleichs derart, dass bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird.

Description

    ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Windenanordnung einer Pistenraupe, wobei die Windenanordnung ein Windenseil sowie einen das Windenseil führenden Windenarm aufweist, der um eine Fahrzeughochachse drehbar gelagert ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens aufweisend: eine Windenanordnung mit einer Aufwickelvorrichtung zur Speicherung und Aufwicklung des Windenseils, das an einem freien, der Aufwickelvorrichtung abgewandten Endbereich mit einem stationären Ankerpunkt verankerbar ist; einer der Aufwickelvorrichtung zugeordneten Antriebseinrichtung zur Einleitung von Zugkräften auf das Windenseil; einem Windenarm zur Zuführung des Windenseils zur Aufwickelvorrichtung, wobei der Windenarm um eine Fahrzeughochachse drehbar gelagert ist, und einem dem Windenarm zugeordneten Drehantrieb zur Erzeugung von aktiven Drehbewegungen des Windenarms um die Fahrzeughochachse; und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Drehantriebs des Windenarms, sowie eine Pistenraupe mit einer solchen Vorrichtung.
  • Eine eingangs beschriebene Vorrichtung ist aus dem Produktprogramm der Anmelderin bekannt und wird für Pistenraupen eingesetzt, die von der Anmelderin unter dem Markennamen "Pistenbully" vertrieben werden, um steile Skipisten zu pflegen und zu präparieren. Die bekannte Vorrichtung weist eine Windenanordnung auf, die drehbar um eine Fahrzeughochachse an einem Fahrgestell der Pistenraupe angebracht ist und eine als Seiltrommel ausgeführte Aufwickelvorrichtung aufweist, der eine Antriebseinrichtung für ein Windenseil zur Einleitung einer Zugkraft auf das Windenseil zugeordnet ist, wobei das Windenseil auf die Seiltrommel aufgewickelt bzw. von der Seiltrommel abgewickelt werden kann. Als flexibles Windenseil wird bei der bekannten Windenanordnung ein Stahlseil eingesetzt, wobei an einem der Aufwickelvorrichtung abgewandten, freien Endbereich des Stahlseils eine als Haken ausgeführte Verriegelungseinrichtung in der Art eines Kranhakens, der mit einem Schnappverschluss verschließbar ist, angebracht ist. Die Windenanordnung ist mit einer Führungseinrichtung versehen, die typischerweise als Ausleger bzw. als Windenarm mit Seilführungseinrichtungen gestaltet ist und die für eine Zuführung des Windenseils zur Antriebseinrichtung vorgesehen ist. Der Windenarm ermöglicht eine Führung des Windenseils von der Aufwickelvorrichtung über ein Fahrerhaus der Pistenraupe hinweg, sodass ein Fahrer der Pistenraupe das Windenseil zumindest im Haupteinsatzfall bei hangaufwärts ausgerichteter Pistenraupe im Blickfeld hat. Zudem kann dem Windenarm die Aufgabe zukommen, das Windenseil in der Art einer Zwangsführung in eine vorgebbare Richtung gegenüber der Pistenraupe auszurichten, um ein vorteilhaftes Angreifen der vom Windenseil übertragbaren Zugkräfte an der Pistenraupe zu bewirken. Dazu weist die Windenanordnung einen Drehantrieb auf, um den Windenarm seitlich zu positionieren bzw. aktiv durch eine Drehbewegung das Lenkverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
  • Zur Befahrung und Bearbeitung von steilem Schneegelände wird das Windenseil von der Aufwickelvorrichtung abgezogen und an einem stationären Ankerpunkt in einem oberen Bereich des Geländes verankert bzw. fixiert. Anschließend erfolgt die Pistenbefahrung durch die Pistenraupe mit Zugunterstützung durch das gespannte Windenseil, das über die Aufwickelvorrichtung bzw. deren Antriebseinrichtung je nach Position und Fahrt der Pistenraupe komplementär auf- und abgewickelt wird. Der Betrieb der Pistenraupe mit Zugunterstützung wird im Folgenden auch als Windenbetrieb bezeichnet. Der Windenbetrieb ermöglicht unter anderem durch die Pistenraupe eine Präparierung von steilem Gelände, das ohne diese Zugunterstützung nicht befahren werden könnte.
  • Im Windenbetrieb der Pistenraupe kann es jedoch vorkommen, dass sich das Windenseil an einer Geländekontur bzw. auf einem Untergrund der Skipiste, wie z.B. auf einer Geländekuppe oder einem Schneehaufen, mit einem seitlichen Versatz zur direkten Ausrichtung bzw. Fahrspur der Pistenraupe bergwärts zum stationären Ankerpunkt temporär fixiert. Diese Situation kann z.B. dann eintreten, wenn bei der Bergfahrt der Pistenraupe eine andere Fahrspur gewählt wird als bei der Talfahrt zuvor. Der Windenarm ist bei dieser Situation aufgrund seiner schwimmend drehbaren Lagerung zur Seite bzw. in Richtung des temporären Fixierpunkts ausgelenkt. Hierbei kommt es zu enormen Spannungen im Windenseil. Wenn die Reibkraft zwischen dem Windenseil und dem Untergrund am temporären Fixpunkt ausreichend gering wird, z.B. weil die Pistenraupe bergwärts in Richtung des Ankerpunkts fährt oder durch eine Querbewegung der Pistenraupe, schnellt das Windenseil schlagartig aus der temporären Fixierung heraus, in eine direkte Richtung zwischen der Pistenraupe und dem stationären Ankerpunkt. Dies wird oft auch als Seilschlag bezeichnet. Beim Herausschnellen bzw. beim Freischlagen des Windenseils entstehen aufgrund einer hohen statischen Vorspannkraft des Windenseils extreme Belastungen im Windenseil. Es entstehen hohe dynamische Massenkräfte, insbesondere Longitudinal- und Transversalkräfte, die durch das Windenseil auch auf die Windenanordnung der Pistenraupe einwirken und sich dadurch die Lebensdauer sowohl des Windenseils als auch der Windenanordnung, insbesondere des Windenarms, verkürzen. Zudem besteht die Gefahr von negativen Krafteinwirkungen auf die Pistenraupe selbst, so dass keine ausreichende Fahrsicherheit mehr gegeben sein kann. Zudem kann die Schwierigkeit entstehen, das aufgrund eines schlagartigen Abfalls der Windenseilspannung das ungespannte Windenseil vor der Pistenraupe auf dem Untergrund bzw. der Skipiste liegt und von der Pistenraupe überfahren wird.
  • Ein in der Offenlegungsschrift DE 10 2007 061 110 A1 offenbartes Verfahren sieht vor, an einem stationären Ankerpunkt zum Einhängen des Windenseiles der Seilwinde einer Pistenraupe einen mechanischen und/oder hydraulischen Kompensator anzuordnen, wobei der Kompensator die im Windenseil auftretenden Longitudinalschwingungen und Transversalschwingungen abbaut und die Spitzenlasten im Windenseil, d. h. zwischen einer Windenmaschine und dem Ankerpunkt und damit auch der Windmaschine abfängt. Zudem ist auch eine Vorrichtung offenbart, die ein mechanischer und/oder hydraulischer Kompensator ist, der so ausgelegt ist, dass er die über der Normallast im Pistenbetrieb liegenden Schlagbelastungen durch frei schlagende Seile abfängt und abbaut. Der Kompensator ist als Bindeglied zwischen einer Verankerungseinrichtung des Windenseils und dem Ankerpunkt angeordnet.
  • Die Patentschrift EP 2 398 966 B1 offenbart eine Pistenraupe mit einer Windenanordnung zur Erleichterung der Handhabung der Pistenraupe auf Steilhängen. Die Pistenraupe umfasst eine Steuereinheit und die Windenanordnung, die eine drehbar gelagerte Trommel, ein Windenseil, das um die Trommel gewickelt ist, eine Aktuatoranordnung zum Drehen der Trommel, einen ersten Sensor zum Bestimmen der Position der Trommel, eine Laufrolle, die von dem Windenseil gedreht wird und einen zweiten Sensor zum Bestimmen der Position der Laufrolle umfasst. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, die Drehzahl der Trommel und die Drehzahl der Laufrolle zu erfassen und die Aktuatoranordnung als eine Funktion der Drehzahl der Trommel, der Drehzahl der Laufrolle, der Position der Trommel und der Geometrie der Laufrolle und der Trommel zu steuern, um die Spannung des Windenseils zu steuern.
  • Die Offenlegungsschrift EP 1 118 580 A1 offenbart eine Einrichtung zur automatischen Einstellung und Regelung der Zugkraft des Seils einer Windenanordnung für eine Pistenraupe. Die Einrichtung umfasst eine Steuer- und Regeleinheit, die mit einem steuerbaren Windenantrieb verbunden ist, eine Auswerteeinrichtung, die mit Sensorelementen und mit der Steuer- und Regeleinheit verbunden ist. Die Sensorelemente sind Drucksensoren, welche den an einem Wechselventil mit höchstem Wert anstehenden Druck erfassen, das zwischen den Förderleitungen von rechtsseitigen und linksseitigen Antrieben in einer ersten Fahrtrichtung bzw. in einer gegenüber der letzteren entgegengesetzten Fahrtrichtung geschaltet ist, wobei in der Auswerteeinrichtung ein Algorithmus abgelegt ist, der aufgrund des durch die Drucksensoren gewonnenen Druckwertes einen Sollwert errechnet, der den Windenantrieb über die Regeleinheit steuert. Dieser Sollwert wird mit einem mittels eines am Zugseil anliegenden Kraftbolzens gemessenen Istwert verglichen und die Regeleinheit regelt die Zugkraft auf den Sollwert. Die Einrichtung umfasst weiter einen Drehwinkelgeber, der den Winkel des Windenseils bzw. des Windenarms bezüglich der Fahrzeuglängsachse bestimmt, wobei ein zum Winkel proportionales Signal gebildet wird, das der Auswerteeinheit zur Berechnung der maximal zulässigen Zugkraft zugeführt wird.
    • AUFGABE UND LÖSUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Pistenraupe der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Betriebssicherheit ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1, für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 9 sowie für die Pistenraupe durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Verweis zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird. Dies schließt insbesondere auch alle Ausführungsformen der Erfindung ein, die sich aus den Merkmalskombinationen ergeben, die durch die Rückbezüge in den Unteransprüchen definiert sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Windenanordnung einer Pistenraupe weist die Schritte auf:
    • Erfassen einer Änderung einer Seilspannung des Windenseils in einem Windenbetrieb der Windenanordnung,
    • Vorgeben eines Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung,
    • Vorgeben eines Grenzwertes für die Seilspannungsänderung,
    • Vergleich der erfassten Seilspannungsänderung des Windenseils mit dem vorgegebenen Grenzwert und
    • Ansteuern eines dem Windenarm zugeordneten Drehantriebs unter Berücksichtigung des Vergleichs derart, dass bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im Windenbetrieb der Pistenraupe ein Seilschlag frühzeitig erkannt werden und durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms zumindest weitgehend die betriebsbedingte Seilspannung schnell wieder hergestellt oder sogar annähernd aufrechterhalten werden. Hierdurch kann die mechanische Belastung sowohl auf das Windenseil als auch auf die Windenanordnung und die Pistenraupe geringgehalten und die Betriebssicherheit erhöht werden.
  • Beim Erfassen der Seilspannungsänderung des Windenseils in dem Windenbetrieb der Windenanordnung ist der dem Windenarm zugeordnete Drehantrieb zunächst passiv bzw. deaktiviert. Der Windenarm ist bei einem passiven Drehantrieb um die Fahrzeughochachse schwimmend positioniert und damit frei drehbar. Das Erfassen einer Seilspannungsänderung des Windenseils erfordert ein zeitabhängiges Erfassen der Seilspannung des Windenseils mittels grundsätzlich bekannter Messverfahren. Die Seilspannungsänderung des Windenseils dient als Regelgröße und kann z.B. durch eine Änderung einer Zugkraft des Windenseils über einen vorgegebenen Zeitabschnitt definiert sein. Ein solcher Wert wird vorzugsweise empirisch ermittelt.
  • Der vorgegebene Sollwertbereich für die betriebsbedingte Seilspannung definiert einen Seilspannungsbereich, bei dem unter den gegebenen Betriebsbedingungen das Windenseil gespannt ist bzw. nicht durchhängt. Der vorgegebene Grenzwert für die Seilspannungsänderung gibt einen Wert an, bei dessen Unterschreitung ein Seilschlag bzw. eine schlagartige Abnahme der Windenseilspannung anzunehmen ist.
  • Die zeitabhängig erfasste Seilspannungsänderung des Windenseils wird mit dem vorgegebenen Grenzwert für die Seilspannungsänderung verglichen. Bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung wird der dem Windenarm zugeordnete Drehantrieb angesteuert bzw. aktiviert. Durch den Drehantrieb erfolgt eine Kompensationsdrehbewegung des Windenarms, sodass ein Istwert der betriebsbedingten Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird bzw. erreicht wird. Dazu wird der Istwert der betriebsbedingten Seilspannung auch während der Kompensationsdrehbewegung erfasst. Die Kompensationsdrehbewegung des Windenarms erfolgt dabei aktiv durch den Drehantrieb der Windenanordnung bzw. des Windenarms und wird daher auch als aktive Kompensationsdrehbewegung bezeichnet. Eine passive (schwimmende) Drehbewegung des Windenarms liegt dagegen vor, wenn der Drehantrieb deaktiviert ist und der frei drehbar gelagerte Windenarm z.B. durch eine am Windenarm anliegende Zugkraft gedreht wird. Der Windenarm kann separat drehbar gelagert oder gemeinsam mit einer Trägerstruktur der Windenanordnung drehbar angeordnet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Windenanordnung einer Pistenraupe eignet sich in besonders vorteilhafter Weise, um steile Skipisten im Windenbetrieb zu pflegen und zu präparieren.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren folgende weitere Schritte auf:
    • Erfassen einer Änderung einer Drehstellung des Windenarms in dem Windenbetrieb der Windenanordnung,
    • Vorgeben eines Grenzwertes für die Drehstellungsänderung,
    • Vergleich der erfassten Drehstellungsänderung des Windenarms mit dem vorgegebenen Grenzwert und
    • Ansteuern des dem Windenarm zugeordneten Drehantriebs unter zusätzlicher Berücksichtigung dieses Vergleichs derart, dass bei einer Überschreitung des Grenzwertes für die Drehstellungsänderung durch die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass ein Seilschlag bzw. eine schlagartige Abnahme der Seilspannung noch früher und zuverlässiger erkannt wird. Die Drehstellungsänderung des Windenarms kann durch einen Seilschlag, also durch ein schlagartiges Herausschnellen des Windenseils aus einer temporären Fixierung an einem zu präparierenden Hang, hervorgerufen sein.
  • Das Erfassen einer Drehstellungsänderung des Windenarms in dem Windenbetrieb der Windenanordnung erfolgt simultan zu dem Erfassen einer Seilspannungsänderung, sodass auch hier zunächst der Drehantrieb deaktiviert ist. Der Windenarm ist folglich um die Fahrzeughochachse frei drehbar. Das Erfassen einer Drehstellungsänderung des Windenarms erfordert ebenfalls ein zeitabhängiges Erfassen einer Drehstellung des Windenarms mittels grundsätzlich bekannter Messverfahren. Die Drehstellungsänderung des Windenarms kann durch eine Änderung eines Drehwinkels relativ zu einer Fahrzeuglängsachse über einen vorgegebenen Zeitabschnitt definiert sein. Dabei kann die Drehstellungsänderung des Windenarms sowohl als Drehwinkelgeschwindigkeit als auch als Drehwinkelbeschleunigung erfasst werden. Der vorgegebene Grenzwert für die Drehstellungsänderung gibt einen Wert an, bei dessen Überschreitung ein Seilschlag bzw. eine schlagartige Abnahme der Windenseilspannung anzunehmen ist. Es ist möglich, mehrere Grenzwerte für eine entsprechende Drehwinkelgeschwindigkeit und/oder eine entsprechende Drehwinkelbeschleunigung vorzugeben.
  • Die zeitabhängig erfasste Drehstellungsänderung des Windenarms wird mit dem vorgegebenen Grenzwert für die Drehstellungsänderung verglichen. Dieser Vergleich wird zu dem bereits oben beschriebenen Vergleich der erfassten Seilspannungsänderung des Windenseils mit dem vorgegebenen Grenzwert für die Seilspannungsänderung zusätzlich berücksichtigt. Das heißt, dass der dem Windenarm zugeordnete Drehantrieb erst dann angesteuert bzw. aktiviert wird, um durch die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms einen Istwert der betriebsbedingten Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend anzunähern, wenn sowohl eine Überschreitung des Grenzwertes für die Drehstellungsänderung als auch eine Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung, insbesondere zeitgleich, vorliegt. Wenn mehrere Grenzwerte für die Drehwinkelgeschwindigkeit und die Drehwinkelbeschleunigung vorgegeben sind, erfolgt eine Aktivierung des Drehantriebs vorzugsweise bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms zu der Drehstellungsänderung des Windenarms gleichsinnig oder gegensinnig. Die Drehstellungsänderung des Windenarms ist eine passive Drehbewegung des Windenarms und kann dabei je nach Drehstellung des Windenarms und einer Fahrtrichtung der Pistenraupe in eine bestimmte Drehrichtung erfolgen. Zu dieser Drehrichtung erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms entweder gleichsinnig oder gegensinnig.
  • Erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung gegensinnig zu der Drehstellungsänderung des Windenarms, wird die passive Drehbewegung des Windenarms durch das Ansteuern des Drehantriebs gebremst und/oder gestoppt und anschließend in die dazu gegensinnige Richtung gedreht, bis der Istwert der betriebsbedingten Seilspannung in dem vorgegebenen Sollwertbereich liegt oder sich diesem zumindest weitestgehend annähert.
  • Erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung gleichsinnig, dann wird die durch die Abnahme der Windenseilspannung hervorgerufene passive Drehbewegung des Windenarms durch das Aktivieren des Drehantriebs zunächst nicht gebremst oder gestoppt, sondern in die dazu gleichsinnige Richtung weitergedreht, bis der Istwert der betriebsbedingten Seilspannung in dem vorgegebenen Sollwertbereich liegt oder sich diesem zumindest weitestgehend annähert.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Drehwinkel des Windenarms relativ zu einer Fahrzeuglängsachse erfasst, der bei der Erfassung der Drehstellungsänderung des Windenarms in dem Windenbetrieb der Windenanordnung mit berücksichtigt wird. Das Erfassen des Drehwinkels des Windenarms kann mittels grundsätzlich bekannter Messverfahren erfolgen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Erfassung der Seilspannungsänderung des Windenseils in dem Windenbetrieb der Windenanordnung eine Zugkraft an der Windenanordnung zeitabhängig erfasst. Das Erfassen der Zugkraft an der Windenanordnung kann an einem vorderen Endbereich des Windenarms mittels grundsätzlich bekannter Messverfahren erfolgen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms relativ zu einer von der Fahrzeughochachse und einem stationären Ankerpunkt des Windenseils aufgespannten Ebene in einem Winkelbetragsbereich zwischen 0° und 90°. Das heißt, dass die aktive Kompensationsdrehbewegung relativ zu der aufgespannten Ebene in einem Winkelbereich von -90° bis +90° erfolgt. In der von der Fahrzeughochachse und dem stationären Ankerpunkt des Windenseils aufgespannten Ebene liegt eine geradlinige und damit direkte Verbindung zwischen dem Windenarm und dem stationären Ankerpunkt. Liegt der Windenarm in dieser Ebene, dann trifft dies auch auf das mit dem stationären Ankerpunkt verankerten Windenseil zu.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren nach der aktiven Kompensationsdrehbewegung des Windenarms folgenden weiteren Schritt auf:
    • Ansteuern des Drehantriebs derart, dass sich der Windenarm durch eine aktive Rückbewegung unter Berücksichtigung des Sollwertbereichs für die betriebsbedingte Seilspannung zu einer von der Fahrzeughochachse und einem stationären Ankerpunkt des Windenseils aufgespannten Ebene hin ausrichtet.
  • Das Ansteuern des Drehantriebs entspricht einem Umschalten einer Drehrichtung des Drehantriebs, da die aktive Rückbewegung des Windenarms gegensinnig zu der aktiven Kompensationsdrehbewegung des Windenarms erfolgt. Durch eine Anpassung einer Fahrgeschwindigkeit der Pistenraupe und/oder durch eine Anpassung einer Aufwickelgeschwindigkeit des Windenseils kann die Seilspannung zusätzlich gesteuert und vorzugsweise im Sollwertbereich für die betriebsbedingte Seilspannung des Windenseils gehalten werden. Nach der aktiven Rückbewegung des Windenarms liegt sowohl das gespannte Windenseil als auch der Windenarm selbst in der oben genannten aufgespannten Ebene und damit in einer direkten Ausrichtung zum stationären Ankerpunkt.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren nach der aktiven Rückbewegung des Windenarms folgenden weiteren Schritt auf:
    • Ansteuern des Drehantriebs derart, dass dieser die Drehbarkeit des Windenarms freigibt.
  • Das Ansteuern des Drehantriebs entspricht hier einem Deaktivieren des Drehantriebs. Dabei bleibt zwar vorzugsweise der Drehantrieb mit dem Windenarm weiterhin mechanisch verbunden, ist jedoch in einen nahezu drucklosen Umlauf geschaltet. Das heißt, dass der Windenarm nach diesem Schritt wieder frei, insbesondere im Wesentlichen widerstandslos, drehbar gelagert ist und sich in Abhängigkeit einer auf das Windenseil zwischen dem Ankerpunkt und dem Windenarm wirkenden Zugkraft ausrichtet.
  • Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine Sensorik zur Erfassung einer Seilspannungsänderung des Windenseils in dem Windenbetrieb der Windenanordnung vorgesehen ist. Zudem ist ein elektronisches Datenverarbeitungssystem vorgesehen, das einen Datenspeicher aufweist, in dem die Daten des Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung und des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung abgelegt sind, und das mit der Sensorik gekoppelt ist, um bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung die Steuereinrichtung des Drehantriebs derart anzusteuern, dass sich durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert.
  • Die Sensorik zur Erfassung einer Seilspannungsänderung des Windenseils ist zur zeitabhängigen Erfassung einer Seilspannung des Windenseils ausgebildet. Dazu kann die Sensorik eine Zeiterfassungseinheit umfassen bzw. einer solchen zugordnet sein. Die Sensorik, insbesondere die Zeiterfassungseinheit, ermöglicht eine Zuordnung der erfassten Daten der Sensorik zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder Zeiträumen. Dadurch kann ein Muster für einen Seilschlag im Zusammenhang mit entsprechenden Veränderungen der Seilspannung des Windenseils errechnet werden. Wird dieses Muster in die Zukunft extrapoliert, kann daraus ein Vorhersagemodell für einen Seilschlag abgeleitet werden. Das Datenverarbeitungssystem weist einen Zugriff auf die im Datenspeicher abgelegten Daten des Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung und des Grenzwertes auf, anhand derer ein Vergleich mit den von der Sensorik erfassten Daten erfolgt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für Windenanordnungen, bei denen der Windenarm drehfest an der Windenanordnung angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausführung ist der Windenarm gemeinsam mit der Windenanordnung bzw. der Aufwickelvorrichtung an der Pistenraupe drehbar gelagert. Die erfindungsgemäße Lösung ist aber auch bei Windenanordnungen einsetzbar, bei denen die Aufwickelvorrichtung für das Windenseil fahrzeugfest angeordnet ist. Bei diesen Windenanordnungen ist dann der Windenarm selbst gegenüber der fahrzeugfesten Anordnung der Aufwickelvorrichtung drehbar gelagert.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist bei der Vorrichtung eine weitere Sensorik zur Erfassung einer Drehstellungsänderung des Windenarms in dem Windenbetrieb der Windenanordnung vorgesehen. Zudem weist das Datenverarbeitungssystem einen Datenspeicher auf, in dem der Grenzwert für die Drehstellungsänderung abgelegt ist, und ist mit der weiteren Sensorik gekoppelt, um bei einer Überschreitung des Grenzwertes für die Drehstellungsänderung die Steuereinrichtung des Drehantriebs derart anzusteuern, dass sich durch die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert. Dies stellt eine konstruktiv und funktionell vorteilhafte Realisierung der Vorrichtung dar.
  • Die weitere Sensorik zur Erfassung einer Drehstellungsänderung des Windenarms ist zur zeitabhängigen Erfassung einer Drehstellung des Windenarms ausgebildet. Dazu kann die weitere Sensorik eine wie oben beschriebene Zeiterfassungseinheit umfassen oder einer solchen zugordnet sein. Die erfassten Daten dieser Sensorik können ebenfalls bei dem Vorhersagemodell für einen Seilschlag mit berücksichtigt werden. Das Datenverarbeitungssystem weist einen Zugriff auf die im Datenspeicher abgelegten Daten des Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung und des Grenzwertes auf, anhand derer ein Vergleich mit den von der weiteren Sensorik erfassten Daten erfolgt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die weitere Sensorik zur Erfassung der Drehstellung des Windenarms einen Drehwinkelsensor auf, der zur Erfassung eines Drehwinkels des Windenarms relativ zu einer Fahrzeuglängsachse ausgebildet ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sensorik zur Erfassung der Seilspannung des Windenseils im Windenarm, insbesondere an einem vorderen Endbereich des Windenarms, angeordnet und/oder weist einen Zugkraftsensor zur Erfassung einer Zugkraft an der Windenanordnung auf.
  • Die erfindungsgemäße Pistenraupe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf. Eine solche Pistenraupe weist im Windenbetrieb eine erheblich erhöhte Betriebssicherheit sowohl der Fahrfunktion als auch der Windenfunktion und der Funktionen der Anbaugeräte auf.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Diese und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch in einer Seitenansicht eine Pistenraupe mit einer Vorrichtung zur Steuerung einer Windenanordnung,
    Fig. 2
    schematisch in einer Seitenansicht die Pistenraupe gemäß der Fig. 1 im Windenbetrieb mit einem auf einen stationären Ankerpunkt ausgerichteten Windenarm und einem verankerten Windenseil,
    Fig. 3A und 3B
    schematisch in einer Draufsicht das Pistenfahrzeug gemäß der Fig. 2 mit unterschiedlichen Fahrtrichtungen der Pistenraupe relativ zu dem Ankerpunkt,
    Fig. 4
    schematisch in einer Seitenansicht die Pistenraupe gemäß der Fig. 2 mit einem temporären Fixierpunkt des Windenseils und
    Fig. 5A bis 5D
    schematisch in einer Draufsicht den zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Windenanordnung der Pistenraupe.
  • Eine Pistenraupe 2 nach Fig. 1 weist in grundsätzlich bekannter Weise ein Kettenfahrwerk 18 auf, das einem nicht näher bezeichneten Fahrgestell zugeordnet ist. Das Fahrgestell trägt frontseitig ein Fahrerhaus 19. Als frontseitiges Anbaugerät ist ein Räumschild 20 vorgesehen. Als heckseitiges Anbaugerät ist eine Heckfräse 21 vorgesehen, die über einen nicht näher bezeichneten Heckgeräteträger verstellbar und lösbar an dem Fahrgestell der Pistenraupe 2 gehalten ist.
  • Die Pistenraupe 2 weist weiter eine Vorrichtung zur Steuerung einer Windenanordnung 1 der Pistenraupe 2 auf. Die Windenanordnung 1 ist, vorzugsweise über einen kugelgelagerten Drehkranz, drehbar um eine Fahrzeughochachse FH an dem Fahrgestell der Pistenraupe 2 angebracht und weist eine Aufwickelvorrichtung 6 auf, der eine Antriebseinrichtung 8 für ein Windenseil 3 zur Einleitung einer Zugkraft Fz auf das Windenseil 3 zugeordnet ist, wobei das Windenseil 3 auf die Aufwickelvorrichtung 6 aufgewickelt bzw. von der Aufwickelvorrichtung 6 abgewickelt werden kann. Das Windenseil 3 weist an einem der Aufwickelvorrichtung 6 abgewandten, freien Endbereich 7 eine nicht näher bezeichnete Verriegelungseinrichtung, vorzugsweise einen Einhängehaken, auf, über welche das Windenseil 3 mit einem stationären Ankerpunkt A verankerbar ist, wie insbesondere in der Fig. 2 ersichtlich ist. Die Windenanordnung 1 weist weiter einen Windenarm 4 zur Zuführung des Windenseils 3 zur Aufwickelvorrichtung 6 auf. Der Windenarm 4 ermöglicht eine Führung des Windenseils 3 über ein Fahrerhaus 19 der Pistenraupe 2 hinweg, sodass ein Fahrer der Pistenraupe 2 das Windenseil 3 zumindest bei hangaufwärts ausgerichteter Pistenraupe 2 im Blickfeld hat, wie in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Windenanordnung 1 weist weiter einen Drehantrieb 5 zur Erzeugung von aktiven Drehbewegungen der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 um die Fahrzeughochachse FH auf. Vorliegend ist der Drehantrieb 5 vorzugsweise als Elektro- oder Hydraulikmotor ausgebildet. Die Pistenraupe 2 weist dazu eine Steuereinrichtung 9 zur Steuerung des Drehantriebs 5 der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 auf, wobei der Drehantrieb 5 vorzugsweise über ein Ritzel auf eine an der Windenanordnung 1 vorgesehene, zumindest teilweise umlaufende Verzahnung wirkt. Dies ermöglicht eine aktive Drehbewegung der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4. Die Verzahnung ist koplanar zu einer Ebene des Drehkranzes vorgesehen. Der Drehkranz liegt vorzugsweise in einer Horizontalebene.
  • Die Pistenraupe 2 bzw. die Vorrichtung zur Steuerung der Windenanordnung 1 der Pistenraupe 2 weist weiter eine Sensorik 10 zur Erfassung einer Seilspannungsänderung des Windenseils 3 in einem Windenbetrieb der Windenanordnung 1 auf. Zudem ist ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 11 vorgesehen, das einen Datenspeicher 12 aufweist, in dem die Daten eines Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung und ein Grenzwert für die Seilspannungsänderung abgelegt sind. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 11 ist mit der Sensorik 10 gekoppelt, um bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung die Steuereinrichtung 9 des Drehantriebs 5 derart anzuweisen, dass sich durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 die betriebsbedingte Seilspannung einem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert.
  • In der Fig. 2 ist die Pistenraupe 2 auf einer steilen Skipiste P in dem Windenbetrieb mit einer Fahrtrichtung FR bergwärts bzw. hangaufwärts dargestellt. In dem Windenbetrieb ist die Pistenraupe 2 mit dem der Aufwickelvorrichtung 6 abgewandten, freien Endbereich 7 des Windenseils 3 mit dem stationären Ankerpunkt A verankert, sodass die Pistenbefahrung der Pistenraupe 2 mit Zugunterstützung durch das gespannte Windenseil 3 erfolgt. Der stationäre Ankerpunkt A ist als ein im Geländeuntergrund verankerter Pfahl ausgeführt und ist oberhalb einer Skipiste P angebracht.
  • Die Fig. 3A und 3B zeigen die Pistenraupe 2 in einer Draufsicht mit unterschiedlichen Fahrtrichtungen FR der Pistenraupe 2 relativ zu dem stationären Ankerpunkt A. Die Drehbarkeit der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 der Pistenraupe 2 ist vom Drehantrieb 5 freigegeben. Dies bedeutet, der Drehantrieb 5 zwar mit dem Windenarm 4 weiterhin mechanisch verbunden, jedoch in einen nahezu drucklosen Umlauf geschaltet ist. Der Windenarm 4 richtet sich daher aufgrund seiner freien, im Wesentlichen widerstandslosen Drehbarkeit in Richtung einer Zugkraft Fz des Windenseils 3 bzw. nach dem stationären Ankerpunkt A aus. Der Windenarm 4 liegt in einer von der Fahrzeughochachse FH und dem stationären Ankerpunkt A des Windenseils 3 aufgespannten Ebene E. In der Fig. 3A fluchtet die Fahrrichtung FR bzw. eine direkte Fahrspur der Pistenraupe 2 mit dem stationären Ankerpunkt A. Die Windenanordnung 1 bzw. der Windenarm 4 der Pistenraupe 2 befindet sich in dieser Situation in einer Nullstellung. Das heißt, der Windenarm 4 verläuft entlang der Fahrzeuglängsachse FL bzw. in Fahrtrichtung FR der Pistenraupe 2. In der Fig. 3B liegt der stationäre Ankerpunkt A seitlich versetzt zu der Fahrrichtung FR bzw. der direkten Fahrspur der Pistenraupe 2. Die Windenanordnung 1 bzw. der Windenarm 4 der Pistenraupe 2 richtet sich in dieser Situation nach dem seitlich versetzten Ankerpunkt A aus und verdreht sich relativ zu der Nullstellung bzw. der Fahrzeuglängsachse FL um den Drehwinkel α. Die Fig. 4 zeigt die von der Fahrzeughochachse FH der Pistenraupe 2 und dem stationären Ankerpunkt A des Windenseils 3 aufgespannte Ebene E in einer Seitenansicht. In der Ebene E liegt eine geradlinige Verbindung zwischen dem Windenarm 4 bzw. der Fahrzeughochachse FH und dem stationären Ankerpunkt A.
  • In der Fig. 4 ist weiter ein temporärer Fixierpunkt T des Windenseils 3 gezeigt. Der temporäre Fixierpunkt T des Windenseils 3 entsteht insbesondere, wenn sich das Windenseil 3 an einer Geländekontur oder einer Schneeoberflächenerhebung einer Skipiste P mit einem seitlichen Versatz zur direkten Ausrichtung bzw. zur Ebene E der Pistenraupe 2 temporär fixiert, wie insbesondere auch in der Fig. 5A ersichtlich ist. Die Windenanordnung 1 bzw. der Windenarm 4 ist bei dieser Situation aufgrund der drehbaren Lagerung zur Seite bzw. in Richtung des temporären Fixierpunkts T ausgelenkt. Löst sich das Windenseil 3 aus seiner temporären Fixierung T, schnellt das Windenseil 3 aufgrund statischer Vorspannkräfte des Windenseils 3 schlagartig in eine direkte Richtung zwischen der Pistenraupe 2 und dem stationären Ankerpunkt A bzw. in Richtung der Ebene E, wie in der Fig. 5B ersichtlich ist. Dies wird im Folgenden auch als Seilschlag bezeichnet. Der Windenarm 3 dreht sich mit dem Windenseil 3 in diese direkte Richtung mit.
  • Die Fig. 5A bis 5D zeigen in einer Draufsicht den zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Windenanordnung 1 der Pistenraupe 2. In dem gezeigten Beispiel liegt der stationäre Ankerpunkt A nicht in einer Flucht mit der Fahrzeuglängsachse FL bzw. der Fahrtrichtung FR der Pistenraupe 2, sodass die Fahrzeuglängsachse FL nicht in der Ebene E liegt, wie insbesondere in der Fig. 5A ersichtlich ist. Zudem liegt, wie bereits angesprochen, der temporäre Fixierpunkt T weder in einer Flucht mit der Fahrzeuglängsachse FL bzw. der Fahrtrichtung FR der Pistenraupe 2 noch in einer Flucht mit der Ebene E.
  • Erfolgt im Windenbetrieb der Windenanordnung 1 ein Seilschlag, dann führt dies zu einer Änderung der Seilspannung des Windenseils 3. Diese Änderung der Seilspannung des Windenseils 3 wird von der Sensorik 10 zur Erfassung einer Seilspannungsänderung des Windenseils 3 erfasst. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 11 gibt einen Sollwertbereich für eine betriebsbedingte Seilspannung und einen Grenzwert für die Seilspannungsänderung vor, wobei diese Daten auf einem Datenspeicher 12 abgelegt sind. Das Datenverarbeitungssystem 11 vergleicht die erfasste Seilspannungsänderung des Windenseils 3 mit dem vorgegebenen Grenzwert. Unterschreitet die erfasste Seilspannungsänderung des Windenseils 3 den Grenzwert für die Seilspannungsänderung, dann weist das Datenverarbeitungssystem 11 die Steuereinrichtung 9 des Drehantriebs 5 derart an, dass sich durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 die betriebsbedingte Seilspannung einem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert.
  • In einer vorteilhaften Realisierung weist die Vorrichtung zur Steuerung der Windenanordnung 1 der Pistenraupe 2 eine weitere Sensorik 13 zur Erfassung einer Drehstellungsänderung des Windenarms 4 in dem Windenbetrieb der Windenanordnung 1 auf. Denn bei einem Seilschlag wird, wie bereits oben beschrieben, der frei drehbare Windenarm 4 in die Richtung zu der Ebene E gedreht, wie in der Fig. 5B ersichtlich ist. Das Datenverarbeitungssystem 11 gibt einen Grenzwert für die Drehstellungsänderung vor, der in einem ihm zugewiesenen Datenspeicher 14 abgelegt ist. Dazu ist das Datenverarbeitungssystem 11 mit der weiteren Sensorik 13 gekoppelt. Das Datenverarbeitungssystem 11 vergleicht die erfasste Drehstellungsänderung des Windenarms 4 mit dem vorgegebenen Grenzwert. Dieser Vergleich wird zusätzlich zu dem bereits oben genannten Vergleich der erfassten Seilspannungsänderung des Windenseils 3 mit dem vorgegebenen Grenzwert berücksichtigt.
  • In anderen Worten: Unterschreitet die erfasste Seilspannungsänderung des Windenseils 3 den vorgegebenen Grenzwert und überschreitet die Drehstellungsänderung des Windenarms 4 den vorgegebenen Grenzwert, dann weist das Datenverarbeitungssystem 11 die Steuereinrichtung 9 des Drehantriebs 5 derart an, dass sich durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 die betriebsbedingte Seilspannung einem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert. In dem gezeigten Beispiel hat die betriebsbedingte Seilspannung den vorgegebenen Sollwertbereich erreicht. Das Windenseil 3 befindet sich zwischen dem Windenarm 4 und dem stationären Ankerpunkt A in einem gespannten Zustand, wie in der Fig. 5C ersichtlich ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt wie in dem gezeigten Beispiel die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 zu der Drehstellungsänderung des Windenarms 4 gegensinnig. In der Fig. 5B ist eine passive Drehbewegung des Windenarms 4 in eine Drehrichtung DR dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Drehrichtung DR der passiven Drehbewegung des Windenarms 4 einer Richtung entgegen des Uhrzeigersinns. Die passive Drehbewegung des Windenarms 4 wird durch das Ansteuern bzw. das Aktivieren des Drehantriebs 5 gebremst bzw. gestoppt und anschließend in die dazu gegensinnige Richtung gedreht. Durch die gegensinnige Drehbewegung des Windenarms 4 wird vorzugsweise das Windenseil 3 gespannt. Demnach erfolgt in dem gezeigten Beispiel die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 im Uhrzeigersinn.
  • In alternativen Ausführungen ist die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 zu der Drehstellungsänderung des Windenarms 4 gleichsinnig.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen wird ein Drehwinkel α des Windenarms 4 relativ zu einer Fahrzeuglängsachse FL erfasst, wie in der Fig. 3B ersichtlich ist. Der Drehwinkel α wird bei der Erfassung der Drehstellungsänderung des Windenarms 4 in dem Windenbetrieb der Windenanordnung 1 berücksichtigt. Dazu weist die weitere Sensorik 13 zur Erfassung der Drehstellung des Windenarms 4 einen Drehwinkelsensor 15 auf, der zur Erfassung eines Drehwinkels α der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 relativ zu einer Fahrzeuglängsachse FL ausgebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Realisierung wird die Zugkraft Fz an der Windenanordnung 1 zeitabhängig erfasst, die bei der Erfassung der Seilspannungsänderung des Windenseils 3 in dem Windenbetrieb der Windenanordnung 1 berücksichtigt wird. Dazu ist die Sensorik 10 zur Erfassung der Seilspannung des Windenseils 3 im Windenarm 4, insbesondere an einem vorderen Endbereich 16 des Windenarms 4, angeordnet und/oder weist einen Zugkraftsensor 17 zur Erfassung der Zugkraft Fz an der Windenanordnung 1 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zugkraftsensor 17 an dem vorderen Endbereich 16 des Windenarms 4 an einer Umlenkrolle 22 angeordnet, wie in der Fig. 1 ersichtlich ist. Dabei ist der Umlenkrolle 22 eine weitere Umlenkrolle 23 ausgehend von der Windenanordnung 1 in Richtung des vorderen Endbereich 16 nachgelagert, so dass die Erfassung der Zugkraft Fz an der vom vorderen Endbereich 16 des Windenarms 4 aus gesehenen zweiten Umlenkrolle 22 des Windenarms 4 erfolgt.
  • In weiter vorteilhaften Ausführungsformen erfolgt die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 relativ zu der von der Fahrzeughochachse FH und dem stationären Ankerpunkt A des Windenseils 3 aufgespannten Ebene E in einem Winkelbetragsbereich β zwischen 0° und 90°. Das heißt, die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 erfolgt relativ zu der aufgespannten Ebene E in einem Winkelbereich von -90° bis +90°, wie in der Fig. 5A ersichtlich ist.
  • In einer vorteilhaften Realisierung wird nach der aktiven Kompensationsdrehbewegung des Windenarms 4 der Drehantrieb 5 der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 derart angesteuert, dass sich der Windenarm 4 durch eine aktive Rückbewegung, unter Berücksichtigung des Sollwertbereichs für die betriebsbedingte Seilspannung, zu der Ebene E hin ausrichtet, wie in der Fig. 5D ersichtlich ist. Durch eine Anpassung bzw. eine Reduzierung einer Fahrgeschwindigkeit der Pistenraupe 2 und/oder durch eine Anpassung bzw. eine Erhöhung einer Aufwickelgeschwindigkeit bzw. einer Drehgeschwindigkeit der Aufwickelvorrichtung 6 des Windenseils 3 kann die Seilspannung im Sollwertbereich für die betriebsbedingte Seilspannung des Windenseils 3 gehalten werden. Nach der aktiven Rückbewegung des Windenarms 4 liegt sowohl das gespannte Windenseil 3 als auch der Windenarm 4 selbst in der Ebene E und damit in einer direkten Ausrichtung zum stationären Ankerpunkt A. Da der stationäre Ankerpunkt A nicht in einer Flucht mit der Fahrzeuglängsachse FL der Pistenraupe 2 liegt, ist der Windenarm 4 relativ zu der Fahrzeuglängsachse FL leicht verdreht.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen wird nach der aktiven Rückbewegung des Windenarms 4 der Drehantrieb 5 der Windenanordnung 1 bzw. des Windenarms 4 derart angesteuert, dass dieser die Drehbarkeit des Windenarms 4 freigibt. Die Windenanordnung 1 bzw. der Windenarms 4 ist dann wieder frei drehbar.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Windenanordnung (1) einer Pistenraupe (2), wobei die Windenanordnung (1) ein Windenseil (3) sowie einen das Windenseil (3) führenden Windenarm (4) aufweist, der um eine Fahrzeughochachse (FH) drehbar gelagert ist, mit folgenden Schritten:
    - Erfassen einer Änderung einer Seilspannung des Windenseils (3) in einem Windenbetrieb der Windenanordnung (1),
    - Vorgeben eines Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung,
    - Vorgeben eines Grenzwertes für die Seilspannungsänderung,
    - Vergleich der erfassten Seilspannungsänderung des Windenseils (3) mit dem vorgegebenen Grenzwert und
    - Ansteuern eines dem Windenarm (4) zugeordneten Drehantriebs (5) unter Berücksichtigung des Vergleichs derart, dass bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte aufweist:
    - Erfassen einer Änderung einer Drehstellung des Windenarms (4) in dem Windenbetrieb der Windenanordnung (1),
    - Vorgeben eines Grenzwertes für die Drehstellungsänderung,
    - Vergleich der erfassten Drehstellungsänderung des Windenarms (4) mit dem vorgegebenen Grenzwert und
    - Ansteuern des dem Windenarm (4) zugeordneten Drehantriebs (5) unter zusätzlicher Berücksichtigung dieses Vergleichs derart, dass bei einer Überschreitung des Grenzwertes für die Drehstellungsänderung durch die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend angenähert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) zu der Drehstellungsänderung des Windenarms (4) gleichsinnig oder gegensinnig erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkel (α) des Windenarms (4) relativ zu einer Fahrzeuglängsachse (FL) erfasst wird, der bei der Erfassung der Drehstellungsänderung des Windenarms (4) in dem Windenbetrieb der Windenanordnung (1) berücksichtigt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Seilspannungsänderung des Windenseils (3) in dem Windenbetrieb der Windenanordnung (1) eine Zugkraft (Fz) an der Windenanordnung (1) zeitabhängig erfasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) relativ zu einer von der Fahrzeughochachse (FH) und einem stationären Ankerpunkt (A) des Windenseils (3) aufgespannten Ebene (E) in einem Winkelbetragsbereich (β) zwischen 0° und 90° erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach der aktiven Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) folgenden weiteren Schritt aufweist:
    - Ansteuern des Drehantriebs (5) derart, dass sich der Windenarm (4) durch eine aktive Rückbewegung unter Berücksichtigung des Sollwertbereichs für die betriebsbedingte Seilspannung zu einer von der Fahrzeughochachse (FH) und einem stationären Ankerpunkt (A) des Windenseils (3) aufgespannten Ebene (E) hin ausrichtet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach der aktiven Rückbewegung des Windenarms folgenden weiteren Schritt aufweist:
    - Ansteuern des Drehantriebs (5) derart, dass dieser die Drehbarkeit des Windenarms (4) freigibt.
  9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8 aufweisend:
    - eine Windenanordnung (1) mit
    - einer Aufwickelvorrichtung (6) zur Speicherung und Aufwicklung des Windenseils (3), das an einem freien, der Aufwickelvorrichtung (6) abgewandten Endbereich (7) mit einem stationären Ankerpunkt (A) verankerbar ist,
    - einer der Aufwickelvorrichtung (6) zugeordneten Antriebseinrichtung (8) zur Einleitung von Zugkräften (Fz) auf das Windenseil (3),
    - einem Windenarm (4) zur Zuführung des Windenseils (2) zur Aufwickelvorrichtung (6), wobei der Windenarm (4) um eine Fahrzeughochachse (FH) drehbar gelagert ist und
    - einem dem Windenarm (4) zugeordneten Drehantrieb (5) zur Erzeugung von aktiven Drehbewegungen des Windenarms (4) um die Fahrzeughochachse (FH), und
    - eine Steuereinrichtung (9) zur Steuerung des Drehantriebs (5) des Windenarms (4), dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Sensorik (10) zur Erfassung einer Seilspannungsänderung des Windenseils (3) in dem Windenbetrieb der Windenanordnung (1) vorgesehen ist und
    - ein elektronisches Datenverarbeitungssystem (11) vorgesehen ist, das einen Datenspeicher (12) aufweist, in dem die Daten des Sollwertbereichs für eine betriebsbedingte Seilspannung und der Grenzwert für die Seilspannungsänderung abgelegt sind, und das mit der Sensorik (10) gekoppelt ist, um bei einer Unterschreitung des Grenzwertes für die Seilspannungsänderung die Steuereinrichtung (9) des Drehantriebs (5) derart anzusteuern, dass sich durch eine aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine weitere Sensorik (13) zur Erfassung einer Drehstellungsänderung des Windenarms (4) in dem Windenbetrieb der Windenanordnung (1) vorgesehen ist und
    - das Datenverarbeitungssystem (11) einen Datenspeicher (14) aufweist, in dem der Grenzwert für die Drehstellungsänderung abgelegt ist, und mit der weiteren Sensorik (13) gekoppelt ist, um bei einer Überschreitung des Grenzwertes für die Drehstellungsänderung die Steuereinrichtung (9) des Drehantriebs (5) derart anzusteuern, dass sich durch die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms (4) die betriebsbedingte Seilspannung dem vorgegebenen Sollwertbereich zumindest weitestgehend annähert.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sensorik (13) zur Erfassung der Drehstellung des Windenarms (4) einen Drehwinkelsensor (15) aufweist, der zur Erfassung eines Drehwinkels (α) des Windenarms (4) relativ zu einer Fahrzeuglängsachse (FL) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10) zur Erfassung der Seilspannung des Windenseils (3) im Windenarm (4), insbesondere an einem vorderen Endbereich (16) des Windenarms (4), angeordnet ist und/oder einen Zugkraftsensor (17) zur Erfassung einer Zugkraft (Fz) an der Windenanordnung (1) aufweist.
  13. Pistenraupe mit einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 9 bis 12.
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