Vorrichtung zum Gespannthalten eines Zugseiles

Abstract

 Eine Vorrichtung zum Gespannthalten eines Zugseiles, das auf die Trommel einer Winde aufgewickelt und mit einem Ende an einen lageveränderlichen Gegenstand angeschlossen ist, insbesondere zum Gespannthalten eines zu einer fahrbaren Kohlegewinnungsmaschine führenden Stromkabels. Die Winde, vorzugsweise ein handelsüblicher drucklaufbetriebener Schlepperhaspel, ist regelbar und reversierbar angetrieben und kann auch im Stillstand ein kontinuierliches Drehmoment abgeben. Zusätzlich ist eine unter der Kraft einer Feder (13) stehende Spannvorrichtung mit einer Spannrolle (11) vorgesehen, um die das Zugseil (6) geführt ist, so daß über die Federkraft eine gewünschte Soll-Spannung im Zugseil eingestellt werden kann. Lageänderungen der Spannrolle bewirken über ein Betätigungsgestänge (14) eine Steuerung der Winde dahingehend, daß die Spannrolle (11) wieder in die ursprüngliche Gleichgewichtslage zurückkehrt. Dieser Steuervorgang kann davon begleitet sein, daß die Winde das Seil ablaufen läßt oder einholt.
Statt derSpannrolle (11) kann die Spannvorrichtung auch ein anderes bewegliches Element umfassen, beispielsweise die Trommel (9a) der Winde (9), wenn die Winde als Ganzes entgegen Federkraft beweglich geführt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gespannthalten eines Zugseiles, das an einem unabhängig von der Seilkraft lageveränderlichen Gegenstand angeschlossen ist, insbesondere zum mittelbaren Gespannthalten eines zu einer hin- und herfahrbaren Kohlegewinnungsmaschine führenden Stromkabels, Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist aus der Notwendigkeit erwachsen, Energie- oder andere Leitungen an eine bewegliche Arbeitsmaschine über ein Hilfsmittel zu führen, über das die Leitungen in einer definierten Lage gehalten werden, damit sie von der ortsbeweglichen Arbeitsmaschine nicht überfahren werden können. Das meistgebräuchliche Hilfsmittel zur Lösung dieses Problems ist die Kabelschleppkette. Sie ist jedoch kostspielig und nicht für beliebig lange Fahrbewegungen einer Arbeitsmaschine verwendbar. Es gibt auch Kabeltrommeln mit anstehendem Drehmoment zum Gespannthalten eines Kabels, jedoch muß beim Abrollen des Kabels das Gegenmoment überwunden werden, wodurch die Spannung in dem Kabel ansteigt.

[0002] Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Gespannhalten eines Zugseiles zu schaffen, mit der die Spannung im Zugseil weitgehend konstant gehalten werden kann, was sich dahingehend auswirkt, daß beim Abziehen des Zugseiles bei einem sich entfernenden Punkt, an den das Zugseil angeschlossen ist kein anstehendes Gegenmoment an einer Aufwickelvorrichtung überwunden werden muß.

[0003] Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus einer regelbar und reversierbar angetriebenen Winde, eingerichtet zur kontinuierlichen Abgabe eines Drehmomentes und somit einer kontinuierlichen Zugkraft im Zugseil, mit einer Trommel zur Aufnahme eines Endes des Zugseiles, aus einer Spannvorrichtung zur Ausübung einer Gegenspannkraft im Zugseil mit einem in Abhängigkeit von der Spannung im Zugseil beweglichen Element, an dem eine eine gewünschte Spannung bestimmende nachhaltige Federkraft angreift, die so groß bemessen ist, daß das bewegliche Element in Gleichgewichtslage ist, wenn die kontinuierliche Zugkraft der Winde gleich der von der Spannvorrichtung ausgeübten gewünschten Gegenspannkraft ist, und aus einer Steuerung zum Regeln der Winde in Abhängigkeit von Lageänderungen des beweglichen Elementes der Spannvorrichtung in dem Sinne und Ausmaß, daß das bewegliche Element in die Gleichgewichtslage zurückgestellt wird.

[0004] Die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Winde zum Auf- und Abwickeln des Zugseiles, das auch die Energieleitung selbst sein kann, kann als eine "Rafferwinde" bezeichnet werden, die über eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit von Abweichungen von einer Soll-Spannung innerhalb des Zugseiles betätigt wird. Sie wird im Sinne des Aufwickelns gesteuert, wenn die Soll-Spannung im Zugseil sinkt, weil sich ein Bezugspunkt der Winde nähert, oder umgekehrt. Die konstante Spannung, die auf diese Weise in dem Zugseil unter dem anstehenden kontinuierlichen Drehmoment der Winde eingestellt werden kann, verhindert stoßweise Zugbelastungen an den Anschlußstellen und Einführungen von Energie- oder anderen Leitungen in die ortsbewegliche Arbeitsmaschine, da jeder Stoß von dem beweglichen Element der Spannvorrichtung aufgefangen wird.

[0005] Von der Erfindung wird auch ein Anwendungsbereich umfaßt, in dem das Ende des Zugseiles festgelegt ist und die Vorrichtung selbst ortsbeweglich. Hierbei ist beispielsweise an die Fälle gedacht, wo von einem Schiff ein Kabel abgeht, das unter den Schiffsbewegungen in senkrechter und/oder waagerechter Richtung in seiner Spannung konstant gehalten werden soll, beispielsweise beim Verlegen von Kabeln oder wenn das Schiff vor Anker liegt. Auch sind Fälle denkbar, bei denen die Spannung eines von einem in der Luft befindlichen Hubschraubers ausgehenden Seiles konstant gehalten werden soll, beispielsweise wenn mehrere Hubschrauber zum Tragen schwerer Lasten eingesetzt werden. Bisher hat man hierfür komplizierte elektronische Hubschrauber-Steuerungen eingesetzt.

[0006] Eine besonders empfehlenswerte spezielle Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Winde ein handelsüblicher druckluftbetriebener Schlepperhaspel mit einem aus einer mittleren Haltstellung auf Vor- und Rückwärtsgang steuerbaren Handhebel ist, an dem ein den Lageänderungen des beweglichen Elementes der Spannvorrichtung folgendes Gestänge angreift,

[0007] Das bewegliche Element der Spannvorrichtung zur Erzeugung der Gegenspannkraft im Seil ist zweckmäßig eine Spannrolle, über die das Zugseil geführt ist, wobei die Spannrolle an dem kurzen Hebelarm eines Waagebalkens angeordnet ist, an dessen längerem Hebelarm eine Zugfeder und eine zum Handhebel der Winde führende Betätigungsstange angeschlossen sind. Hierbei ist die Gleichgewichtslage der Spannrolle dann eingestellt, wenn die Federkraft den Waagebalken und über die Betätigungsstange den Handhebel der Winde in der Lage hält, in der das Moment aus Spannkraft an der Spannrolle und kurzem Hebelarm gleich dem Moment aus Federkraft und dem längeren Hebelarm, unter dem die Feder am Waagebalken angreift, gleich sind.

[0008] Zur Einstellung der gewünschten Soll-Spannung im Zugseil kann das Hebelarmverhältnis und/oder die Federkraft änderbar sein. Ferner wird zweckmäßig die Lageänderung des beweglichen Elementes bzw. der Spannrolle durch Anschläge begrenzt,denen Schaltstellungen der Steuerung der Winde zugeordnet sind, in denen die Winde voll eingeschaltet ist. Wenn beispielsweise durch eine schnelle Verstellung des Gegenstandes, an dem das Zugseil letztlich angreift,ein starker Ausschlag des beweglichen Elementes bzw. der Spannrolle erfolgt, ist die Winde in einer Anschlaglage zum Ablaufenlassen oder Einholen des Zugseiles voll eingeschaltet.

[0009] Wenn die Winde, die Spannvorrichtung und die Steuerung für die Winde eine transportable Einheit bilden, ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung in Anpassung an örtliche Verhältnisse stets an dem günstigsten Platz aufzustellen.

[0010] Um zu vermeiden, daß Energie- oder andere Leitungen, die gespannt gehalten werden sollenselbst über die Winde geführt werden müssen, wird zum mittelbaren Gespannthalten eines Stromkabels oder dergleichen vorgeschlagen, daß das Stromkabel um eine am Ende des Zugseiles befestigte Umlenkrolle geführt ist. Hierdurch benötigt die Vorrichtung gemäß der Erfindung außer der Energiezufuhr für die Winde keinerle. weiterer energieführenden Anschlüsse, wie auch über ein einfaches Seil und die Umlenkrolle jede Art von Kabeln oder flexiblen Leitungen gespannt gehalten werden kann.

lediglich die Umlenkrolle entsprechend gewählt zu werden wobei auch die Möglichkeit besteht, eine Mehrfach-

für verschiedene flexible Leitungen vorzusehen, die alle su ein und demselben beweglichen Gegenstand führen. Hierbei empfiehlt es sich, in Anpassung an unter Umständen unterschiedliche Durchmesser der verschiedenen Leitungen

Umlenkrollen unterschiedlicher Durchmesser vorzusehen

die ablaufenden Längen von Leitungen bei Lageänderungen der Mehrfach-Umlenkrolle und damit deren Spannungen unter sich möglichst gleichbleiben.

[0011] In der Zeichnung ist ein Ausführungsheispiel einer "Rafferwinde" gemäß der

_Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung einer "Rafferwinde" in Verbindung mit einer fahrbaren Kohlegewinnungsmaschine,

_Fig. 2 eine Draufsicht auf die "Rafferwinde" als transportable Einheit und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

[0012] In Fig. 1 erkennt man eine vor Ort befindliche fahrbare Kohlegewinnungsmaschine 1, von der ein Stromkabel 2 ausgeht, das an einem ortsfest angeordneten Schaltkasten 3 angeschlossen ist. Dieses Stromkabel 2 soll unter den Fahrbewegungen der Kohlegewinnungsmaschine 1 mittels der erfindungsgemäßen "Rafferwinde" 4" gespannt gehalten werden, damit es nicht von der Kohlegewinnungsmaschine überfahren werden kann. Hierzu ist das Stromkabel 2 über eine Umlenkrolle 5 an den Schaltkasten 3 geführt, wobei die Umlenkrolle 5 der Endpunkt eines Zugseiles 6 ist, das zu der Winde gemäß der Erfindung führt. Das Stromkabel 2 wird somit über das Zugseil 6 mittelbar gespannt gehalten. Wenn die Kohlegewinnungsmaschine 1 nach links verfahren wird, folgt die Umlenkrolle 5 in die strichpurktiert dargestellte Endstellung 5'. Der im Ausführungsbeispiel maximale Verstellweg S der Umlenkrclle 5 ist die Hälfte des maximalen Verfahrweges der Kohlegewinnungsmasdine 1 nach links.

[0013] Die "Rafferwinde" gemäß der Erfindung nach Fig. 2 und 3 umfaßt zunächst eine Bodenplatte 8 mit einem daran befestigten handelsüblichen druckluftbetriebenen Schlepperhaspel 9, dessen Handhebel 10 in Fig. 3 in waagerechter mittlerer Haltstellung steht. Dieser Handhebel ist in die beiden strichpunktiert dargestellten Schwenklagen für Vorwärts- und Rückwärtsgang verstellbar, so daß der Schlepperhaspel 9 reversierbar und mit regelbarem Antrieb ausgestattet ist. Auf die Trommel 9a des Schlepperhaspels 9 ist das Zugseil 6 aufgewickelt, das zu der Achse der Umlenkrolle 5 führt (Fig. 1).

[0014] Wie Fig. 2 zeigt, läuft das Zugseil 6 über eine lageveranderliche Spannrolle 11, von der aus die Steuerung für den Handhebel 10 des Schlepperhaspels 9 betätigt wird. Die Spannrolle 11 ist an dem kurzen Hebelarm 12a eines Waagebalkens 12 angeordnet, an dessen längerem Hebelarm 12b eine Zugfeder 13 und eine zum Handhebel 10 führende Betätigungsstange 14 angeschlossen sind. Der Waagebalken 12 ist um die Drehachse 15 einer Gabel 16, die über eine Stütze 17 mit der Grundplatte 8 verbunden ist, schwenkbar gelagert. Die Spannrolle 11 ist über eine Doppellasche 18 am Ende des kurzen Hebelarmes 12a des Waagebalkens 12 gelenkig befestigt. In Fig. 3 erstreckt sich diese Doppellasche 18 zum Teil hinter der geschnitten dargestellten Gabel 16.

[0015] Die Hebelverhältnisse des Waagebalkens 12 und die Kraft der Feder 13 sind so bemessen, daß die entgegen der Federkraft beweglich geführte Spannrolle 11 unter der am Seil angreifenden gewünschten Spannkraft im Gleichgewicht ist. Die am Seil 6 angreifende Spannkraft wird von dem anstehenden Drehmoment des Schlepperhaspels 9 erzeugt. Ist beispielsweise das Hebelverhältnis zwischen dem kurzen Hebelarm 12a entsprechend dem Abstand der Gelenkpunkte 15 - 19 und der, langen Hebelarm 12b entsprechend dem Abstand der Gelenkpunkte 16 - 20 gleich 1 : 3, so befindet sich der Waagebalken 12 dann im Gleichgewichtszustand, wenn bei einer Federkraft von beispielsweise 2000 N an der Spannrolle 11 eine kraft von 660 N angreift. Diese Spannkraft soll der gewünschten Spannung im Seil 6 entsprechen. Bei der Gleichgewichtslage des Waagebalkens 12 ist die Länge der Betätigungsstange so bemessen, daß der Handhebel 10 etwas gegenüber der mittleren Haltstellung verschwenkt ist in dem Sinne, daß der Schlepperhaspel 9 ständig das Moment aufbringt, was erfordarlich ist, um an dem Gelankpundt 19 das Waagebalkens 12 über die Spannrolle 11 eine kraft von 666 N angreifen zu lassen Die Zugleistung des Schlepperhaspels muß also reichtich höher sein als es der Sollkraft von 660 N entspricht.

[0016] Wenn - bezogen auf den Anwendungsfall nach Fig. 1 - die Kohlegewinnungsmaschine 1 nach links auswandert und damit auch die Umlenkrolle 5, so erhöht sich die Spannkraft im Seil 6 mit der Folge, daß die Spannrolle 11 entsprechend auswandert. Der maximale, durch einen Anschlag 21 begrenzte Ausschlag des Waagebalkens 12 ist in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt. Der in die andere Richtung gehende Ausschlag des Waagebalkens 12 ist durch einen Anschlag 22 begrenzt. Den beiden Anschlägen sind Schaltstellungen der Steuerung zugeordnet, in denen der Schlepperhaspel 9 in der einen oder anderen Drehrichtung voll eingeschaltet ist.

[0017] Wie gesagt, verstellt sich der Waagebalken 12 in Richtung auf die strichpunktierte Schwenklage dann, wenn die Spannkraft im Seil erhöht wird. Hierdurch wird über die Betätigungsstange 14 der Handhabel 10 auf Rücklauf des Schlepperhaspels 9 verstellt, d. h. die Seiltrommel 9a läßt Seil ablaufen. Hierdurch stellt sich die Spannrolle 11 unter der Kraft der Feder wieder zurück, bis der Gleichgewichtszustand am Waagebalken bzw. die Soll-Spannkraft im Seil 6 wiederhergestellt sind. Der Handhebel 10 befindet sich dann wieder in der Stellung, die bei Ruhelage der Umlenkrolle 5 der gewünschten Spannkraft im Seil entspricht. Sinkt die Seilkraft beispielsweise beim Verfahren der Kohlegewinnungsmaschine nach rechts, schwenkt der Waagebalken 12 im anderen Sinne und die Trommel 9a wird im Sinne eines Aufs^pulens des Seiles 6 gedreht. Stets wird der Schlepperhaspel 9 durch die beschriebene Steuerung in Abhängigkeit von Lageänderungen der Spannrolle 11 in demjenigen Drehsinn eingeschaltet, der die Spannrolle in Gleichgewichtslage zurückzustellen sucht, in der der Schlepperhaspel 9 abgebremst ist oder auf die Trommel 9a ein ständiges bestimmtes Drehmoment einwirkt.

[0018] Abweichend von dem gezeichneten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es denkbar, daß die Winde auf einer in Richtung des Zugseils hin- und herbeweglichen Plattform ruht, an der die Spannvorrichtung angreift. Bei dieser Ausführungsform ist die Trommel der Winde selbst das bewegliche Element der Spannvorrichtung.

Ansprüche

₁. Vorrichtung zum Gespannthalten eines Zugseiles, das an einen unabhängig von der Seilkraft lageveränderlichen Gegenstand angeschlossen ist, insbesondere zum mittelbaren Gespannthalten eines zu einer hin- und herfahrbaren Kohlegewinnungsmaschine führenden Stromkabels, gekennzeichnet durch

eine regelbar und reversierbar angetriebene Winde (9), eingerichtet zur kontinuierlichen Abgabe eines Drehmomentes und somit einer kontinuierlichen Zugkraft im Zugseil (6), mit einer Trommel (9a) zur Aufnahme eines Endes des Zugseils,

eine Spannvorrichtung (11, 18, 12, 13) zur Ausübung einer Gegenspannkraft im Zugseil mit einem in Abhängigkeit von der Spannung im Zugseil beweglichen Element (11), an dem eine eine gewünschte Spannung bestimmtende nachhaltige Federkraft angreift, die so groß bemessen ist, daß das bewegliche Element in Gleichgewichtslage ist, wenn die kontinuierliche Zugkraft der Winde gleich der von der Spannvorrichtung ausgeübten gewünschten Gegenspannkraft ist, und

durch eine Steuerung (14, 10) zum Regeln der Winde in Abhängigkeit von Lageänderungen des beweglichen Elementes (11) der Spannvorrichtung in dem Sinne und Ausmaß, daß das bewegliche Element in die Gleichgewichtslage zurückgestellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winde (9) ein handelsüblicher druckluftbetriebener Schlepperhaspel mit einem aus einer mittleren Haltstellung auf Vor- und Rückwärtsgang steuerbaren Handhebel (10) ist, an dem ein den Lageänderungen des beweglichen Elementes (11) der Spannvorrichtung folgendes Gestänge (14) angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element eine Spannrolle (11) ist, über die das Zugseil (6) geführt ist, und daß die Spannrolle an dem kurzen Hebelarm (12a) eines Waagebalkens (12) angeordnet ist, an dessen längerem Hebelarm eine Zugfeder (12b) und eine zum Handhebel (10) führende Betätigungsstange (14) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelarmverhältnis änderbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft änderbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderung des beweglichen Elementes (11) durch Anschläge (21, 22) begrenzt ist.

?. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß den Anschlägen (21, 22) Schaltstellungen der Steuerung zugeordnet sind, in denen die Winde (9) voll eingeschaltet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winde (9), die Spannvorrichtung (18, 11, 12, 13) und die Steuerung (12, 13) eine transportable Einheit bilden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum mittelbaren Gespannthalten eines Stromkabels oder dergleichen das Stromkabel (2) um eine am Ende des Zugseiles (6) befestigte Umlenkrolle (5) geführt ist.

Zeichnung