ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
[0001] 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.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Pistenraupe
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine hohe Betriebssicherheit ermöglichen.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] In alternativen Ausführungen ist die aktive Kompensationsdrehbewegung des Windenarms
4 zu der Drehstellungsänderung des Windenarms 4 gleichsinnig.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] 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.
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.