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Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung zum Signalisieren einer begrenzten Menge eines Zugseils auf einer Windentrommel und eine Forstwinde, die diese Vorrichtung umfasst. Die Warnvorrichtung detektiert den Abstand zwischen der Trommel und einem Element, das ein optimales Aufwickeln des Seils auf die Trommel (5) sicherstellt, was indikativ für verbleibende Lagen des Seils auf der Trommel ist, wobei die Detektion mit mindestens einem Schalter, Sensor bzw. einem anderen Element, der bzw. das den Abstand detektieren kann, ermöglicht wird. Die Warnvorrichtung umfasst einen Schubzylinder (1), eine Signalvorrichtung (3), die angeordnet ist, um ein Ton- und/oder ein visuelles Signal abzugeben, und mindestens einen Sensor, eine Schaltvorrichtung bzw. ein anderes Element (2), der/die bzw. das den Abstand zwischen dem Schubzylinder und der Trommel detektieren kann und ein Signal an die Signalvorrichtung erzeugen kann, um vor der begrenzten Seilmenge auf der Trommel zu warnen.
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Beschreibung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung gehört zum Gebiet der Forstwinden, genauer gesagt zum Gebiet der Konstruktionsdetails bei Forstwinden, die mit dem Ziehen einer Last verbunden sind, indem ein Seil über eine Rolle auf eine Trommel gewickelt wird. Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung zum Signalisieren einer begrenzten Menge eines Zugseils auf einer Windentrommel und eine Forstwinde, die diese Vorrichtung umfasst.
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Hintergrund der Erfindung und technische Aufgabe
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Der Einsatz einer Winde kann zu einer Situation führen, in der eine sichere und zuverlässige Unterbrechung oder Beendigung des Abwickelns eines Seils von einer Trommel erforderlich ist, da nur eine begrenzte Menge des Seils auf der Trommel verbleibt. Es kommt häufig vor, dass der Benutzer das Abwickeln nicht rechtzeitig beendet, oder dass der Benutzer den Traktor zu lange fährt, was zu einem Mangel an Seil führt, und folglich wird das Seil von der Trommel gerissen, was zu einem plötzlichen und unerwarteten Freisetzen von Spannung führt. In diesem Fall muss das Seil oder Stahlseil wieder in die Trommel eingebracht werden, was das Entfernen von Schutzblechen und Maschinenteilen erfordert. Im schlimmsten Fall können andere Konstruktionselemente, zum Beispiel die Führung des Drahtseils oder ein Teil des Antriebs (Ketten, Kettenräder, Lamellen usw.), beschädigt werden. Folglich müssen die Arbeiten unterbrochen werden und häufig müssen das Seil und/oder andere beschädigte Teile aufgrund starker Verformung ersetzt werden. Wenn das Seil bei Arbeiten an einem Steilhang von der Trommel gerissen wird, kann die Last den Hang hinunterrutschen und erhebliche Schäden verursachen. Außerdem kann es auch auf dem Hang anwesende Personen gefährden.
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Die üblichen Normen schreiben vor, dass stets mindestens drei Seilwindungen auf der Trommel bleiben müssen, während einige andere Quellen angeben, dass mindestens acht Windungen auf dem Seil vorhanden sein müssen. Dieser Zustand ist durch Fühlen oder durch Betrachten schwer zu verfolgen. Die technische Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung gelöst wird, ist die konstruktive Lösung einer Warnvorrichtung, die dem Benutzer signalisiert, dass die Menge des Drahtseils auf der Trommel, bevorzugt eine forstwirtschaftliche Windentrommel, begrenzt ist.
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Stand der Technik
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Das Patent
US7097155 beschreibt ein Verfahren und ein Gerät zum Anzeigen, wann nur noch eine vorgegebene voreingestellte Mindestanzahl von Wickellagen auf einer Trommel einer Winde vorhanden ist. Die Winde umfasst eine Wickeltrommel, auf die das Seil aufgewickelt oder von der das Seil abgewickelt wird, Antriebsmittel zum Drehen der Trommel in beide Richtungen, und eine Anzeige zum Anzeigen eines Alarms, wenn der Sensor eine Mindestanzahl von auf der Trommel verbleibenden Seillagen detektiert. Ein optisches Sensorsystem ist in einem Raum in einem leeren Gehäuse aufgenommen, um die Anzahl der Umdrehungen der Trommel und die Drehrichtung zu zählen, um ein Alarmsignal zu erzeugen.
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Die Patentanmeldung
US2019023542 offenbart Verfahren und Systeme zum Anpassen des Betriebs eines Motors einer Winde, wobei dies mit einer Steuereinheit ermöglicht wird, die die Temperatur des Motors, die Belastung des Motors, den Abstand zwischen der Trommel und dem Endteil des Seils und optional auch die Seilmenge auf der Trommel nachverfolgt. Letzteres wird mit einem Positionssensor an der Trommel oder Antriebswelle des Motors ermöglicht. Durch Zählen der Anzahl der Trommelumdrehungen und der Dicke des Seils und des Durchmessers der Trommel kann die Steuereinheit den Abstand von der Trommelachse zur äußersten Lage des auf der Trommel gewickelten Seils abschätzen, der für die Menge des verbleibenden Seils auf der Trommel repräsentativ ist.
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Es ist eine 40-Tonnen-Winde für den Einsatz auf Skipisten und ähnlichen Hängen bekannt, die unter der Handelsmarke Pisten-Bully vertrieben wird und auf der folgenden Website beschrieben ist: https://www.pistenbullv.com/de/vehicles/attachments/winch/acces-sactn/show/acateg ory/winch/accessory/40-ton-winch.html. Die Winde hat eine Anzeige, die die Menge des verbleibenden Seils auf der Trommel anzeigt, jedoch schweigt die Beschreibung über die Messung der Menge des verbleibenden Seils. Im Zusammenhang mit einer ähnlichen Winde wurde das Patent
EP 2 554 750 B1 erteilt, wobei das genannte Patent ein Verfahren zum Nachverfolgen des Einsatzes einer Winde und zum Bestimmen des Seilverschleißes beschreibt. Zu diesem Zweck ist die Winde mit einer Reihe von Sensoren ausgestattet, von denen einer dazu bestimmt ist, die Länge des verbleibenden Seils auf der Trommel zu verfolgen. Dieser Sensor verfolgt die Drehung der Trommel beim Ab- und Aufwickeln, wobei für die endgültige Berechnung des verbleibenden Seils die Gesamtlänge des Seils und die Trommelabmessungen bekannt sein müssen.
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Die in der Druckschrift JPH0642004 beschriebene Lösung verfolgt ebenfalls die Menge des verbleibenden Seils auf der Trommel, indem sie ihre Drehungen nachverfolgt.
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Alle vorstehend beschriebenen Lösungen basieren auf dem Verfolgen der Drehung der Trommel; daher unterscheiden sie sich signifikant von der vorliegenden Erfindung. Beschreibung der Lösung der technischen Aufgabe
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Die Erfindung basiert nicht auf dem Verfolgen der Drehung der Windentrommel, sondern auf dem Erfassen des Abstands zwischen der Trommel und einem Schubzylinder, der ein optimales Aufwickeln des Seils auf die Trommel sicherstellt, was indikativ für die verbleibenden Lagen Seilwindungen auf der Trommel ist. Die Erfassung wird durch einen induktiven Sensor oder Schalter bzw. einen anderen Sensor oder ein anderes Element ermöglicht, der bzw. das den erwähnten Abstand erfassen kann. Die technische Aufgabe wird mit der Warnvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst, während bevorzugte Ausführungsformen der Lösung in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben sind.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf einer Lösung einer Trommel für eine Forstwinde, die in den Patenten SI 24995 und SI 24996 beschrieben ist. Die Trommel der Winde ist mit einem Schubzylinder versehen, der auf Gabeln angebracht ist, die um ihre Halterung oszillieren, wobei die Spannung des Schubzylinders durch eine Feder oder ein anderes geeignetes Element sichergestellt wird. Die Feder, die über Gabeln auf den Zylinder drückt, kann eine Zug-, Druck-, Torsions- oder Gasfeder sein. Bevorzugt handelt es sich um zwei Federn, die am Griff des Schubzylinders und am Gehäuse der Winde angebracht sind. Die Feder zieht die Gabeln und schiebt den Schubzylinder zur Trommel mit dem aufgewickelten Seil, wodurch ein verbessertes Aufwickeln des Seils auf die Trommel sichergestellt und ein unkontrolliertes Abwickeln des Drahtseils verhindert wird. Der Schubzylinder wird beim Aufwickeln einer neuen Lage des Seils weiter von der Trommel entfernt, wodurch die Achse der den Schubzylinder tragenden Gabeln gedreht wird. Durch das Aufwickeln des Seils auf die Trommel vergrößert sich der Durchmesser der Seillagen, während sich der Schubzylinder folglich weiter von der Trommel entfernt, wenn sich die Gabeln um ihre Halterung drehen. Beim Abwickeln des Seils nähert sich der Schubzylinder der Mitte der Trommel.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass am Gehäuse der Winde oder bevorzugt am Schubzylinder, besonders bevorzugt an der Haltevorrichtung des Schubzylinders, ein Schalter, Sensor bzw. ein anderes Element eingebaut ist, der bzw. das angeordnet ist, um den Abstand zwischen dem Schubzylinder und der Trommel zu erfassen. Das bevorzugte Element ist ein induktiver Schalter, aber ein optischer Sensor, ein elektrischer Schalter, ein Magnet oder ein kapazitiver Sensor und dergleichen können ebenfalls verwendet werden. Anstelle des Schubzylinders kann jedes andere Element zum gleichmäßigen Aufwickeln des Seils auf die Trommel verwendet werden, beispielsweise eine Gleitplatte, die bevorzugt aus einem weicheren Material wie Bronze oder Kunststoff gefertigt ist, damit sie das Seil nicht beschädigt. Der voreingestellte Abstand für die Signalgebung hängt von der Dicke des Seils auf der Trommel sowie von den Abmessungen des Schubzylinders und der damit verbundenen Konstruktionselemente ab. In den meisten Fällen wird der Abstand jedoch auf 3 bis 8 mm eingestellt, was alle proportionalen Abmessungen, die der letzten Lage des auf die Trommel gewickelten Seils entsprechen, zufriedenstellend abdeckt. Der bevorzugt an einem Zubehörteil angebrachte induktive Schalter (Sensor) ist in der Höhe verstellbar, um den erforderlichen Abstand zum Signalisieren der begrenzten Seilmenge auf der Trommel einstellen zu können. Auf diese Weise kann die Warnvorrichtung an verschiedene weltweit verwendete Standards angepasst werden. Mindestens ein Signalgebungselement oder ein Sensor muss vorhanden sein, es können aber auch zwei angebracht werden, um einen zuverlässigeren Betrieb sicherzustellen, falls einer von ihnen ausfällt oder nicht mehr richtig funktioniert.
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Der Schalter bzw. der Sensor ist so angeordnet, dass er automatisch abschaltet oder bevorzugt dem Benutzer über eine Signalvorrichtung signalisiert, dass ein manuelles Abschalten durchgeführt werden sollte. Die Verbindung zwischen der Signalvorrichtung und dem Schalter bzw. dem Sensor, bevorzugt einem induktiven Sensor, kann eine elektrische Leitung sein, die
- - ein Signal an die Signalvorrichtung sendet, die den Benutzer warnt, oder
- - ein Signal an den Motor sendet, der das Aufwickeln des Seils automatisch beendet.
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Die Verbindung kann jedoch elektronisch, elektrisch oder mechanisch sein, abhängig von der Art des Sensors bzw. Schalters und der Position der Signalvorrichtung oder zu einem Schaltelement, das ein Hydraulikventil sein kann, das mit einem Griff an dem Hebelsystem mechanisch verbunden ist, an dem der Schubzylinder angebracht ist.
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Der Schalter bewirkt bei seiner Betätigung eine Signalübertragung über die Signalvorrichtung, die am Gehäuse der Winde, bevorzugt in höheren Teilen des Gehäuses, angebracht ist, damit sie bestmöglich sichtbar ist. Die Signalvorrichtung kann eine Ton-, Licht- oder kombinierte (Ton + Licht) Signalvorrichtung sein und somit den Benutzer mit einem Tonalarm, einem Lichtsignal oder einer Kombination aus Tonalarm und Lichtsignal warnen. Sobald nur noch eine Lage Seilwindungen auf der Trommel verbleibt, löst der induktive Sensor ein Signal aus, um den Benutzer vor der begrenzten Drahtseilmenge zu warnen.
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Die Warnvorrichtung in ihrer bevorzugten Ausführungsform umfasst drei Schlüsselelemente, nämlich:
- - den Schubzylinder, wobei seine Position in Bezug auf die Trommel indikativ für die auf der Trommel verbleibenden Seillagen ist,
- - die Schaltvorrichtung und/oder eine Signalvorrichtung, die bei Betätigung des Sensors bzw. eines Schalters ein Ton- und/oder visuelles Signal abgibt, und
- - den Sensor, Schalter bzw. jedes andere Element, das den Abstand zwischen dem Schubzylinder und der Trommel detektieren kann und ein Signal an die Signalvorrichtung oder ein Signal erzeugen kann, das die Beendigung des Abwickelns des Seils bewirkt.
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Der Betrieb der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung wird auf folgende Weise durchgeführt. Beim Abwickeln des Seils von der Trommel wird der Schubzylinder näher an die Mitte der Trommel bewegt. Wenn der Schubzylinder den voreingestellten Abstand erreicht, erfasst der induktive Sensor dieses Ereignis und löst das Senden eines Signals an die Signalvorrichtung aus. Das Signal kann von dem Benutzer detektiert werden, der dann den Vorgang des Abwickelns des Seils auf bekannte Weise beenden kann. Alternativ kann die Beendigung der Seilabwicklung automatisch erreicht werden, wobei bei Betätigung des Schalters bzw. des Sensors das Abwickeln durch eine mechanische Verbindung mit entsprechend geformten Griffen oder Hebeln oder durch ein direktes Abschalten des Trommelantriebs automatisch gestoppt wird. Im letzteren Fall bewirkt die Betätigung des Schalters bzw. des Sensors das Umschalten des Zustands des Hydraulik- oder Stromkreises der Trommel, d. h. vom Zustand Ein in den Zustand Aus.
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Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung verhindert nicht, dass das Seil von der Winde gerissen wird, falls dies aus Sicherheitsgründen erforderlich ist.
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Die Warnvorrichtung zum Signalisieren einer begrenzten Menge eines Zugseils auf der Windentrommel und die Winde mit der Warnvorrichtung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren weiter beschrieben, die zeigen:
- 1 eine Forstwinde mit der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung
- 2 Detail A einer möglichen Anbringungsstelle für die signalgebende Warnvorrichtung
- 3 Detail B der Position des induktiven Schalters mit der Trommel, die teilweise angeschnitten ist
- 4 Position des induktiven Schalters mit der ganzen Trommel
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1 zeigt eine Forstwinde mit gekennzeichneten Schlüsselkomponenten, die den erforderlichen Betrieb der Erfindung ermöglichen, wobei die Winde mit einer Trommel 5 ausgestattet ist, auf die ein Zugseil aufgewickelt oder von der ein Zugseil abgewickelt wird. Die Trommel 5 ist mit einem Schubzylinder 1 versehen, der an Gabeln angebracht ist, die um ihre Halterung oszillieren, wobei die Spannung des Schubzylinders durch zwei Federn 4 ermöglicht wird, die an einem Griff des Schubzylinders 1 und einem Gehäuse der Winde angebracht sind. Die Feder zieht die Gabeln und schiebt den Schubzylinder 1 auf die Trommel 5 und folglich das Seil. Ein induktiver Sensor 2 ist am Schubzylinder 1 angebracht. Das Gehäuse der Winde befindet sich an einem sichtbaren Teil, das mit einer Signalvorrichtung 3 versehen ist, die den Benutzer mit einem Ton- und/oder Lichtsignal warnen kann, wodurch signalisiert wird, dass nur noch eine begrenzte Seilmenge verfügbar ist, d. h. nur die letzte Lage Seilwindungen ist auf der Trommel vorhanden. Die Signalvorrichtung 3 kann irgendwo am Gehäuse der Winde angebracht werden, bevorzugt ist sie in höheren Teilen vorgesehen, so dass der Benutzer das Signal leicht sehen und/oder hören kann.
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2 zeigt das Detail A in 1, in dem eine der möglichen Anbringungsstellen der Signalvorrichtung 3 dargestellt ist.
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Detail B, das in 3 gezeigt wird, legt den Aufbau der Warnvorrichtung und der Elemente, die für ihre Funktion wesentlich sind, eindeutig fest. Die Warnvorrichtung gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst drei Schlüsselelemente, und zwar:
- - den Schubzylinder 1, der mit Hilfe der Feder 4 ein geeignetes Aufwickeln des Seils auf die Trommel sicherstellt, wobei die Position des Schubzylinders 1 in Bezug auf die Trommel 5 indikativ für die verbleibenden Lagen Seilwindungen auf der Trommel 5 ist,
- - die Signalvorrichtung 3, die bei Betätigung des Sensors bzw. des Schalters 2 ein Ton- und/oder visuelles Signal abgibt, und
- - den Sensor, Schalter bzw. ein anderes geeignetes Element 2, das den Abstand zwischen dem Schubzylinder 1 und der Trommel 5 detektieren kann und das ein Signal erzeugen kann, das von der Signalvorrichtung 3 angezeigt wird.
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Die bevorzugte Ausführungsform des Sensors ist ein induktiver Sensor 2, der bei einem bestimmten Abstand zwischen dem Schubzylinder 1 und der Trommel 5 ausgelöst wird, in der Regel zwischen 3 und 8 mm, der von der Dicke des Seils abhängt. Wichtig ist, dass der Sensor spätestens dann auslöst, wenn eine Lage Seil auf der Trommel vorhanden ist. Anstatt ein Signal für die Signalvorrichtung 3 zu erzeugen, kann der Sensor 2 die Beendigung der Seilabwicklung automatisch auslösen. Die Beendigung ist willkürlich, beispielsweise wird bei Betätigung des Schalters bzw. des Sensors das Abwickeln aufgrund einer mechanischen Verbindung mittels entsprechend geformter Griffe oder Hebel oder durch direktes Abschalten des Trommelantriebs automatisch gestoppt. Im letzteren Fall bewirkt die Betätigung des Schalters bzw. des Sensors das Umschalten des Zustands des Hydraulik- oder Stromkreises der Trommel, d. h. vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand.
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Der induktive Sensor 2 wird durch ein Zubehörteil 21 auf die Haltevorrichtung (Gabel) 11 des Schubzylinders 1 geschraubt. Der gesamte Schaft ist mit einem Gewinde versehen, so dass er mit mindestens einer, bevorzugt zwei Schrauben, von denen eine unten und die andere oben auf dem Blech sitzt, festgestellt werden kann. Mit dem so gestalteten Zubehörteil 21 kann der erforderliche Abstand eingestellt werden, den der Sensor benötigt, um ein elektrisches Signal zu detektieren und an die signalgebende Warnvorrichtung 3 zu senden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7097155 [0005]
- US 2019023542 [0006]
- EP 2554750 B1 [0007]
