AT512872B1 - Elektrische Seilausspulung eines Seilkrans - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seilkran (1) zum Bewegen von gefällten Bäumen entlang eines Tragseils (2) mit einem Zugseil (4) und alternativ einem Umlaufseil (3) mittels externer Windeneinheit (5) wobei erfindungsgemäß dieser Seilkran über einen Elektromotor (6) verfügt welcher auch als Generator verwendet werden kann. Die Energie im Generatorbetrieb wird vom lasthebenden Seil (Zugseil oder Umlaufseil) mittels Treibscheibe (9) abgenommen und in Hochleistungskondensatoren (7) gespeichert. Während des Ausspulens des lasthebenden Seils fungiert der elektrische Generator als Elektromotor welcher seine Energie von den Hochleistugskondensatoren (dem Kondensatorpaket) entnimmt. Die Regelung erfolgt über ein eingebautes Steuergerät (8). Die Energiebilanz ist dabei ausgeglichen das heißt dass keine Zuführung von Fremdenergie über die Nutzung der Kraft des lasthebenden Seils hinaus notwendig ist.

Description

Beschreibung

ELEKTRISCHE SEILAUSSPULUNG EINES SEILKRANS

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seilkran gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Ein Seilkran gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US 4,687,109 bekannt. Hier weist der Seilkran einen Elektromotor zum Ausspulen eines Zugseils auf. In dieser Schrift findet sich jedoch kein Hinweis auf einen Generatorbetrieb dieses Elektromotors. Die DE 10 2010 008 917 A1 beschreibt die Verwendung von Brennstoffzellen in einem Kran. Auf einen Elektromotor zum Ausspulen eines Zugseils wird nicht Bezug genommen.

[0003] Für die Holzbringung im Steilgelände werden mobile Seilanlagen verwendet, welche meist als Kippmastseilbahnen oder Langstreckenseilbahnen ausgeführt sind.

[0004] Dabei wird ein Tragseil fix zwischen zwei Punkten verankert (z.B. Kippmastgerät und Baum).

[0005] Die Distanz kann dabei von einigen hundert Meter bis über 1000 Meter reichen.

[0006] Die Aufstellung ist für Förderung von tiefer gelegenem nach höher gelegenem Gelände (bergaufbetrieb) oder von höher gelegenem nach tiefer gelegenem Gelände (bergabbetrieb) möglich.

[0007] Ebenfalls kann eine derartige Aufstellung in ebenem Gelände sinnvoll sein (z.B. in sumpfigem, nicht befahrbarem Gelände).

[0008] Auf dem Tragseil wird ein Seilkran (Laufwagen, Laufkatze) mittels eines Zugseils (bergaufbetrieb) oder Zugseil und Umlaufseils (bergabbetrieb), welches von einer Windeneinheit angetrieben wird, bis zur Lastaufnahmestelle und zurück bis zur Lastabladestelle bewegt.

[0009] Diese Windeneinheit kann komplett eigenständig ausgeführt (z. B. als Schlittenwinde bei einer Langstreckenseilbahn), oder am Kippmastseilgerät aufgebaut sein.

[0010] An der Lastaufnahme- und abladestelle wird der Seilkran üblicherweise am Tragseil mittels Klemmmechanismus fixiert. Dies kann je nach technischer Ausführung notwendig oder auch nicht notwendig sein.

[0011] Bei einem Bergaufbetrieb wird das Zugseil, nach Fixieren des Seilkrans am Tragseil, ausgespult und durch das Eigengewicht aus dem Seilkran gefördert. Dies funktioniert umso besser, je stärker das Gefälle der Seillinie ist bzw. je kürzer der Abstand zwischen Windeneinheit und Seilkran ist. Die dabei autretenden Reibungskräfte müssen vom Forstarbeiter beim Ziehen des Seils zur Last mittels Körperkraft überwunden werden.

[0012] Bei einem Bergabbetrieb muss das lasthebende Seil (kann das Zugseil oder Umlaufseil sein) von der externen Windeneinheit ausgespult und vom Seilkran zu diesem hin sowie hindurch gefördert werden (Motorbetrieb am Seilkran).

[0013] Hierbei gibt es mehrere Verfahren z.B. mechanisch (Koppelung von Umlaufseil und Zugseil über ein Treibscheibensystem), oder motorbetrieben (Dieselmotor oder hydraulisch).

[0014] Bisher verfügbare Systeme haben den Nachteil, dass beim Bergaufbetrieb bereits ab mittleren Distanzen sehr große körperliche Anstrengung notwendig sind, welche durch das Überwinden der Reibungskräfte entsteht (Stahlseil bewegt sich am Boden).

[0015] Motorbetriebene Einheiten sind für den Bergaufbetrieb zu schwer und daher nicht für Seilanlagen geeignet, wie sie für die Durchforstung Verwendung finden.

[0016] Die Motorausspulung soll nun elektrisch erfolgen, wobei die notwendige Energie von der externen Windeneinheit während der ersten Meter vom Lastbeizug erfolgt.

[0017] Der vereinfachte Arbeitszyklus sieht folgendermaßen aus: [0018] 1.) Zurückziehen des lasthebenden Seils durch den Seilkran Richtung externer Windeneinheit. Die dabei verfügbare Kraft wird mittels Treibscheibe auf einen Elektromotor übertragen, welcher im Generatorbetrieb elektrische Energie erzeugt. Die anfallende elektrische Energie wird dabei in Hochleistungskondensatoren gespeichert. Diese haben den Vorteil daß größte Leistungen ohne Probleme verarbeitet werden können.

[0019] 2.) Bewegen des Seilkrans mittels externer Windeneinheit am Tragseil entlang bis zur Lastaufname- bzw Abladestelle.

[0020] 3.) Ausspulen des lasthebenden Seils mittels Elektromotor welcher seine Energie aus den Hochleistungskondensatoren entnimmt anschließend beginnt der Zyklus von vorne.

[0021] Die vorliegende Erfindung wird anhand der Figur beispielhaft näher erläutert.

[0022] Dabei zeigt die Figur 1: [0023] Eine schematische Anordnung eine Seilanlage mit einem erfindungsgemäße Seilkran.

[0024] Der Seilkran 1 der Fig. 1 dient dem Bewegen von gefällten Bäumen entlang eines Tragseils 2. Der Seilkran weist einen Elektromotor 6 zum Ausspulen des Zugseils 4 auf, der auch als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie betreibbar ist, welche im Hochleistungskondensator 7 gespeichert oder daraus entnommen werden kann. Mittels einer Treibscheibe 9 wird das Zugseil 4 angetrieben. Eine Steuerungslogik 8 steuert die Funktionen am Seilkran 1. Ein optional vorhandenes Umlaufseil 3 wird wie das Zugseil 4 von einer externen Windeneinheit 5 angetrieben.

[0025] Erfindungsgemäß der zum Ausspulen des lasthebenden Zugseils 4 vorgesehene Elektromotor 6 dazu verwendet, bei Einziehen des Zugseils 4 durch die externe Windeneinheit 5 im Generatorbetrieb die dabei entstehende elektrische Energie im Hochleistungskondensator 7 zu speichern. Dies bietet den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Seilkran 1 durch die Nutzung der Zugkraft mittel des Zugseils 4 durch den Generatorbetrieb des Elektromotors 6 so betrieben werden kann, dass keine zusätzliche Fremdenergie zugeführt werden muss.

[0026] An den Elektromotor 6 kann eine Haltebremse angebaut sein, wodurch vorteilhafterweise eine zusätzliche Zugseilklemmvorrichtung hinfällig wird.

[0027] Ein Spannungswandler kann vorgesehen sein um die Versorgungsspannung aus dem Hochleistungskondensator 7 auf ein niederes Spannungsniveau zu wandeln. Somit kann der Hochleistungskondensator 7 auch zur Spannungsversorgung der unterstützenden Bauteile (z.B. Steuerungslogik 8) verwendet werden.

[0028] Eine Vorrichtung kann ferner vorgesehen sein, welche bei massiven Stößen oder Öffnen eines Schutzgehäuses eine sichere Trennung der Hochleistungskondensatoren 7 (der Hochspannungsquelle) durchführt.

[0029] Eine weitere Vorrichtung kann vorgesehen sein, welche den Seileinlauf des lastheben-den Zugseils 4 misst und einen Abgleich der Länge des einlaufenden Seils mit der Anzahl Umdrehungen der Treibscheibe 9 ermöglicht und so einen allfälligen Schlupf bzw. Verschleiß der Treibscheibe 9 auswertbar macht.

[0030] Beim Erreichen einer oberen Ladeschwelle im Kondensator 7 kann vorgesehen sein, dass die Generatorleistung langsam gegen Null geregelt wird. Dadurch wird einerseits ein Überladen sowie andererseits ein plötzliches Beschleunigen der externen Windeneinheit 5 verhindert.

[0031] Die Generatorleistung des Elektromotors 6 und damit das entsprechende Bremsmoment kann einstellbar bzw. selbstlernend ausgeführt sein, sodass für eine bestimmte Einsatzsituation nur die notwendige Energie für einen Zyklus erzeugt wird und damit die externe Windeneinheit 5 nicht auf Volllast laufen muss.

[0032] Der Generatorbetrieb kann so gesteuert werden, dass es nur so lange aktiv ist, bis am Lastende des Zugseil 4 ein einstellbarer Gegenzug auftritt. Ab diesem Grenzwert wird der Generatorbetrieb abgeschaltet um die volle Zugkraft der externen Windeneinheit 5 zum Lastbeizug zur Verfügung zu haben.

[0033] Zur Erhöhung der Lastbeizugskraft kann der Elektromotor 6 im Seilkran 1 zusätzlich zur externen Windeneinheit 5 angetrieben wird.

[0034] Eine Steuerungslogik 8 kann vorgesehen sein, weiche das notwendige Moment zum Ausspulen des Zugseils 4 ermittelt und die Ausspulgeschwindigkeit an das tatsächlich notwendige Moment anpasst.

[0035] Bei einem Verfahren zum Betreiben des Seilkrans 1 kann vorgesehen sein, dass während der letzten Fahrtstrecke vor der Abladestelle der Seilkran 1 bereits mit Hilfe des Elektromotors 6 das Zugseil 4 mit der angehängten Last absenken kann und so den Arbeitszyklus (Lastentladevorgang) beschleunigt wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Seilkran (1) zum Bewegen von gefällten Bäumen entlang eines Tragseils (2), wobei der Seilkran mittels eines Zugseils (4) und / oder eines Umlaufseils (3) entlang des Tragseils durch eine externe Windeneinheit (5) bewegbar ist, und der Seilkran einen Elektromotor (6) zum Ausspulen eines Zugseils (4) aufweist, und eine Treibscheibe (9) vorgesehen ist, die zur ausspulenden Bewegung des Zugseils (4) vom Elektromotor (6) antreibbar ist und das Zugseil (4) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Zurückziehen des Zugseils (4) durch die externe Windeneinheit (5) das Zugseil mittels der Treibscheibe (9) den Elektromotor (6) als Generator antreiben kann, und die dabei entstehende elektrische Energie in mindestens einem Hochleistungskondensator (7) gespeichert wird, und beim Ausspulen des lasthebenden Zugseils (4) mittels des Elektromotors (6) dieser die benötigte elektrische Energie aus dem Hochleistungskondensator (7) entnimmt.
2. 2. Seilkran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) eine Haltebremse aufweist.
3. 3. Seilkran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungswandler vorgesehen ist, mittels welchem die Spannung des Hochleistungskondensators (7) auf ein niederes Spannungsniveau zur Spannungsversorgung einer Steuerungslogik (8) des Seil-krans (1) gewandelt wird.
4. 4. Seilkran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorleistung regelbar ausgestaltet ist und bei einem Erreichen einer oberen Ladeschwelle im Kondensator (7) die Generatorleistung langsam gegen Null regelbar ist.
5. 5. Seilkran (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) im Seilkran (1) bei einem Lastbeizug zusätzlich zur externen Windeneinheit (5) antreibbar ist.
6. 6. Seilkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungslogik (8) vorgesehen ist, welche das notwendige Moment zum Ausspulen des lasthebenden Zugseils (4) ermittelt und die Ausspulgeschwindigkeit an das tatsächlich notwendige Moment anpasst. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen