NO334552B1 - Kabelstyringsinnretning for fler-diameter-kabler - Google Patents

Description

Teknisk felt:

Den foreliggende oppfinnelse angår det tekniske felt kabelstyringsinnretninger eller spolingsgirinnretning som benyttes for å forenkle normal spoling av en kabel på en trommel, samt en fremgangsmåte for å anvende en slik kabelleder. Oppfinnelsen angår især kabelstyringsinnretninger som er kapabel til å håndtere kabler av ulike typer og diametere, eller til kabler hvor diameteren varierer betydelig langs lengden, for eksempel på grunn av fremmedelementer slik som kjettingslåser, koplingsdeler og/eller endetermineringer. Oppfinnelsen er særlig egnet for spoling av store flere-diameter-kabler på tromler som er beliggende på skip og/eller oljeplattformer.

Bakgrunnsteknikk:

For å spole store flere-diameterkabler på en trommel med sammenhengende vindinger kreves det at kabelen plasseres på linje med påfølgende spolingsvinding. Med andre ord krever operasjonen at posisjonen til kabelen er til enhver tid linjert opp med aksialspolingsposisjonen på kabeltrommelen.

En slik kabelplassering under spoling er kjent i feltet og er normalt utført ved bruk av spolingsgirinnretning som er forsynt med en styringskloss som gjør det mulig for den delen av kabelen som er på kabeltrommelen å rette seg inn vinkelrett på aksen til kabeltrommelen, og følgelig sikre en egnet vikling av kabelen.

Spolingsgirsystemet er normalt et system som kan bevege seg transversalt langs en akse som er parallelt med rotasjonsaksen til kabeltrommelen. Den laterale bevegelsen følger spolingsvindingen og styringsblokken forhindrer kabelen fra å bevege seg lateralt og vertikalt. Som et resultat er spolingen av kabelen på kabeltrommelen ledsaget av en rotasjonsbevegelse av kabeltrommelen og ved en lateralt vekslende bevegelse av spolingsgiret langs aksen parallelt til kabeltrommelens akse. Ved å avpasse størrelsene av styringsblokken til diameteren til kabelen som skal spoles er det mulig å plassere sistnevnte presist.

Mens teknikkene for spoling av kabel eller lignende objekt på en kabeltrommel vanligvis er styrt lider disse tradisjonelle spolingsteknikker av en viktig ulempe. Teknikkene utfører ikke en tilfredsstillende kabelspoling der kabeldiameterne endres vesentlig på grunn av for eksempel kjettingslåser, koplingsdeler og/eller endetermineringer. Styringsblokken kan rett og slett ikke fremstilles uten å sette på spill korrekt styring av kabel under spoling. For eksempel, dersom blokken fremstilles med en indre diameter som er stor nok til å akseptere den forutsagte variasjonen i kabeldiameter er risikoen for ikke-uniform spoling på trommelen høy, da særlig rundt den mindre aksiale lengde av trommelen der et uønsket tap av kabelkontakt fra én side av styringsblokken forventes.

Styringsinnretninger for spoling av flere-diameterkabler på en uniform måte på en trommel fins. Et nylig eksempel er publikasjonen WO 2009/138354 Al hvor en kabelstyringsinnretning er beskrevet som har en kabelstyringskanal med krummet og gjensidig forskjøvet sidevegger. Ved å sikre ikke-avbrutt kabelkontakt aksepterer denne konkrete konfigurasjonen store variasjoner i kabelen uten manuell intervensjon og uten å sette uniform spoling i fare.

Men, for det første krever innretningen en viss bøyning av kabelen som fastsettes av kurvaturen til sideveggene, og setter derfor en øvre grense for kabelens stivhet. For det andre, for å sikre gjennomgang av fler-diameterkabler er det nødvendig å gjøre den romlige forskyvningen mellom de to krumningssentrene store. Resultatet kan være en innretning som er besværlig lang sammenlignet med kabellengden.

Det er derfor et behov for en kabelstyringsinnretning som overvinner alle ulemper beskrevet ovenfor, dvs. - å sikre uniform spoling på en trommel, også for kabler som fremviser store variasjoner i kabeldiameter, for eksempel på grunn av fremmedelementer slik som kjettingslåser, koplingsdeler og/eller endetermineringer, - å sikre tilfredsstillende drift også for kabler med høy bøyningsstivhet, og - å holde lengden på kabelstyringsinnretningen lav selv ved kabler med stort tverrsnitt.

Det er følgelig et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en kabelstyringsinnretning som tilfredsstiller alle disse behov.

Sammendrag av oppfinnelsen:

Den foreliggende oppfinnelse er fremsatt ogkarakteriserti hovedkravene, mens de avhengige krav beskriver andre karakteristikker av oppfinnelsen. Især angår oppfinnelsen en fremgangsmåte i henhold til krav 1, et dataprogramprodukt i henhold til krav 19 og en kabelleder i henhold til krav 20, og med videre alternative utførelsesformer spesifisert i de avhengige krav 2-18.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en kabelleder som implementerer fremgangsmåten gjennom et dataprogramprodukt som sikrer uniform spoling av en flere-diameterkabel med lite eller intet behov for manuell intervensjon av en operatør under spoling, og på den måten redusere risikoen for skade og/eller kostbare avbrudd.

Kabelstyringsinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter et styringsmiddel som er bevegbart ved translasjon langs en lineær aktuator, der styringsmiddelet har en åpning med en minimum avstand ( dr) i retning langs orienteringen til den lineære aktuatoren som er større enn det maksimale tverrsnittet av kabelen som skal ledes inne i styringsmiddelets åpning, og hvor en kabel ved bruk er det meste av sin driftstid, dvs. mer enn 50 % av tiden som kreves for å utføre den tilsiktede spolingen på trommelen, i kontakt med minst én av minst to hindringer, der hindringene utgjør minst en del av begrensningen til åpningen i retning av den lineære aktuatoren, en motor koplet til kabelstyringsinnretningen som muliggjør styrt bevegelse av styringsmiddelet langs den lineære aktuatoren, og fortrinnsvis også en brukerstyrt styringsenhet som er i signalkommunikasjon med motoren for å muliggjøre kontroll av styringsinnretningshastigheten ( vr) langs aktuatoren.

Videre er kabelstyringsinnretningen konfigurert til å utføre minst de følgende trinn for hver fullført spolingsperiode langs den aksiale lengden av trommelen: A. sette en initial styringsmiddelhastighet (vV) av et styringsmiddel ved en

første posisjon ( xc}) registrert langs den lineære aktuatoren,

B. opprettholde den initiale styringsmiddelhastigheten (vV) mellom den første posisjonen ( xc]) og en andre posisjon ( xC2) langs den lineære aktuatoren, C. sette en midlertidig styringsmiddelhastighet ( vr) til styringsmiddelet ved den andre posisjonen ( xC2), D. opprettholde den satte midlertidige styringsmiddelhastighet (vV) mellom den andre posisjonen { xC2) og en tredje posisjon ( xC3) langs den lineære aktuatoren,

E. tilbakestille styringsmiddelet til den initiale styringsmiddelhastigheten

( v1 r) ved den tredje posisjonen ( xC3),

F. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (vV) mellom den tredje posisjonen ( xC3) og en fjerde posisjon ( xc4) langs den lineære aktuatoren,

G. tilbakestille styringsmiddelet til den initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) ved den fjerde posisjonen ( xc4) i retning som er motsatt av retningen i ethvert av trinnene A-F og

H. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) mellom den fjerde posisjonen ( xc4) og den første posisjonen ( xc]) langs minst en del av den lineære aktuatoren.

Alle innstillinger av translasjonsbevegelsene av styringsmiddelet, dvs. akselerasjon og hastighet, er utført ved motoren koplet til kabelstyringsinnretningen. Merk at ulike fortegn for de ovenfor beskrevne hastigheter betyr motsatte retninger langs den lineære aktuatoren.

Motoren som er tilegnet styring av bevegelsen til kabeltrommelen under bruk kan samtidig benyttes for å styre bevegelsen av styringsmiddelet langs den lineære aktuatoren, og dermed forenkle ethvert synkroniseringsbehov.

En fullstendig spolingsperiode er heretter definert som det antall vindinger som er nødvendig for å spole en kabel på en trommel fra én aksial posisjon av trommelen, via trommelens aksiale endeposisjon og påfølgende retur til den initiale aksiale posisjonen. I de fleste tilfeller er den initiale posisjonen én av de to aksiale endeposisjoner på trommelen. Slike endeposisjoner kan enten være fysiske hindringer som fastsettes av den særskilte trommelen, eller virtuelle, forhåndsbestemte endeposisjoner fastsatt av en bruker eller en programvare. Alle posisjoner som er beskrevet ovenfor er målt med hensyn på én endeposisjon langs den lineære aktuatoren.

I tillegg til de ovenfor beskrevne fremgangsmåtetrinn inkluderer fremgangsmåten fortrinnsvis også minst de følgende trinn utført under translasjonsbevegelsen fra den fjerde posisjon ( xc4) til den første posisjon ( xc]) i trinn H: I. sette styringsmiddelet til en midlertidig styringsmiddelhastighet (- vr)

til styringsmiddelet ved en femte posisjon ( xc5),

J. opprettholde den satte midlertidige styringsmiddelhastigheten (- vr)

mellom den femte posisjonen ( xc5) og en sjette posisjon (jcc(J) langs den lineære aktuatoren,

K. tilbakestille styringsmiddelet til den initiale styringsmiddelhastigheten

(-vV) ved den sjette posisjonen (x^), og

L. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) mellom den sjette posisjonen ( xc6) og den første posisjonen ( xc]) langs den

lineære aktuatoren,

hvor trinnene I-L er utført under translasjonsbevegelsen fra den fjerde posisjonen ( xc4) og den første posisjonen ( xc]) i trinn H.

Den andre, tredje, femte og sjette posisjonen { xC2 xC3xc5xC6) og den midlertidige styringsmiddelhastigheten (vV) er valgt for å sikre rask kontaktgjenoppretting etter tap eller nær tap av kabelkontakt på én eller flere av hindringene. Én måte å oppnå en slik rask kontaktgjenoppretting er å sikre at den midlertidige styringsmiddelhastigheten ( vr) er høyere enn den initiale styringsmiddelhastigheten v' r). Økningen i hastighet bør fortrinnsvis være mer enn to ganger den initiale styringsmiddelhastigheten ( ylr), mer foretrukket mer enn tre ganger v' r, enda mer foretrukket mer enn fire ganger v' r, for eksempel fem ganger vr. Videre bør akselerasjonen og retardasjonen være så rask som systemet tillater, dvs. for å oppnå den ønskede hastigheten uten utilbørlig belastning på apparatet og uten å sette i fare i betydelig grad ytelsen (stabilitet, sikkerhet, nøyaktighet, etc).

Merk at de absolutte verdiene på vrog vrkan variere avhengig av translasjonsretningen på styringsmiddelet. Det essensielle er å sikre at hastighetsendringene gir rask kontaktgjenoppretting etter tap eller nær tap av kabelkontakt på én eller flere av hindringene.

Den ovenfor beskrevne fremgangsmåten kan med fordel videre omfatte trinnet å stoppe styringsmiddelet ved den fjerde posisjonen ( xc4) i en tidsperiode som korresponderer til et forhåndsbestemt antall omdreininger til trommelen (eller enhver annen forhåndsbestemt tidsperiode) mellom fullføringen av trinn F og starten av trinn G, og/eller å stoppe styringsmiddelet ved den første posisjonen ( xc]) i en tidsperiode som korresponderer til et forhåndsbestemt antall av omdreininger til trommelen (eller enhver annen forhåndsbestemt tidsperiode) etter fullføringen av trinn L. Den første og fjerde posisjonen ( xcl, xC4) er fortrinnsvis beliggende ved en avstand langs den lineære aktuatoren som er på eller nær de respektive aksiale trommelendene. Heretter skal nær de aksiale trommelender bety en avstand fra den nærmeste posisjon av den aksiale trommelenden som er 10 % eller mindre av den fulle aksiale trommellengden, eller mer foretrukket 5 % eller mindre.

Minst én av de forhåndsbestemte tidsperiodene beskrevet ovenfor er med fordel lik det dobbelte av den estimerte tiden kabelen trenger å fullføre spolingene over trommelen over et vist pakkevinkelområde ved bruk. Pakkevinkelområdet er heretter referert til som vinkelområdet hvor kabelen tillates å sveipe over trommelen med ingen translasjonsstyring satt opp av styringsmiddelet. Dette området kan være opp til 8°, fortrinnsvis mindre enn 6°, mer fordelaktig mindre enn 5°, for eksempel 3°.

Videre kan fremgangsmåten med fordel inkludere trinn for registrering / måling, enten kontinuerlig eller diskret, den aksiale kabelposisjonen ( xj) på trommelen ved bruk. Slik registrering kan oppnås ved ulike registreringsinnretninger slik som registrering av antall fullførte omdreininger utført av den trommelkoplede motoren og med påfølgende omforming til korresponderende translasjonsbevegelser, eller bruk av enhver posisjoneringsdetektor (trykkdetektorer, optiske detektorer, etc), eller en kombinasjon av disse. Med slik posisjonsregistrering kan den andre posisjon ( xc2) og den femte posisjon ( xc5) defineres som styringsmiddelposisjonen hvor den målte aksiale kabelposisjonen ( xj) er i den aksiale midtre posisjon, eller nær midtre posisjon, av det tilgjengelige kabelspolingsområdet på trommelen. Nær midtre posisjon betyr heretter en aksial avstand vekk fra den sanne midtre posisjon som er mindre enn 5 % av den fulle aksiale trommellengde.

Kabelkontakten kan måles på minst to av hindringene, fortrinnsvis som funksjon av tiden, ved én eller flere trykkdeteksjonsinnretninger. Dette kan følges opp med en estimering av tidsperioden fra deteksjon av kontakttap på en hindring til deteksjon av stabil eller nær stabil kontaktgjenoppretting på den samme eller annen hindring, og med påfølgende innmating av målte data til enhver styringsenhet. Med slik trykkinformasjon kan én eller flere av den andre, tredje, femte og sjette posisjon ( xC2 xC3xc5xc( j), så vel som den midlertidige styringsmiddelhastigheten (vV), justeres for videre å minimalisere kontaktgjenopprettingstiden. Slike justeringer kan utføres under operasjon.

I særskilte utførelsesformer er minst én av hindringene konfigurert til å være bevegbar ved translasjon innenfor styringsmiddelet og/eller forskyvbar i retning parallelt til kabelen som skal spoles og/eller tippbar vekk fra hverandre, for lettere å akseptere store variasjoner i kabeltverrsnittet. Skråstillingen av hindringene bør i det minste være i en retning som korresponderer til en helningsvinkel som har en vektor som peker langs den lineære aktuatoren, vekk fra styringsmiddelet.

Kabelstyringsinnretningen kan videre inkludere innretning for registrering / måling av tidsperioden (T) for endring av kabelkontakt ved bruk, og med påfølgende innmating av registrert data til styringsenheten.

Kabelstyringsinnretningen kan inkludere innretning for registering / måling av minst én kabelposisjon inne i styringsmiddelåpningen som funksjon av tiden ved bruk, og med påfølgende innmating av registrert data til styringsenheten, for eksempel ved bruk av én eller flere optiske sensorer. Innretningen for registrering kan være begrenset til én eller flere av de ovenfor beskrevne hindringer.

Videre er åpningen ( dr) beskrevet ovenfor fortrinnsvis minst 1,5 ganger, mer foretrukket 2 ganger, det maksimale tverrsnittet av kabelen som skal ledes gjennom styringsmiddelet. Imidlertid kan den ideelle åpningen variere betydelig fra én situasjon til en annen, for eksempel når kabler som skal spoles har fremmedelementer tilkoplet slik som kjettingslåser. Generelt vil variasjonen av tverrsnittet langs kabelen være i alle fall delvis forårsaket av minst én av disse fremmedelementer som, isolert sett, ikke danner en del av den regulære kabelen. Åpningen ( dr) kan også justeres i løpet av spolingen ved for eksempel bruk av tilegnet motor og styringsenhet.

Minst to av hindringene kan være av typen parallelt roterbare ruller, der rotasjonsaksene til rullene er innrettet vinkelrett på retningen til den lineære aktuatoren og vinkelrett, eller nær vinkelrett, på kabelen, ved bruk. En mulig utvidelse av denne utførelsesformer er å tilveiebringe innretning for registrering / måling av rotasjonshastigheten til minst én av rullene, og med påfølgende innmating av registrert data til styringsenheten. Sistnevnte kan være en programmerbar maskin, for eksempel en datamaskin med tilegnet programvare for implementering av styring av motoren og/eller de ulike sensorer.

Kabelstyringsinnretningen kan omfatte én eller flere parallelt rettede staver (eller ethvert annet avlangt objekt) relativt til den/de lineære aktuator(er), for derved å øke stabiliteten og påliteligheten til oppfinnelsen.

Minst én av de lineære aktuatorene kan være en aksling som har en helisk struktur, for eksempel en dobbel helisk struktur, for dermed å forenkle translasjonsbevegelsen til styringsmiddelet. I tilfellet av en dobbel helisk struktur kan det med fordel tilveiebringes en struktur som har ulik skruestigning gjennom akslingslengden for å sikre mekanisk aktivert(e) akselerasjon(er) / retardasjon(er) av det translasjonsbevegende styringsmiddelet.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan minst to av hindringene være gjensidig forskjøvet i retning vinkelrett på den/de lineære aktuatoren(e) og parallelt eller nær parallelt til kabelen som skal spoles ved bruk.

Oppfinnelsen inkluderer også et dataprogramprodukt som omfatter datamaskin-lesbare instruksjoner som, når opplastet og kjørt på en styringsenhet, registrerer / måler informasjonen og setter motoren(e) i henhold til fremgangsmåtetrinnene beskrevet ovenfor.

Kort beskrivelse av tegningene:

Disse og andre karakteristikker av oppfinnelsen vil være klart fra den følgende beskrivelse av utførelsesformene som presenteres som ikke-begrensende eksempler, og med henvisning til de tilknyttede snittdelte riss og tegninger, der: figur 1 er et prinsipp-grunnriss som illustrerer trommelen og kabelstyringsinnretningen i henhold til oppfinnelsen, figur 2 er et prinsipp-grunnriss som illustrerer noen av trinnene som utgjør fremgangsmåten for styring av flere-diameter-kabler på en trommel i henhold til oppfinnelsen,

figur 3 viser to grafer som illustrerer trinnene som utgjør fremgangsmåten for å styre flere-diameter-kabler på en trommel i henhold til oppfinnelsen, der den øvre og nedre grafen henholdsvis viser kabelposisjonen på en trommel og styringsmiddelhastigheten som funksjon av styringsmiddelposisjonen langs den lineære aktuatoren av kabelstyringsinnretningen,

figur 4 er et perspektivriss som illustrerer én utførelsesform av den oppfinneriske kabelstyringsinnretningen i henhold til oppfinnelsen, der styringsmiddelet er bevegbart koplet til tre parallelt rettede staver, og

figurer 5 og 6 viser henholdsvis sideriss og et grunnriss av kabelstyringsinnretningen som illustrert på figur 4, inkludert en trinnmotor.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen:

Figur 1 og 2 viser prinsipielle komponenter av den oppfinneriske kabelstyringsinnretningen 100 som omfatter styringsmiddel 1 sammensatt av en vogn 2 og vertikalt anordnet venstre og høyre roterbar rulle 3,4 som er avstandsatt med avstand dr. Styringsmiddelet 1 er forskyvbart ved translasjon langs en aksling 5 av lengde L, og egnet venstre og høyre anslag 6,7 er installert ved begge langsgående sider av akslingen 5. Bevegelsen langs akslingen 5 (på figur 1 indikert ved en dobbelendet pil) er satt opp av en trinnmotor 8 som er mekanisk koplet til én av akslingens 5 ender, der motoren 8 tillater styring av hastigheten og akselerasjonen av styringsmiddelet 1. Merk at bruken av romlige uttrykk slik som venstre, høyre, vertikalt, etc. gjennom teksten kun er ment å forenkle forståelsen av det oppfinneriske konseptet og skal ikke på noen måte være begrensende på beskyttelsesomfanget.

Etter at det sikres at rulleavstanden dr er satt til en avstand som er bredere enn det største tverrsnittet til kabalen 9,9' som skal spoles anordnes kabalen forut for start av spoling mellom rullene 3,4. For å finne det største tverrsnittet må man ta i betraktning ethvert fremmedelement som danner en del av kabelen 9,9' gjennom hele kabellengden som skal spoles. Som en alternativ utførelsesform kan rulleavstanden dr være justerbar ved bruk av manuell eller automatisk styringsinnretning, for eksempel en tilleggs-motor. Den aksiale lengden av trommelen 200 er fortrinnsvis den samme, eller nær den samme, som lengden L til akslingen 5.

Med henvisning til figur 2 eller 3 gir den følgende beskrivelse grunntrinnene for den oppfinneriske fremgangsmåten for spoleprosessen: Først er endedelen av den aktuelle kabelen 9 styrt fra en fast rulle 50, gjennom rullene 3,4, og til sist koplet til enden av trommelen 200 med kjente midler. Så aktiveres trinnmotoren 8 ved en tid to med hjelp av en tilegnet styringsenhet 10 slik at en translasjonsbevegelse av styringsmiddelet 1 starter langs akslingen 5, der bevegelsen begynner med en konstant eller nær konstant initial hastighet v' r. Ved en viss posisjon xC2langs akslingen 5 forårsaker motoren 8 en økning i hastigheten v til styringsmiddelet 1 til en ny midlertidig hastighet vr. Etter at en ny posisjon xC2oppnås resettes så motoren 8 styringsmiddelhastigheten til, eller nær til, sin initiale hastighet v' r. Formålet med denne økningen og påfølgende reduksjonen i translasjonshastighet er primært å redusere tiden hvor kabelen 9 føler ingen eller sjelden støtte på én eller flere av rullene 3,4, for dermed å redusere risikoen for ujevn / ikke-styrbar kabelspoling på den korresponderende trommelen 200.

Fig. 2a-d viser de prinsipielle trinn av den oppfinneriske fremgangsmåten ved hjelp av fire illustrasjoner av sammenstillingen arrangert side om side omfattende kabelstyringsinnretningen 100, trommelen 200 og kabelen 9. I denne utførelsesformen er de initiale translasjonsbevegelsene til styringsmiddelet 1 langs akslingen 5 rettet fra venstre til høyre (dobbeltlinjet pil). Når kabalen 9 har nådd en posisjon som er omtrentlig i den aksiale midtpunkt av trommelen 200 opplever kabalen 9 et tap av fysisk kontakt med den høyre rulle 4 (illustrasjon c). Varigheten av denne uønskede, ikke-støttete kabelkonfigurasjonen kan reduseres vesentlig ved å øke betydelig styringsmiddelhastigheten, som på figur 2 og 3 er indikert ved symboler vrog v' r, inntil en ønsket støttet kabelkonfigurasjon er gjenopprettet. Grafen under de fire illustrasjonene a-d indikerer styringsmiddelposisjonene ( xC2, xC3) hvor styringsenheten 10 påtrykker en økning i styringsmiddelhastigheten ( vr, xC2, illustrasjon b) og en påfølgende reduksjon til den initiale styringsmiddelhastigheten ( y' r , xc3, illustrasjon d). Den «ikke-støttede» tilstanden til kabelen 9' er vist i illustrasjon c. For de tre andre illustrasjonene (a, b og d) er kabelen 9 i en støttet tilstand, dvs. i fysisk kontakt med én av rullene 3,4. Merk at fysisk kontakt betyr i denne sammenhengen både direkte og indirekte kontakt mellom kabelen 9 og rullene 3,4.

I en foretrukket utførelsesform er en felles styringsenhet 10 benyttet for å aktivere og opprettholde rotasjonen av den korresponderende trommelen 200. Videre er en felles trinnmotor fortrinnsvis benyttet for å sikre synkronisering mellom rotasjonen av akslingen 5 og rotasjonen av den korresponderende trommelen 200. Alternativt kan to eller flere separate motorer 8 benyttes, hvor enhver synkronisering sikres ved styringsenheten(e) 10.

Tilegnet programvare installert på styringsenheten 10 tillater brukerkontroll av kabelstyringsinnretningen 100. Eksempler på slik brukerkontroll er målingene og innstillingen av langsgående styringsmiddelposisjoner ( x), målingene og innstillingen av styringsmiddelhastighet (v) og/eller akselerasjon, innstillingen av den relative, langsgående avstanden og/eller den vinkelrette forskyvningen mellom rullene / hindringene 3,4, innstillingen av returposisjonene for styringsmiddelet 1 ved den venstre / høyre ende av akslingen 5, etc.

Fig. 3 beskriver to grafer som viser videre detaljering av hvordan kabelposisjonen på trommelen ( pa, øvre graf) og hastigheten (v, nedre graf) til styringsmiddelet 1 endres som funksjon av styringsmiddelposisjonen ( xc). Enhver lineær karakteristikk av kabelposisjonen ( xd) og styringsmiddelposisjonen ( xc) betyr at kabelen 9 utøver en kraft ulik null på én av rullene 3,4. Merk at gradienten til de viste lineære karakteristikkene kan variere betydelig avhengig av parametere slik som hastighet, kabelstivhet, vekt, etc.

Begge grafer på fig. 3 er fremstilt med flere piler for å indikere retningene til styringsmiddel-1-bevegelsen, samt arabiske numre (1-6) for å forenkle henvisningene til spesifikke posisjoner.

I løpet av en fullstendig spolingsperiode, dvs. når kabelen 9 utfører en full syklus på trommelen 200, utfører den oppfinneriske fremgangsmåten i en foretrukket utførelsesform følgende trinn:

Posisjon 1 ( xrj ) I retning fra venstre mot høyre:

styringsmiddelet 1 forblir ubevegelig i løpet av spolingen på

trommelen 200 inntil kabelen 9 når en tilfredsstillende kontaktvinkel (pakkevinkel) med den korresponderende rullen 4 (se illustrasjon a på fig- 2),

den initiale styringsmiddelhastigheten ( v' r) settes, noe som starter en translasjonsbevegelse av styringsmiddelet 1 langs akslingen 5 fra

venstre mot høyre.

Intervall 1- 2 ( x ^- x^ I retning fra venstre mot høyre:

den initiale styringsmiddelhastigheten (vV) opprettholdes mellom den første posisjonen ( xc]) og den andre posisjonen ( xc2) langs akslingen 5. Posisjon 2 ( xr? ) I retning fra venstre mot høyre: den midlertidige styringsmiddelhastigheten ( vr) av styringsmiddelet 1

settes ved den andre posisjonen ( xC2)

Intervall 2- 3 ( x ^- x ^ I retning fra venstre mot høyre:

etter å ha oppnådd den satte midlertidige styringsmiddelhastigheten ( v r) opprettholdes hastigheten langs akslingen 5 inntil en tredje

posisjon ( xC3) oppnås.

Posisjon 3 ( Xri ) I retning fra venstre mot høyre:

styringsmiddelet 1 gjeninnsettes til den initiale styringsmiddelhastigheten (vV) ved den tredje posisjonen ( xC3) Intervall 3- 4 ( x ^- x^ I retning fra venstre mot høyre: etter å ha oppnådd den satte initiale styringsmiddelhastigheten ( v' r)

opprettholdes hastigheten langs akslingen 5 inntil en fjerde posisjon

( xc4) oppnås.

Posisjon 4 ( xrd ) I retning fra venstre mot høyre:

styringsmiddelet 1 forblir ubevegelig i løpet av kabelspolingen på trommelen 200 inntil kabelen 9 når den ytre aksiale posisjonen til trommelen 200 og starter å «klatre» på det nylig lagte kabellaget. Posisjon 4 ( xrd ) I retning fra høyre mot venstre: styringsmiddelet 1 forblir ubevegelig i løpet av kabelspolingen i den motsatte retningen på trommelen 200, inntil kabelen 9 når en tilfredsstillende kontaktvinkel (pakkevinkel) med den korresponderende rulle 3.

den initiale styringsmiddelhastigheten (- v' r) settes som starter en translasjonsbevegelse av styringsmiddelet 1 langs akslingen 5 fra høyre

mot venstre på det nye kabellaget rundt trommelen 200.

Intervall 4- 5 ( x ^- x^ I retning fra høyre mot venstre:

den initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) opprettholdes mellom den fjerde posisjonen ( xc4) og den femte posisjonen ( xc5) langs akslingen 5. Posisjon 5 ( xr ^) I retning fra høyre mot venstre: den midlertidige styringsmiddelhastigheten (- vr) av styringsmiddelet 1

settes ved den femte posisjonen ( xc5).

Intervall 5- 6 ( x ^- x^ I retning fra høyre mot venstre:

etter å ha oppnådd den satte midlertidige styringsmiddelhastigheten (- vr) opprettholdes hastigheten langs akslingen 5 inntil en sjette posisjon

( xc6) nås.

Posisjon 6 fart ) I retning fra høyre mot venstre:

styringsmiddelet 1 gjeninnsettes til den initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) ved den sjette posisjonen ( xC6). Intervall 6- 1 ( x ^- x^ i) I retning fra høyre mot venstre: etter å ha oppnådd den satte initiale styringsmiddelhastigheten (-vV)

opprettholdes hastigheten langs akslingen 5 inntil den første posisjonen

(Xd) igjen nås.

Posisjon 1 ( xrj ) I retning fra høyre mot venstre:

styringsmiddelet 1 forblir ubevegelig mens kabelen 9 spoles på

trommelen 200 inntil kabelen 9 når den ytre aksiale posisjonen på trommelen 200 og starter å «klatre» på det nylig lagte kabellaget.

Styringsmiddelet 1 er skjematisk vist mellom den øvre og den nedre graf i posisjoner 1-6 for å lette forståelsen. Alle innstillinger nevnt ovenfor er utført ved hjelp av styringsenheten 10 og motoren 8 via en tilegnet programvare på styringsenheten 10. Som sees tydelig på fig. 3 er den positive aksen definert til å angi retning fra venstre mot høyre. Styringsmiddelhastigheter retter fra høyre mot venstre er følgelig indikert med negativt fortegn.

Styringsmiddelposisjonene xC2og xc5, dvs. posisjonene der hastigheten til styringsmiddelet 1 starter å øke fra en initial hastighet vrtil en midlertidig hastighet v'„ er ideelt sett de posisjoner hvor trykk-kraften på den aktuelle rullen 3,4 når null grunnet «head-on»-retningen på kabelen 9 relativt til den aksiale retningen på trommelen. På samme vis er styringsmiddelposisj onene xC3og xC6, dvs. posisjonene der hastigheten til styringsmiddelet 1 starter å minke fra en midlertidig hastighet v' r til en initial hastighet v' r, ideelt sett posisjonene hvor nevnte trykk-kraft igjen endres fra null til ulik null grunnet den særskilte kabe-tromme-konfigurasjonen. Disse tilstandene kan måles ved bruk av ulike sensorinnretninger slik som optiske sensorer og/eller trykksensorer. Alternativt kan posisjonene xC2, xc5, xC3og xC6forutsees å være ved eller nær posisjonen ( xj) der kabelen 9 er beliggende i det aksiale midtpunkt av trommelen 200.

En spesifikk utførelsesform av den oppfinneriske kabelstyringsinnretningen er vist på figur 4-6 i henholdsvis et perspektivriss, et sideriss og et grunnriss. I disse utførelsesformer er de to forskjøvne, vertikalt rettede, rullene 3,4 beliggende inne i et styringsmiddelhus 12 ved bruk av egnede rulleflenser 16,17 og rullelagre 18. Styringsmiddelet 1 omfattende rullene 3,4, huset 12, rulleflensene 16,17 og rullelagre 18 er vist som translasjonsbevegelig langs tre stenger 5,13,14. Den midtre stangen 5 kan være en aksling som i det minste medvirker til translasjonsforskyvningen, mens de to sidestengene 13,14 er styringsstenger for å styre og videre støtte styringsmiddelet 1. Imidlertid kan funksjonen til stengene 5,13,14 byttes hvis det er beleilig, for eksempel ved å la alle tre stenger i det minste delvis bidra til translasjonsbevegelsen, eller å la én eller begge av sidestengene 13,14 å virke som forskyvningsinduserende akslinger mens den midtre stangen 5 benyttes som en styringsstang. Dette er også gyldig når flere enn tre stenger benyttes. Den venstre og høyre ende 6,7 av de én eller flere stenger 5,13,14 er vist som plater som effektivt blokkerer videre translasjonsbevegelser til styringsmiddelet 1. I nærheten av disse endene 6,7 er det vist endegrensesensorer lla,llb som fortrinnsvis kommuniserer med den tilkoplede styringsenheten 10. På den andre siden av én av akslingsendene 6,7 kan det anordnes et motorbeskyttelsesdeksel eller plate 15 for å forenkle monteringen og beskytte den tilegnede motoren / drivverket 8. På figur 5 og 6 er også motoren 8 vist montert på akslingen 5 og beliggende under beskyttelsesplaten 15. I tillegg til den venstre og høyre ende 6,7 kan kabelstyringsinnretningen 100 også tilveiebringes med ytterligere venstre og høyre stopper 19,20 som på figur 4 og 6 er illustrert som forskyvbare gjengete muttere som støter opp mot en midtre stopper 21 beliggende i den midtre laterale posisjonen til styringsmiddelhuset 12.

I en praktisk implementering av oppfinnelsen er hoveddrivverket for vinsj / trommel også benyttet som drivverket / motoren 8 for kabelstyringsinnretningen. Følgelig er det eksisterende drivverket (trommelen) benyttet til å virke som en virtuelt styresystem som bevirker hastigheten og posisjonskontrollen av kabelstyringsinnretningen 100, der hastighetene og posisjonene er basert på estimert omkodings-feedback satt av den tilegnede programvaren, for eksempel via fiberoptikk. Synkronisering og nøyaktighet av translasjonsbevegelsen til styringsmiddelet 1 kan oppnås ved å mate informasjonen som mottas fra blant annet de to endegrensesensorer lla,llb som detekterer posisjoner til styringsmiddelet 1 ved den venstre og høyre ende 6,7 av akslingen 5, så vel som ved reelle posisjons-feedback fra motoren / drivverket 8.

Figur 4 gir et perspektivriss av en kabelstyringsinnretning 100 der den venstre endegrensesensor lia og den høyre endegrensesensor 11b er vist ved henholdsvis den venstre ende 6 og den høyre ende 7. Hver gang styringsmiddelet 1 når endepunktene 6,7 til akslingen 5 utfører programvaren en delvis tilbakestilling av motorparameterne og synkronisering mellom trommelen 200 og kabelstyringsinnretningen 100. Som et spesifikt eksempel vil det med et totalt antall omdreininger av trommelen på 18 (talt fra én side til den andre) ble en delvis tilbakestilling og synkronisering hver 18. omdreining. I tillegg til å gi posisjonsinformasjon av styringsmiddelet 1 til styringsenheten 10 kan endegrensesensorene lla,llb også virke som (enten direkte eller indirekte) mekaniske begrensere.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for styring av fler-diameter-kabler på en trommel (200) ved hjelp av en kabelstyringsinnretning, idet kabelstyringsinnretningen (100) omfatter et styringsmiddel (1) er translatorisk bevegbar langs en lineær aktuator (5), der styringsmiddelet (1) har en åpning med en minimumsavstand ( dr) i retning langs retningen av den lineære aktuatoren (5) som er større enn det maksimale tverrsnittet av kabelen (9,9') som skal styres inne i styringsmiddelets åpning, og der en kabel (9) ved bruk er det meste av sin driftstid i kontakt med minst én av minst to hindre (3, 4), hvilke hindre (3,4) utgjør minst en del av begrensningen til åpningen i retning av den lineære aktuatoren (5),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter de følgende sekvensielle trinn utført for hver fullført spolingsperiode: A. sette en initial styringsmiddelhastighet ( v' r) av et styringsmiddel (1) ved en første posisjon ( xc]) registrert langs den lineære aktuatoren (5), B. opprettholde den initiale styringsmiddelhastigheten (vV) mellom den første posisjonen ( xc]) og en andre posisjon ( xc2) langs den lineære aktuatoren (5), C. sette en midlertidig styringsmiddelhastighet (<v>r) til styringsmiddelet (1) ved den andre posisjonen ( xC2), D. opprettholde den satte midlertidige styringsmiddelhastighet (vV) mellom den andre posisjonen ( xC2) og en tredje posisjon ( xC3) langs den lineære aktuatoren (5), E. tilbakestille styringsmiddelet (1) til den initiale styringsmiddelhastigheten ( v' r) ved den tredje posisjonen ( xc3), F. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (vV) mellom den tredje posisjonen ( xC3) og en fjerde posisjon ( xc4) langs den lineære aktuatoren (5), G. tilbakestille styringsmiddelet (1) til den initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) ved den fjerde posisjonen ( xc4) i retning som er motsatt av retningen i ethvert av trinnene A-F og H. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) mellom den fjerde posisjonen ( xc4) og den første posisjonen ( xc]) langs minst en del av den lineære aktuatoren (5), der alle innstillinger av translasjonsbevegelsene av styringsmiddelet (1) er utført ved motoren (8) koplet til kabelstyringsinnretningen (100), og der den andre og tredje posisjon { xC2, xC3) og den midlertidige styringsmiddelhastigheten ( vr) er valgt for å sikre hurtig kontaktgjenoppretting etter tap eller nær tak av kabelkontakt på én eller flere av hindringene (3,4).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter de sekvensielle trinn: I. sette styringsmiddelet (1) til en midlertidig styringsmiddelhastighet (-v' r) av styringsmiddelet (1) ved en femte posisjon ( xc5), J. opprettholde den satte midlertidige styringsmiddelhastigheten (- vr) mellom den femte posisjonen (jcc(J) og en sjette posisjon (x^) langs den lineære aktuatoren (5), K. tilbakestille styringsmiddelet (1) til den initiale styringsmiddelhastigheten (- vr) ved den sjette posisjon (xc<0L. opprettholde den satte initiale styringsmiddelhastigheten (-vV) mellom den sjette posisjonen (jcc(J) og den første posisjonen ( xc]) langs den lineære aktuatoren (5), hvor trinnene I-L er utført I løpet av translasjonsbevegelsen fra den fjerde posisjonen ( xc4) til den første posisjonen (xc/) i trinn H.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter trinnet å stoppe styringsmiddelet (1) ved den fjerde posisjonen ( xc4) for en tidsperiode som korresponderer til en forhåndsbestemt antall omdreininger av trommelen (200) mellom fullføringen av trinn F og starten av trinn G.

4. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter trinnet å stoppe styringsmiddelet (1) ved den første posisjonen ( xc}) for en tidsperiode som korresponderer til en forhåndsbestemt antall omdreininger av trommelen (200) etter fullføringen av trinn H.

5. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat den første og fjerde posisjon ( xci, xc4) er beliggende i en avstand langs den lineære aktuatoren (5) som korresponderer til en aksial avstand fra de to respektive aksiale trommelender som har en størrelse på 10 % eller mindre av den totale aksiale trommellengden.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 4 eller 5,karakterisert vedat den minst ene av tidsperiodene er lik det dobbelte av den estimerte tiden kabelen (9) trenger for å fullføre spolingene rundt trommelen over et pakkevinkelområde når styringsmiddelet (1) ikke gir noe translasjonsstyring på kabelen (9).

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat pakkevinkelområdet er mindre enn 8°.

8. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter trinnet å registrere den aksiale kabelposisjonen ( xj) på trommelen under anvendelse av én eller flere registreringsinnretninger (8).

9. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat den andre posisjonen ( xC2) og den femte posisjonen ( xc5) er definert som styringsmiddelposisjonen ( xc) hvor den aksiale kabelposisjonen ( xd) er i den aksiale midtre posisjonen av det tilgjengelige kabelspolingsområde på trommelen (200).

10. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat kabelkontakten på minst to av hindringene (3,4) registreres som funksjon av tiden ved én eller flere trykkdetekteringsinnretninger, med påfølgende estimering av tidsperioden fra deteksjonen av tap av kontakt på én hindring (3,4) til deteksjon av en stabil eller nær stabil kontaktgjenoppretting på den samme eller en annen hindring, med påfølgende innmating av registrert informasjon til en styringsenhet (10).

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10,karakterisert vedat minst én av den andre, tredje, femte og sjette posisjon ( xC2 xC3xc5xc( j) og den midlertidige styringsmiddelhastigheten ( v' r) justeres basert på informasjonen fra trykkdetekteringsinnretningene for videre å minimere kontaktgjenopprettingstiden.

12. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat absoluttverdien av den midlertidige styringsmiddelhastigheten (vV) er høyere enn absoluttverdien til den initiale styringsmiddelhastigheten (vV).

13. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat avstanden ( dr) er minst 1,5 ganger den maksimale diameteren av kabelen (9) som styres gjennom styringsmiddelet (1) ved bruk.

14. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat minst to av de minst to hindringene (3,4) er av type parallelle ruller, idet rotasjonsaksene til rullene (3,4) er rettet vinkelrett på retningen til den lineære aktuatoren (5) og vinkelrett eller nær vinkelrett på kabelen (9) som skal spoles ved bruk.

15. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat variasjonen i tverrsnittet langs kabelen (9) ved bruk er minst delvis forårsaket av én eller flere fremmedelementer som, isolert sett, ikke danner en del av en regulær kabel.

16. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat minst én av de lineære aktuatorene (5) er en aksling med en helisk struktur.

17. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat minst to av hindringene er gjensidig forskjøvet i retning vinkelrett på den/de lineære aktuatoren(e) (5) og parallell eller nær parallell med kabelen (9) som skal ved bruk spoles.

18. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående krav,karakterisert vedat minst én av hindringene (3,4) er tippbar.

19. Et dataprogramprodukt lagret på minnet i en styringsenhet (10) omfatter datamaskin-lesbare instruksjoner som, når lastet opp og kjørt på styringsenheten (10), registrerer informasjon og styrer motorinnstillinger i henhold til ett av kravene 1-18.

20. En kabelstyringsinnretning (100) omfattende - en lineær aktuator (5) som kan styre hastighet og posisjon, - et styringsmiddel (1) som er translatorisk bevegbart langs den lineære aktuatoren (5), der styringsmiddelet (1) har en åpning med en minimumavstand ( dr) i retning langs retningen til den lineære aktuatoren (5) som er større enn det maksimale tverrsnittet av kabelen (9) som skal styres inne i åpningen til styringsmiddelet, og der en kabel (9) ved bruk er det meste av sin driftstid i kontakt med minst én av minst to hindringer (3,4), hvilke hindringer (3,4) utgjør minst en del av begrensningen til åpningen i retningen til den lineære aktuatoren (5), - en motor (8) koplet til kabelstyringsinnretningen (100) som tillater styrt bevegelse av styringsmiddelet (1) langs med den lineære aktuatoren (5), og - en styringsenhet (10) i kommunikasjon med motoren (8) for å tillate kontroll av styringsmiddelhastigheten ( vr) langs den lineære aktuatoren (5),karakterisert vedat et dataprogramprodukt lagret i minnet av en styringsenhet (10) omfatter datamaskin-lesbare instrukser som lagrer registrert informasjon og styrer innstillingen av motoren i henhold til ett av fremgangsmåtekravene 1-18.