DE10005075A1 - Elektrisch angetriebene Winde, insbesondere Theaterwinde - Google Patents

Elektrisch angetriebene Winde, insbesondere Theaterwinde

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer elektrisch angetriebenen Winde von gegebener Nennlast, die insbesondere als Theaterwinde verwendet werden soll. Es ist schon eine Winde mit einer Seiltrommel und mit zwei Elektromotoren bekannt, von denen die Seiltrommel gemeinsam angetrieben werden kann. In der mechanischen Kraftkette vom ersten Elektromotor zur Seiltrommel liegt ein erster Triebflansch an einer ersten Stirnseite der Seiltrommel und in der mechanischen Kraftkette vom zweiten Elektromotor zur Seiltrommel ein zweiter Triebflansch an der zweiten Stirnseite der Seiltrommel. DOLLAR A Das angestrebte Ziel besteht darin, eine elektrisch angetriebene Winde der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß sie sehr geräuscharm ist und kostengünstig hergestellt werden kann. Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der erste Elektromotor gleichachsig zu der Seiltrommel vor deren ersten Stirnseite und der zweite Elektromotor gleichachsig zu der Seiltrommel vor deren zweiten Stirnseite angeordnet ist, daß beide Elektromotoren direkt, also ohne zwischengeschaltetes Getriebe, mit der Seiltrommel gekoppelt sind und daß jeder der beiden Elektromotoren auf ein Drehmoment ausgelegt ist, das kleiner als die Nennlast ist. Durch den Verzicht auf Getriebe ist die Winde im Betrieb sehr geräuscharm. Zudem entfallen die Kosten für die Getriebe. Zwar müssen nun stärkere Elektromotoren verwendet werden. Da diese jedoch nur gemeinsam die Nennlast bewegen sollen, können zwei ...

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Winde, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist und die insbesondere als Theaterwinde verwendet wird.
Eine Winde mit diesen Merkmalen ist, ohne daß Bezug zur Bühnentechnik ge­ nommen würde, aus der DE 39 33 505 A1 bekannt. In dieser Druckschrift ist eine Winde gezeigt, deren Seiltrommel von zwei Elektromotoren gemeinsam angetrie­ ben wird. In der mechanischen Kraftkette zwischen einem Elektromotor und der Seiltrommel liegt ein vor einer Stirnseite der Seiltrommel montiertes Unterset­ zungsgetriebe, auf dessen mit der Achse der Seiltrommel fluchtenden Ausgangs­ welle ein Triebflansch der Seiltrommel verdrehsicher sitzt. Beide Elektromotoren der Winde sind für deren volle Nennlast bemessen, wodurch sichergestellt wird, daß beim Ausfall eines der beiden Antriebsstränge die Last für eine ordnungsge­ mäße Beendigung des Transports gegebenenfalls von nur einem der beiden Elektromotoren auch noch angehoben werden kann. Wegen des in jedem An­ triebsstrang vorhandenen mehrstufigen Untersetzungsgetriebes können zwar Elektromotoren kleiner Baugröße verwendet werden, die in großen Stückzahlen hergestellt werden und relativ preiswert sind. Allerdings ist die bekannte Winde wegen der vorhandenen Untersetzungsgetriebe trotzdem recht teuer. Auch ist die Geräuschemission wegen der vorhandenen Getriebe sehr hoch. Für die Verwen­ dung in der Bühnentechnik ist deshalb die bekannte Winde nur bedingt geeignet.
Der Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, eine elektrisch angetriebene Winde mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie geräuscharm arbeitet und kostengünstig hergestellt werden kann.
Das angestrebte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer elek­ trisch angetriebenen Winde gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in Übereinstimmung mit dessen kennzeichnendem Teil der erste Elektromotor gleichachsig zu der Seiltrommel vor deren ersten Stirnseite und der zweite Elek­ tromotor gleichachsig zu der Seiltrommel vor deren zweiten Stirnseite angeordnet ist, daß beide Elektromotoren direkt mit der Seiltrommel gekoppelt sind und daß jeder der beiden Elektromotoren auf ein Drehmoment ausgelegt ist, das kleiner als die Nennlast ist.
Eine erfindungsgemäße Winde arbeitet geräuscharm, da beide Elektromotoren direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Geräusche verursachenden Getriebes, mit der Seiltrommel gekoppelt sind. Zwar müssen die beiden Elektromotoren bei einem Antrieb der Seiltrommel ohne Untersetzungsgetriebe von der Baugröße her größer sein als in einem Fall, in dem in jedem Antriebsstrang ein Untersetzungs­ getriebe liegt. Gemäß der Erfindung ist jedoch jeder der beiden Elektromotoren auf ein Drehmoment ausgelegt, das kleiner als die Nennlast der Winde ist. Somit werden bei einer erfindungsgemäßen Winde zwei relativ kleine Elektromotoren verwendet, die noch relativ preiswert sind und zusammen weniger kosten als ein einzelner großer Elektromotor, der allein die Seiltrommel direkt antreibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Winde kann man den Unteransprüchen entnehmen.
So sind in der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 die Elektromotoren und die Seiltrommel über in den mechanischen Kraftketten lie­ gende elastische Kupplungen miteinander gekoppelt. Diese Kupplungen tragen zur Geräuscharmut bei und können kleine Fluchtungsfehler zwischen den An­ triebswellen der beiden Elektromotoren ausgleichen.
Gemäß Patentanspruch 3 sind Befestigungsvorrichtungen zur ortsfesten Befesti­ gung der Elektromotoren vorhanden. Außerdem ist die Seiltrommel über die Mo­ torwellen der Elektromotoren getragen und drehbar gelagert. Es sind also neben den Lagern, die in einem Elektromotor zur Lagerung des Rotors einschließlich der Motorwelle ohnehin vorhanden sind, keine weiteren Lager für die Seiltrommel notwendig. Auch dies trägt in besonderer Weise dazu bei, daß die Winde beson­ ders geräuscharm und kostengünstig baut.
Es ist von den Kosten und von der Geräuschentwicklung her vorteilhaft, wenn die Winde kein ihre Hauptkomponenten zusammenhaltendes Gestell besitzt, das am Einsatzort der Montage der Winde auf einer Unterlagen z. B. an einer Wand oder einer Decke, dient. Andererseits ist es günstig, wenn die Winde während des Transports, der Lagerung und der Montage am Einsatzort eine fest zusammen­ hängende Einheit bildet. Es ist deshalb gemäß Patentanspruch 6 eine Verstre­ bung zwischen den Elektromotoren oder den Befestigungsvorrichtungen vorgese­ hen, die nach der Montage auf der Unterlage am Einsatzort entfernt wird. Im Be­ trieb der Winde ist deshalb kein Gestell vorhanden, das über Körperschall zu Schwingungen angeregt werden und Geräusche emittieren könnte.
Es ist insbesondere in der Bühnentechnik sehr oft gewünscht, daß eine Winde mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden kann. Dies läßt sich bei einer er­ findungsgemäßen Winde in Übereinstimmung mit Patentanspruch 7 auf kosten­ günstige Weise dadurch erreichen, daß die beiden Elektromotoren gemeinsam von einem einzigen Frequenzumrichter angesteuert werden. Soll sich die Seil­ trommel genau mit einer gewünschten Drehzahl drehen, so wird gemäß Patent­ anspruch 7 die Drehzahl der Elektromotoren und damit die Drehzahl der Seil­ trommel durch einen Drehzahlgeber erfaßt, der ein der Ist-Drehzahl entsprechen­ des Ausgangssignal an den Frequenzumrichter gibt, der durch Änderung der Ansteuerfrequenz die Ist-Drehzahl mit einer Soll-Drehzahl in Übereinstimmung bringt.
Um die Seiltrommel mit angehängter Last halten zu können, werden vorteilhafter­ weise Elektromotoren verwendet, die mit einer Bremse zu einer Baueinheit zu­ sammengefaßt sind. Sollen redundant zwei Bremsen vorhanden sein, von denen jede in der Lage ist, die Seiltrommel mit Last zu halten, so wird gemäß Patentan­ spruch 9 vorteilhafterweise die Bremse eines jeden der beiden Elektromotoren für sich allein auf die Nennlast der Seiltrommel ausgelegt.
Die beiden Elektromotoren einer Winde müssen in den Abmessungen ihres Ge­ häuses nicht gleich sein. Vielmehr kann gemäß Patentanspruch 10 ein erster der beiden Elektromotoren in seiner Länge größer und in seinem Durchmesser kleiner als der zweite Elektromotor sein. Dabei wird man Elektromotoren auswählen, die in etwa ein gleich großes maximales Drehmoment abgeben.
Durch eine Anordnung gemäß Patentanspruch 11 können auf einer vorgegebe­ nen Fläche sehr vielen Winden nebeneinander angeordnet werden. Dabei wird die Baulänge in axialer Richtung der Winden noch dadurch geringer, daß Winden gemäß Patentanspruch 10 verwendet werden und die gegenüber den ersten Elektromotoren in ihrer Baulänge kürzeren zweiten Elektromotoren sich jeweils abwechselnd vor der einen und vor der anderen Stirnseite der Seiltrommeln zwei­ er benachbarter Winden befinden und in Achsrichtung jeweils vor den beiden be­ nachbarten Winden angeordnet sind.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Theaterwinde sowie eine platzsparende Anordnung dieser beiden Ausführungsbeispiele nebeneinander sind aus den Zeichnungen ersichtlich. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel, das zwei identische Elektromotoren aufweist und am Verwendungsort an einem Gebäudeteil montiert ist,
Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel vor oder während der Montage am Verwendungsort, wobei die drei Hauptteile durch eine Verstrebung unabhängig von der Befestigung auf einer Unterlagen zu einer stabilen Einheit zusammengefaßt sind, und
Fig. 3 eine Anordnung von mehreren Winden nebeneinander, wobei diese Winden zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels, dessen beide Elektromotoren in der Länge und im Durchmesser voneinander verschieden sind, teils dem ersten Ausführungsbeispiel und teils diesem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechen.
Die in den Figuren dargestellten Winden haben drei Hauptkomponenten, nämlich eine Seiltrommel 10 einen ersten Elektromotor 11 und einen zweiten Elektromotor 12. Diese sind auf gegenüberliegenden Stirnseiten der Seiltrommel achsgleich mit dieser angeordnet und treiben die Seiltrommel 10 direkt, d. h. ohne Zwischenschal­ tung eines Untersetzungsgetriebes, gemeinsam an. Beide Elektromotoren werden gemeinsam von einem einzigen Frequenzumrichter 13 angesteuert, der auf dem ersten Elektromotor 11 befestigt ist und zusammen mit einem ebenfalls an diesem Elektromotor 11 befestigten und die Drehzahl der Elektromotoren und damit der Seiltrommel abgreifenden Drehzahlsensor 14 in einem Regelkreis für die Drehzahl der Seiltrommel 10 liegt.
Für den Antrieb durch die beiden Elektromotoren 11 und 12 ist nahe an jeder Stirnseite der Seiltrommel 10 in dieser ein Triebflansch 17 befestigt, der mehrere im gleichen Abstand zur Achse der Seiltrommel und im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnete axiale Bohrungen 18 aufweist, in denen zum jeweiligen Elektromotor hin über den Triebflansch vorstehende Bolzen 19 unverlierbar be­ festigt sind. Die Motorwelle 20 eines Elektromotors 11 bzw. 12 liegt in der Achse der Seiltrommel 10 und ist im Gehäuse eines Elektromotors in üblicher und des­ halb in nicht näher dargestellter Weise drehbar gelagert. Sie ragt bis nahe an den Triebflansch 17 in die Seiltrommel 10 hinein. Dort ist auf ihr eine Nabenscheibe 21 verdrehsicher befestigt, die mit Ausnehmungen versehen ist, in die Ringe 22 aus einem elastischen Material eingesetzt sind. Die Bolzen 19 eines Triebflansches 17 ragen in die elastischen Ringe 22 hinein. Eine Nabenscheibe 21 mit den elasti­ schen Ringen 22 sowie ein Triebflansch 17 mit den Bolzen 19 bilden somit eine insgesamt mit 23 bezeichnete elastische Kupplung zwischen einem Elektromotor 11 bzw. 12 und der Seiltrommel 10.
Die beiden Elektromotoren 11 und 12 sind von einer Baugröße, die nicht dafür ausreicht, daß ein Elektromotor allein eine mit der Nennlast belastete Seiltrommel drehen könnte. Die Baugröße ist vielmehr so gewählt, daß das Nenndrehmoment eines Elektromotors nur um einen der gewünschten Sicherheitsreserve entspre­ chenden Betrag über der Hälfte des aufzubringenden Gesamtdrehmoments liegt. Es werden somit relativ kleine und kostengünstige Elektromotoren verwendet, die gemeinsam ohne Zwischenschaltung eines Getriebes die Seiltrommel 10 antrei­ ben können. Insbesondere sind bei den in den Figuren gezeigten Ausführungs­ beispielen Elektromotoren verwendet, an die auf der der Seiltrommel 10 abge­ wandten Seite unmittelbar eine Bremse 25 angebaut ist. Die Bremsen werden elektrisch gelöst gehalten und fallen beim Abschalten des Stromes unter der Wir­ kung einer Feder ein. Diese ist vorliegend so stark vorgespannt, daß jede Bremse 25 allein die Seiltrommel gegen die Wirkung der Nennlast unter Berücksichtigung der notwendigen Sicherheitsreserve in Ruhestellung halten kann. Jede Bremse wirkt über die entsprechende Motorwelle 20 auf die Seiltrommel 10.
An dem der Seiltrommel 10 zugewandten Lagerschild 29 eines jeden Elektromo­ tors ist ein winkeliger Fuß 30 befestigt, dessen einer Schenkel am Boden, an der Wand oder an der Decke 31 eines Gebäudes angeschraubt ist. Unter Einbezie­ hung des Gebäudeteils 31 sind somit die Hauptkomponenten 10, 11 und 12 in ei­ ner festen Zuordnung zueinander gehalten. Um eine solche feste Zuordnung auch während der Lagerung, des Transports und während der Montage zu haben, sind die Füße 30 so gestaltet, daß an ihnen Streben 35 befestigt werden können, die in Längsrichtung der Winde und diagonal dazu zwischen den Füßen verlaufen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Durch die Streben 35 sind die Seiltrommel 10 und die beiden Elektromotoren 11 und 12 zu einer Einheit zusammengefaßt. Nach der Montage am Gebäudeteil 31 werden die Streben 35 entfernt, damit sie nicht, durch Körperschall angeregt, Luftschall erzeugen.
In der Darstellung nach Fig. 3 sind fünf erfindungsgemäß ausgebildete Winden 8 bzw. 9 in Richtung senkrecht zu den Achsen der Seiltrommeln 10 und der Elek­ tromotoren nebeneinander angeordnet. Die Anzahl von fünf Winden ist nur bei­ spielhaft. Es können viel mehr Winden nebeneinander stehen. Auch sind die Win­ den in Fig. 3 nur schematisch gezeigt.
Zwei der fünf Winden aus Fig. 3 entsprechen der Winde gemäß den Fig. 1 und 2 und haben zwei Elektromotoren 11 und 12, die identisch zueinander sind. Wie man schon an Hand der Fig. 1 und 2 erkennt und wie es in Fig. 3 über­ zeichnet verdeutlicht ist, ist der Durchmesser der Elektromotoren 11 und 12 einer Winde 8 größer als der Durchmesser der Seiltrommel 10. Um nun möglichst viele Winden auf einer bestimmten Fläche unterbringen zu können, sind die beiden Winden in Achsrichtung axial etwa um die Länge eines Elektromotors gegenein­ ander versetzt angeordnet. Dadurch kommt der eine Elektromotor - der Elektro­ motor 11 bei der einen Winde 8 und der Elektromotor 12 bei der anderen Winde 8 - ganz in den Bereich der Seiltrommel 10 der anderen Winde, während der jeweils andere Elektromotor in Achsrichtung vor der bzw. den benachbarten Winden 8 bzw. 9 liegt.
Für die Winden 9 ist ein erster Elektromotor 11 verwendet, der in seinen Abmes­ sungen den Elektromotoren 11 und 12 der Winden 8 entspricht. Der zweite Elek­ tromotor 12 der Winden 9 hat eine geringere Länge und einen größeren Durch­ messer als der Elektromotor 11, wobei das von ihm aufbringbare Drehmoment genau so groß wie dasjenige des Elektromotors 11 ist. Die Winden 9 sind so an­ geordnet bzw. die Elektromotoren 11 und 12 der Winden 9 sind so bezüglich der Seiltrommel 10 montiert und so in Achsrichtung zueinander versetzt angeordnet, daß der kürzere Elektromotor 12 einer Winde 9 von Winde zu Winde wechselnd in Achsrichtung jeweils vor den beiden benachbarten Winden liegt. Weil sich der im Durchmesser kleinere Elektromotor 11 somit jeweils zwischen zwei Seiltrommeln 10 befindet, können diese genau so nahe zueinander angeordnet sein wie die Winden 8. Andererseits besteht zwischen zwei Winden 9, zwischen denen eine weitere Winde 9 liegt, ein solch großer Abstand, daß auf derselben Seite der Win­ den genügend Platz für den im Durchmesser größeren Elektromotor 12 jeder zweiten Winde zur Verfügung steht. Man sieht deutlich, daß die Anordnung der Winden 9 gegenüber einer Anordnung der Winden 8 in axialer Richtung der Win­ den wesentlich weniger Platz beansprucht. Die Baugröße in Achsrichtung der Winden ist für die Winden 9 etwa um das doppelte Maß kleiner, um das der Elek­ tromotor 12 der Winden 9 kürzer als der Elektromotor 12 der Winden 8 ist.

Claims (12)

1. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) von gegebener Nennlast, insbe­ sondere elektrisch angetriebene Theaterwinde, mit einer Seiltrommel (10) und mit zwei Elektromotoren (11, 12), von denen die Seiltrommel (10) gemeinsam an­ treibbar ist, wobei in der mechanischen Kraftkette vom ersten Elektromotor (11) zur Seiltrommel (10) ein erster Triebflansch (17) an der ersten Stirnseite der Seil­ trommel (10) und in der mechanischen Kraftkette vom zweiten Elektromotor (12) zur Seiltrommel (10) ein zweiter Triebflansch (17) an der zweiten Stirnseite der Seiltrommel (10) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektromotor (11) gleichachsig zu der Seiltrommel (10) vor deren ersten Stirnseite und der zweite Elektromotor (12) gleichachsig zu der Seiltrommel (10) vor deren zweiten Stirnseite angeordnet ist, daß beide Elektromotoren (11, 12) direkt mit der Seiltrommel (10) gekoppelt sind und daß jeder der beiden Elektromotoren (11, 12) auf ein Drehmoment ausgelegt ist, das kleiner als die Nennlast ist.
2. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektromotoren (11, 12) und die Seiltrommel (10) über in den mechanischen Kraftketten liegende elastische Kupplungen (23) miteinander ge­ koppelt sind.
3. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsvorrichtungen (30) zur ortsfesten Befestigung der Elektromotoren (11, 12) vorhanden sind und daß die Seiltrommel (10) über die Motorwellen (20) der Elektromotoren (11, 12) getragen und drehbar gelagert ist.
4. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit jedem Elektromotor (11, 12) zumindest ein Fuß (30) zur Befesti­ gung an einer Unterlage (31) verbunden ist.
5. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Fuß (30) und der Unterlage (31) ein körperschalliso­ lierendes Element vorhanden ist.
6. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine nach der Montage auf der Unterlage (31) am Einsat­ zort entfernte Verstrebung (35) zwischen den Elektromotoren (11, 12) oder den Befestigungsvorrichtungen (30).
7. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach einem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromotoren (11, 12) gemein­ sam von einem einzigen Frequenzumrichter (13) angesteuert werden.
8. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahl der Elektromotoren (11, 12) und der Seiltrommel (10) durch einen Drehzahlgeber (14) erfaßt und die Ansteuerung der Elektromotoren (11, 12) durch den Frequenzumrichter (13) in einem Regelkreis für die Drehzahl erfolgt.
9. Elektrisch angetriebene Winde (8, 9) nach einem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden Elektromotoren (11, 12) eine Bremse (25) zugeordnet ist und daß jede der beiden Bremsen (25) für sich allein auf die Nennlast der Seiltrommel (10) ausgelegt ist.
10. Elektrisch angetriebene Winde (9) nach einem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektromotor (11) in seiner Länge größer und in seinem Durchmesser kleiner als der zweite Elektromotor (12) ist.
11. Anordnung von mehreren Winden (8, 9), die nach einem vorhergehen­ den Anspruch ausgebildet sind und bei denen der Durchmesser der Elektromoto­ ren (11, 12) größer als der Durchmesser der Seiltrommel (10) ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Winden (8, 9) senkrecht zur Achsrichtung nebeneinander angeordnet sind und daß zwei benachbarte Winden (8, 9) in Achsrichtung ab­ wechselnd in entgegengesetzte Richtungen derart gegeneinander versetzt sind, daß sich der eine Elektromotor (11, 12) einer Winde (8, 9) zwischen den Seil­ trommeln (10) der beiden benachbarten Winden (8, 9) und der andere Elektromo­ tor (11, 12) in Achsrichtung vor den beiden benachbarten Winden (8, 9) befindet.
12. Anordnung nach Anspruch 11 mit mehreren gemäß Anspruch 10 aus­ gebildeten Winden (9), dadurch gekennzeichnet, die Stirnseite der Seiltrommel (10), vor der sich der zweite Elektromotor (12) befindet, von Winde (9) zu Winde (9) wechselt und daß sich der zweite Elektromotor (12) in Achsrichtung jeweils vor den beiden benachbarten Winden (9) befindet.
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