Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Der Stand der Technik kennt verschiedene Verfahren um Arbeiten in großer Höhe durchzuführen. Bekannt und verbreitet sind Gerüste, Hübbühnen und Industriekletterer. Während Gerüste durch lange Auf- und Abbauzeiten kostenintensiv sind, unterliegen Hubbühnen durch ihre Bodenlasten sowie die erreichbaren Höhen engen Beschränkungen. Zuletzt ist der Einsatz von Industrieklettern durch die Notwendigkeit belastbarer anschlagpunkte, an denen der Kletterer sich befestigen kann, beschränkt. Insbesondere an Deckenunterseiten und in denkmalgeschützen Gebäuden besteht nur selten die Möglichkeit geeignete Anschlagpunkte zu realisieren.The prior art knows various methods to perform work at high altitude. Known and widespread are scaffolding, Hübbühnen and industrial climbers. While scaffolding due to long construction and dismantling times are costly, lifting platforms are subject to tight restrictions due to their floor loads and the achievable heights. Last but not least, the use of industrial climbing is limited by the need for strong points to which the climber can attach. Especially on ceiling surfaces and listed buildings is rarely possible to realize suitable attachment points.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zu beschreiben, mit dem die dem Stand der Technik bekannten Schwächen zur Arbeit in größerer Höhe insbesondere im Innenbereich von Gebäuden, behoben werden können..It is an object of the present invention to describe a device and a method by which the weaknesses known from the prior art for working at a greater height, in particular in the interior of buildings, can be remedied.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, während weitere Ausführungen in den Unteransprüchen dargelegt sind.This object is solved by the features of claims 1 and 10, while further embodiments are set forth in the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Arbeit in großer Höhe mindestens ein Leichter-als-Luft-Auftriebskörper 1 mit mindestens einem Arbeitsplatz 2 oberseitig des Schwerpunktes des Auftriebskörpers 1 eingesetzt wird, welcher durch die Neigung an potentieller Energie gewinnt und damit einen stabilen Gleichgewichtszustand erreichtAccording to the invention, this object is achieved in that at least one lighter-than-air buoyancy body to work at great heights 1 with at least one job 2 upper side of the center of gravity of the buoyant body 1 is used, which gains by the inclination of potential energy and thus reaches a stable state of equilibrium
Stand der TechnikState of the art
Aus den Patentschriften RU 2 204 526 C1 und WO 2004 022 970 sind Vorrichtungen bekannt, die einen mit einem Gas leichter als Luft gefüllten Auftriebskörper zur Neutralisation des Gewichtes des Arbeitsplatzes und darin tätiger Personen verwenden. Die Vorrichtungen können damit auf die bei Hubbühnen üblichen Stahlkonstruktionen verzichten, die Höhe ihres Arbeitsplatzes durch den Einsatz von Seilen kontrollieren und ermöglichen in einer Ausführung eine Arbeitspositionierung oberseitig des Auftriebskörpers. Beide Vorrichtungen erfordern aber einen Kontakt zur bedienten Konstruktion, um den Arbeitsplatz in der Arbeitsregion zu positionieren und die nötige Arbeitshöhe zu erreichen. Sie können damit nur durch Auf- und Abstieg nahe der bedienten Konstruktion in der Vertikalen und im von der vertikalen Führung aus erreichbaren Aktionsradius agieren.From the patents RU 2 204 526 C1 and WO 2004 022 970 Devices are known which use a more easily filled with a gas than air buoyant body to neutralize the weight of the workplace and persons working therein. The devices can thus dispense with the usual on lifting platforms steel structures, control the height of their workplace through the use of ropes and allow in one embodiment, a work positioning on the upper side of the buoyancy body. However, both devices require contact with the operated structure in order to position the workstation in the working region and to achieve the necessary working height. They can only act by ascending and descending near the operated structure in the vertical and in the action range that can be achieved by the vertical guidance.
In der WO 2004 022 970 wurde die Form des Auftriebskörpers speziell für einen Führungskontakt so gestaltet, dass er den Kontakt mit den Rotorflügeln einer Windkraftanlage und eine Positionierung in der Vertikalen ermöglicht. Da die beschriebene Vorrichtung diesen Kontakt zum Erreichen der Arbeitshöhe unbedingt benötigt, ergibt sich eine Beschränkung auf Windräder oder formverwandte Konstruktionen.In the WO 2004 022 970 For example, the shape of the buoyancy body was designed specifically for a guide contact to allow contact with the rotor blades of a wind turbine and positioning in the vertical. Since the device described requires this contact to reach the working height necessarily, there is a limitation to wind turbines or related constructions.
Die RU 2 204 526 C1 nutzt weniger spezifische Führungskontakte um eine Positionierung nahe an der bedienten Konstruktion zu gewährleisten. Um den Arbeitsplatz in die nötige Arbeitshöhe und Positionierung zu bringen, müssen die Führungskontakte vor dem Aufstieg angebracht werden und während des Aufstiegs stets den nahen Kontakt zur bedienten Konstruktion gewährleisten.The RU 2 204 526 C1 uses less specific guide contacts to ensure positioning close to the operated design. In order to bring the workstation to the required working height and positioning, the guide contacts must be placed before the ascent and always ensure close contact with the operated construction during the ascent.
Die Vorrichtungen nach RU 2 204 526 C1 wie auch WO 2004 022 970 stellen erhöhte Anforderungen an die bediente Konstruktion, die die Verbindung der Vorrichtung über Führungskontakte gestatten muss. Damit erhöht sich die Rüstzeit für beide Vorrichtungen, zusätzliche Kosten entstehen, die erreichbaren Arbeitsregionen werden eingeschränkt und erhöhte Anforderungen an die Arbeitskräfte gestellt. Eine Tätigkeit ist nur dort möglich, wo eine geeignete Führung in der Vertikalen aufgebaut werden kann. Arbeitsregionen, die horizontal verlaufen und keinen regelmäßigen vertikalen Zugang ermöglichen, wie Gebäudedecken, können nur im beschränkten Aktionsradius der vertikalen Führung bedient werden. Das bedeutet, dass insbesondere im Innenbereich, unter anderem von Stadien und Kirchen, aber auch im Außenbereich die Bedingungen für den sicheren Einsatz von Mensch und Material nur in wenigen Fällen gegeben sind oder der Zugang zu den arbeitsrelevanten Stellen nicht möglich ist.The devices after RU 2 204 526 C1 as well as WO 2004 022 970 make increased demands on the operated design, which must allow the connection of the device via guide contacts. This increases the set-up time for both devices, incurs additional costs, limits the reachable working regions and places increased demands on the workforce. An activity is only possible where appropriate vertical guidance can be established. Working regions that run horizontally and do not allow for regular vertical access, such as building ceilings, can only be operated within the limited operating range of the vertical guide. This means that the conditions for the safe use of people and materials are only rarely available in indoor areas, including stadiums and churches, but also in outdoor areas, or that access to employment-related jobs is not possible.
Aus der DE 102 10 542 A1 ist ein als traggasgefüllter Ballon eingesetzter fernsteuerbarer Kameraträger bekannt. Im Bereich des Äquators des Ballons sind eine Kamera und auf der Gegenseite ein Rotationsantrieb-Nicken starr sowie jeweils um 90° versetzt je ein Drehgelenk und an diesen die Enden eines mit einer Plattform verbundenen Bügels mit je einem Rotationsantrieb-Gieren an der Hülle angeordnet. Um ein Kippmoment um die x-Achse zu vermeiden, müssen die Gewichte der Kamera und des Rotationsantriebes-Nicken gleich sein. Die Plattform enthält auch mindestens einen Vertikal-Antrieb zum Manövrieren in die erforderliche Höhe. Über den Rotationsantrieb-Nicken ist ein Kippen in der x-Achse möglich. Die Rotationsantriebe-Gieren ermöglichen einen Vortrieb in der Horizontalen sowie ein Drehen um die y-Achse. Durch eine getrennte Steuerung/Drehzahlregelung der einzelnen Antriebe kann der Ballon in der jeweiligen Lage relativ stabil gehalten werden. Diese Anordnung ist nur für eine fernsteuerbare Kamera im Bereich des Äquators des Ballons, nicht aber oberhalb möglich. Damit ist der Zugang zu vielen arbeitsrelevanten Stellen ausgeschlossen.From the DE 102 10 542 A1 is known as a Traggasgefüllte inserted balloon remote control camera support known. In the region of the equator of the balloon are a camera and on the opposite side of a rotary drive pitch rigid and each offset by 90 ° each have a pivot and the ends of a connected to a platform bracket, each with a rotary drive yawing on the shell. In order to avoid a tilting moment about the x-axis, the weights of the camera and the rotary drive pitch must be the same. The platform also includes at least one vertical drive for maneuvering to the required height. Rotational drive pitching allows tilting in the x-axis. The rotary drives yawing allow for propulsion in the horizontal as well as rotation about the y-axis. By separate control / speed control of the individual drives, the balloon in the respective position can be kept relatively stable. This arrangement is only for a remote-controlled camera in the area of the equator of the balloon, but not above possible. This excludes access to many employment-related jobs.
DE102008002924 (A1 ) an die Aerobotics GmbH beschreibt daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen der erfindungsgemäßen Aufgabe unter Einsatz eines Leichter-als-Luft Auftriebskörpers mit oberseitigem Arbeitskorb, welcher durch Einsatz einer statischen und/oder dynamischen Gegenkraft stabilisiert wird. Dabei wirkt die Gegenkraft gemäß der Anmeldung stabilisierend, indem sie die Kraft, die aus dem oberseitigen Arbeitskorb resultiert durch eine gleichgerichtete Kraft entlang eines Hebels aufhebt. Auf diese Weise wird die Konstruktion nach DE DE102008002924 (A1 ) im Gleichgewicht gehalten, Kippen und Neigen wird verhindert. DE102008002924 (A1 ) to the Aerobotics GmbH therefore describes a method and an apparatus for solving the problem of the invention using a lighter-than-air buoyancy body with oberseitigem work basket, which is stabilized by using a static and / or dynamic counterforce. In this case, the counterforce acts according to the application stabilizing by the force that results from the top work basket lifted by a rectified force along a lever. In this way the construction becomes DE DE102008002924 (A1 ) kept in balance, tilting and tilting is prevented.
Kernproblem dieses Verfahrens ist, dass zur Stabilisierung zwei gleichgerichtete Kraftkomponenten nötig werden. Modellhaft mit einer Waage vergleichbar sind diese zwei Kraftkomponenten entlang der Hebel angeordnet. In einer Ausführung nach DE102008002924 wird dies durch ein oder mehrere Gegengewichte realisiert. Auf diese Weise ist jedoch zur Stabilisierung eine Kraft, exemplarisch eine Masse des Gewichtes mal Hebel, nötig, die der aus dem Arbeitsplatz resultierenden Kraft entspricht.The core problem of this method is that stabilization requires two rectified force components. Comparable to a scale, these two force components are arranged along the lever. In a version after DE102008002924 this is realized by one or more counterweights. In this way, however, to stabilize a force, for example, a mass of the weight times lever, necessary, which corresponds to the force resulting from the workplace.
Da beide Kraftkomponenten vom Gesamtauftrieb abgehen, verringert sich auf diese Weise der verfügbare Restauftrieb massiv und die Last im Arbeitsplatz muss gering gehalten werden. Der Ballon liegt instabiler in der Luft.Since both force components depart from the total buoyancy, this reduces the available residual buoyancy massively and the load in the workplace must be kept low. The balloon is unstable in the air.
DE DE102008002924 (A1 ) beschreibt daher die Anwendung zweier gleichgerichteter Kraftkomponenten zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, die jedoch mit Nachteilen in den Punkten Traglast, Restauftrieb und Stabilität einhergeht.DE DE102008002924 (A1 ) therefore describes the use of two rectified force components to solve the problem of the invention, which, however, is associated with disadvantages in the points of load, residual buoyancy and stability.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass die Stabilisierung einer in sich versteiften Vorrichtung auf Basis eines Leichter-als-Luft Auftriebskörpers 1 möglich wird, wenn eine entgegen gerichtete zweite Kraftkomponente eingesetzt wird, die gemäß vorliegender Erfindung durch die Neigung des Auftriebskörpers 1, der damit verbundenen Zunahme an potentieller Energie und des daraus folgenden Erreichens eines stabilen Gleichgewichtszustandes erwirkt wirdIt has now surprisingly been found that the stabilization of a stiffened device based on a lighter-than-air buoyancy body 1 becomes possible when an opposing second force component is used, according to the present invention by the inclination of the buoyant body 1 which is achieved by an associated increase in potential energy and the consequent achievement of a stable state of equilibrium
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Der Fachmann kann das erfindungsgemäße Verfahren durch das Anwenden eines Modells verstehen, auch wenn die vorliegende Erfindung nicht an den Umfang und die Richtigkeit des Modells, wie es in 1 erläutert wird, gebunden ist.The person skilled in the art can understand the method according to the invention by applying a model, even if the present invention does not adhere to the scope and the correctness of the model, as it is known in 1 is bound.
DE102008002924 (A1 ) liegt das Modell einer Waage zugrunde, bei dem der Aufhängepunkt der Angriffspunkt der Auftriebskraft ist. Für die Gültigkeit dieses Modells ist es notwendig, dass die Auftriebskraft positiv ist. Entlang der Hebel wirkt nun einerseits die resultierende Kraft aus der Last im Arbeitsplatz oberseits und die resultierende Kraft aus der Gegenkraft (bspw. Gewicht). Das System ist im Gleichgewicht, sobald sich beide Kräfte aufheben. DE102008002924 (A1 ) is based on the model of a scale in which the suspension point is the point of application of the buoyancy force. For the validity of this model it is necessary that the buoyancy force is positive. Along the lever, on the one hand, the resulting force from the load in the workstation on the top and the resulting force from the counterforce (eg, weight). The system is in equilibrium as soon as both forces cancel each other out.
Die vorliegende Erfindung kann dagegen über das Modell eines umgekehrten Fadenpendels verstanden werden. Dabei entspricht die Auftriebskraft der negativen Gewichtskraft des Pendels. Eine Kraft aus der oberseitigen Belastung des Arbeitsplatzes 2 kann nun zum einen in eine senkrechte und eine waagerechte Komponente zerlegt werden. Die senkrechte Komponente wirkt entgegen der Auftriebskraft und dezimiert diese. Die Waagerechte Komponente dagegen sorgt für das Kippen, Neigen und Drehen. Sie kann verstanden werden als eine auslenkende waagerechte Komponente des Fadenpendels. Die seitliche Auslenkung dieses in seinen Freiheitsgraden eingeschränkten Systems bringt Energie in das System ein, wobei die dazu nötige Kraft durch die Last im Arbeitsplatz 2 bereitgestellt wird.On the other hand, the present invention can be understood by the model of a reverse filament pendulum. The buoyancy force corresponds to the negative weight of the pendulum. A force from the top load of the workplace 2 can now be broken down into a vertical and a horizontal component. The vertical component counteracts the buoyancy force and decimates it. The horizontal component, on the other hand, causes tilting, tilting and turning. It can be understood as a deflecting horizontal component of the thread pendulum. The lateral deflection of this limited in its degrees of freedom system brings energy into the system, with the necessary force through the load in the workplace 2 provided.
Die daraus resultierende Gleichgewichtslage steht in einem definierten Verhältnis von Restauftrieb als Quasi-Gewichtskraft des Fadenpendels und waagerechter Kraftkomponente aus der Last im Arbeitsplatz 2 als auslenkende Kraft, die dem System potentielle Energie zuführt. In diesem Modell stellt die entgegengesetzte Auftriebskraft selbst eine Schranke für die Destabilisierung des Systems dar.The resulting equilibrium position is in a defined ratio of residual buoyancy as quasi-weight of the pendulum and horizontal force component of the load in the workplace 2 as a deflecting force that supplies potential energy to the system. In this model, the opposite buoyancy itself is a barrier to system destabilization.
Aus diesem Modell können die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber DE102008002924 (A1 ) deutlich werden. Statt zweier gleichgerichteter Komponenten, die gemeinsam den Restauftrieb verringern, erfüllt der Restauftrieb eine nun zweifache Funktion. Er stabilisiert selbst das System gegen Nicken und Drehen und ist gleichzeitig dabei hoch genug, um ein stabiles Bewegungsverhalten mit geringen Schwankungen zu erlauben - insbesondere wenn der Restauftrieb um einen Sicherheitsfaktor größer als die Belastung durch den oberseitigen Arbeitskorb ist. Insgesamt weist die vorliegende Erfindung dadurch ein stabileres Bewegungsverhalten auf. Der das Bewegungsverhalten stabilisierende Restauftrieb ergibt sich nicht wie in DE102008002924 aus dem Auftrieb verringert um die doppelte Nutzlast, sondern aus dem Auftrieb verringert um die einfache Nutzlast. Im Gegensatz zu DE102008002924 steht damit eine volle Nutzlast mehr Auftrieb zur Bewegungsstabilisierung zur Verfügung.From this model can be seen the advantages of the present invention DE102008002924 (A1 ) become clear. Instead of two rectified components, which together reduce the residual buoyancy, the remaining buoyancy now fulfills a twofold function. It stabilizes even the system against pitching and turning, while at the same time being high enough to allow a stable movement behavior with little fluctuation - especially if the residual buoyancy by a safety factor is greater than the load from the top working basket. Overall, the present invention thereby has a more stable movement behavior. The residual buoyancy stabilizing the movement behavior does not result as in DE102008002924 from the lift reduced by twice the payload, but reduced by the lift to the simple payload. In contrast to DE102008002924 Thus, a full payload more buoyancy to stabilize motion available.
Da das Verhältnis von stabilisierendem Auftrieb zu auslenkender Kraftkomponente nicht der doppelten Kraftkomponente der Nutzlast zuzüglich Restauftrieb wie in DE102008002924 (A1 ) sondern lediglich der waagerechten Komponente inkl. Restauftrieb entspricht. Da vom stabilisierenden Auftrieb nicht wie in DE102008002924 die doppelte Kraftkomponente der NutzlastSince the ratio of stabilizing lift to deflecting force component is not the double force component of the payload plus residual buoyancy as in DE102008002924 (A1 ) but only the horizontal component incl. remaining buoyancy corresponds. As the stabilizing buoyancy is not like in DE102008002924 the double force component of the payload
Die vorliegende Erfindung beschreibt zudem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche das Gesamtsystem zu stabilisieren hilft.The present invention also describes an apparatus for carrying out the method according to the invention, which helps to stabilize the overall system.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Auftriebskörper 1 mit oberseitigem Arbeitsplatz 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch mindestens ein druckfestes Element 3 in sich versteift ist.The device according to the invention consists of a buoyant body 1 with top workplace 2 , characterized in that the device by at least one pressure-resistant element 3 is stiffened in itself.
Bevorzugt stellt dieses druckfeste Element 3 eine Verbindung zwischen dem Auftriebskörper 1 und mindestens einem Fesselseil 4 des Ballons dar, wobei am meisten bevorzugt der Verbindungspunkt mit dem Fesselseil 4 so weit wie möglich entfernt vom Auftriebskörper 1 gewählt wird.Preferably, this pressure-resistant element 3 a connection between the buoyant body 1 and at least one rope 4 of the balloon, most preferably the point of connection with the tether rope 4 as far away as possible from the buoyancy body 1 is selected.
Ebenso bevorzugt stellt das druckfeste Element 3 eine Verbindung zwischen dem Arbeitsplatz 2 und mindestens einem Fesselseil 4 des Ballons dar, wobei am meisten bevorzugt der Verbindungspunkt mit dem Fesselseil 4 so weit wie möglich entfernt vom Auftriebskörper 1 gewählt wird.Likewise preferred is the pressure-resistant element 3 a connection between the workplace 2 and at least one rope 4 of the balloon, most preferably the point of connection with the tether rope 4 as far away as possible from the buoyancy body 1 is selected.
Erfindungsgemäß kann das druckfeste Element 3 auch Arbeitsplatz 2 oder Auftriebskörper 1 oder Beide mit einem Seil 7 oder einem Fesselseil 4 oder mindestens einem weiteren druckfesten Element 3 oder einer Kombination beider verbinden, wobei die Verwendung von mindestens einem Fesselseil 4 aufgrund des geringeren Gewichtes bevorzugt ist. Erfindungsgemäß ist es möglich aber nicht bevorzugt, dass mindestens ein weiteres verwendetes druckfestes Element 3 entweder vom Auftriebskörper 1 bis zum Fußpunkt eines ersten druckfesten Elements 3 geht oder durchgängig bis nahe zum Boden ausgeführt wird.According to the invention, the pressure-resistant element 3 also workplace 2 or buoyancy body 1 or both with a rope 7 or a rope 4 or at least one further pressure-resistant element 3 or a combination of both, with the use of at least one tether rope 4 is preferred due to the lower weight. According to the invention, it is possible, but not preferred, for at least one further pressure-resistant element used 3 either from the buoyancy body 1 to the base of a first pressure-resistant element 3 goes or runs consistently close to the ground.
Erfindungsgemäß kann das druckfeste Element 3 als Hülle des Auftriebskörpers 1 ausgebildet sein bei dem die Fesselung gewichtsausgleichen gegenüber der Arbeitsplattform 2 liegt und so eine Stabilisierung erzeugt indem das Fesselseil 4 in verschiedenartiger Länge am Auftriebskörper befestigt istAccording to the invention, the pressure-resistant element 3 as a shell of the buoyancy body 1 be trained in the capturing weight balance against the work platform 2 lies and so creates a stabilization by the tether rope 4 is attached in different lengths on the buoyancy body
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung ebenso um mindestens ein Gewicht 6 ergänzt werden dessen Gewichtskraft für eine zusätzliche Stabilisierung der Vorrichtung sorgt. Die Positionierung des/der eingesetzten Gewichte 6 ist dabei erfindungsgemäß sowohl an einem druckfesten Element 3, am Auftriebskörper 1, an eingesetzten Seilen7 oder Kombinationen dieser möglich, wobei am meisten bevorzugt die Positionierung so gewählt wird, dass der Abstand zum Arbeitsplatz 2 maximiert wird.According to the invention, the device may also be at least one weight 6 be supplemented whose weight provides additional stabilization of the device. The positioning of the used weights 6 is according to the invention both on a pressure-resistant element 3 , on the buoyancy body 1 , on inserted ropes 7 or combinations of these possible, most preferably the positioning is chosen so that the distance to the workplace 2 is maximized.
Erfindungsgemäß ist es möglich, aber nicht bevorzugt die Vorrichtung mit Seilen 7 oder Stangen oder beiden im Raum zu befestigen oder zu stützen, um die Steuerung der Vorrichtung auch in besonderen Fällen zu ermöglichen.According to the invention, it is possible, but not preferred, to use ropes 7 or to fix or support rods or both in space to allow control of the device even in special cases.
Das druckfeste Element 3 besteht bevorzugt aus Carbon, kann jedoch erfindungsgemäß aus jedem leichten Material wie
- A, Kunststoffen, insbesondere auch Glasfaser, oder
- b. Metallen, insbesondere hochfesten Aluminiumlegierungen wie 7075/7072 oder anderen 70 xx Legierungen, oder
- c, Faser, insbesondere beschichtetem /unbeschichtetem aus Polyamid, Polyethylen oder Elemente mit Zugseilen bevorzugt aus Dynasteel oder Dynema, bestehen.
The pressure-resistant element 3 is preferably made of carbon, but can according to the invention of any lightweight material such as - A, plastics, in particular glass fiber, or
- b. Metals, in particular high-strength aluminum alloys such as 7075/7072 or other 70 xx alloys, or
- c, fiber, in particular coated / uncoated polyamide, polyethylene or elements with traction ropes preferably made of Dynasteel or Dynema.
Auch Ausführung auf der Basis von pneumatischen Elementen oder Elementekombinationen aus zug- und druckbelastbaren Elementen unter Verwendung von Seilen sind erfindungsgemäß einsetzbar. Erfindungsgemäß sind auch Kombinationen der genannten Materialien und Techniken möglich, bevorzugt die Kombination Aluminium und Carbon.Also execution on the basis of pneumatic elements or element combinations of tensile and compressive stress elements using ropes can be used according to the invention. Combinations of said materials and techniques are also possible according to the invention, preferably the combination of aluminum and carbon.
Das druckfeste Element 3 kann erfindungsgemäß sowohl durch den Auftriebskörper 1, als auch unterhalb des Auftriebskörpers 1 oder oberhalb des Auftriebskörpers 1 entlang geführt werden, wobei erfindungsgemäß auch mehr als ein druckfestes Element 3 verwendet werden kann und diese/dieses zusätzliche Element/e 3 ebenfalls unterhalb, oberhalb oder durch den Auftriebskörper 1 geführt werden können, so dass eine Kombination der Führung der druckfesten Elemente 3 möglich ist. Es ist Erfindungsgemäß insbesondere möglich, die Versteifung vollständig aus druckfesten Elementen 3 zu konstruieren, welche eine Neigung um ihren Endpunkt ermöglichen. Bevorzugt werden jedoch nur ein druckfestes Element 3 und ein Fesselseil 4 verwendet.The pressure-resistant element 3 can according to the invention by both the buoyant body 1 , as well as below the buoyancy body 1 or above the buoyant body 1 guided along, which according to the invention also more than one pressure-resistant element 3 can be used and this / this additional element / e 3 also below, above or through the buoyant body 1 can be performed, so that a combination of the leadership of the pressure-resistant elements 3 is possible. It is inventively possible in particular, the stiffening completely made of pressure-resistant elements 3 to construct, which allow a slope around their end point. However, only one pressure-resistant element is preferred 3 and a rope 4 used.
Der leichter-als-Luft Auftriebskörper 1 besteht aus mindestens einer Gasblase, bevorzugt aus Helium oder Wasserstoff. Erfindungsgemäß kann die Hülle der Gasblase aus den dem Stand der Technik bekannten Materialien gefertigt werden, wie Polyamiden oder Polyester. Erfindungsgemäß können die dem Stand der Technik bekannten Beschichtungen zum Erbringen der Gasdichtigkeit aufgebracht sein, wie Polyurethane, Silikone, EVOH, Silizium- oder Aluminiumoxide, sowie Verbindungen beider, sowie Metallbeschichtungen oder Carbon.The lighter-than-air buoyancy body 1 consists of at least one gas bubble, preferably helium or hydrogen. According to the invention, the shell of the gas bubble can be made of the materials known from the prior art, such as polyamides or polyesters. According to the invention, the coatings known from the prior art may be applied to provide the gas-tightness, such as polyurethanes, silicones, EVOH, silicon or aluminum oxides, as well as compounds of both, as well as metal coatings or carbon.
Erfindungsgemäß kann der Auftriebskörper 1 nach allen dem Stand der Technik bekannten Bauarten konstruiert sein, insbesondere netzlos, mit Netz, mit/ohne Dehnfalte, mit zusätzlichem Gasreservoir für den Gasausgleich oder ohne dasselbe. Weiterhin kann der Auftriebskörper 1 sowohl gefesselt als auch ungefesselt ausgeführt werden. Erfindungsgemäß kann auch mehr als ein Auftriebskörper 1 eingesetzt werden. According to the invention, the buoyant body 1 Be constructed according to all known from the prior art designs, especially netless, with network, with / without pleats, with additional gas reservoir for the gas balance or without the same. Furthermore, the buoyant body 1 both tied up and unfastened. According to the invention, more than one buoyant body 1 be used.
Die Form des Auftriebskörpers 1 kann erfindungsgemäß frei gewählt werden, wobei bevorzugt die Form eines Tropfens in der Draufsicht, die Form eines Ellipsoids oder die Form einer Kugel gewählt werden kann.The shape of the float 1 can be chosen freely according to the invention, wherein preferably the shape of a drop in plan view, the shape of an ellipsoid or the shape of a ball can be selected.
Der Arbeitsplatz 2 besteht bevorzugt aus einer Plattform, aus Aluminium, insbesondere der 70XXer Reihe, gefertigt, wobei erfindungsgemäß auch Carbonfaser oder andere Leichtbaustoffe, insbesondere Kunststoffe , bevorzugt poröse Kunststoffe, aber. auch Elemente in Waben und Wellenbauweise sowie pneumatische Elemente verwendet werden können. Im Arbeitsplatz der vorliegenden Erfindung können sowohl Mensch als auch Maschine oder Beide tätig werden.The workplace 2 consists preferably of a platform, made of aluminum, in particular of the 70XXer series, wherein according to the invention also carbon fiber or other lightweight materials, in particular plastics, preferably porous plastics, but. Also elements in honeycomb and wave construction as well as pneumatic elements can be used. In the workplace of the present invention, both humans and machines or both can operate.
Die eingesetzten Seile 4 und 7 bestehen bevorzugt aus Dynema, Dynasteel oder Polyamid, wobei jedoch alle bekannten Materialien für lasttragende Seile eingesetzt werden können.The ropes used 4 and 7 are preferably made of Dynema, Dynasteel or polyamide, but all known materials can be used for load-bearing ropes.
Die Steuerung 5 der vorliegenden Erfindung kann gemäß den dem Fachmann bekannten Weisen zur Steuerung von beweglichen Objekten im Raum durchgeführt werden, wobei darunter insbesondere rein mechanische, mechatronische und elektronische Steuerungen oder Kombination mindestens zweier dieser Formen verstanden werden. Erfindungsgemäß kann die Steuerung 5 automatisch, halbautomatisch sowie manuell erfolgen, insbesondere unter Einsatz digitaler und analoger Messtechnik. Erfindungsgemäß kann die Steuerung 5 sowohl durch Menschen als auch durch Maschinen oder gemeinsamen Einsatz Beider erfolgen. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Steuerung 5 ausschließlich vom Boden, ausschließlich wenn auch nicht bevorzugt vom Auftriebskörper 1 oder von beiden Stellen aus möglich ist. Bevorzugt wird im letzten Fall eine feste Prioritätsschaltung eingesetzt, bei der die Steuerung 5 vom Boden vorrangig ist.The control 5 The present invention can be carried out in accordance with the methods known to the person skilled in the art for the control of moving objects in space, whereby in particular purely mechanical, mechatronic and electronic controls or combination of at least two of these forms are understood. According to the invention, the controller 5 automatically, semi-automatically and manually, in particular using digital and analog measurement technology. According to the invention, the controller 5 Both by humans and by machines or joint use of both. Furthermore, it is possible according to the invention that the control 5 exclusively from the ground, excluding though not preferred from the buoyant body 1 or from both places is possible. Preferably, in the latter case, a fixed priority circuit is used, in which the controller 5 from the ground is paramount.
Beschreibung einer erfindungsgemäßen DurchführungDescription of an implementation according to the invention
Durch die nachfolgende Beschreibung der Erfindung in ihrer am meisten bevorzugten Ausführung und ihrem am meisten bevorzugten Aufbau kann dem Fachmann die Erfindung an einem Beispiel deutlich werden.By the following description of the invention in its most preferred embodiment and its most preferred construction, the invention will be apparent to those skilled in the art by way of example.
Zum Erreichen von Deckenunterseiten mit dem Arbeitsplatz 2 wird zunächst am Boden der Auftriebskörper 1 ausgelegt. Der Auftriebskörper 1 wird dann mit Heliumgas durch den Befüllstutzen gefüllt, bis er sich aufrichtet. Sodann wird im Fall einer Steuerung 5 durch ein Vehikel, wenn nicht ausschließlich per Hand gesteuert wird, ein Führungsseil am Vehikel befestigt. Der Arbeitsplatz 2 wird an der Oberfläche des Auftriebskörpers 1 befestigt. Mit Abschluss des Befüllvorgangs wird das druckfeste Element 3 befestigt. Der Luftarbeiter steigt über eine Leiter in den Arbeitsplatz 2, sichert sich unmittelbar an der Persönlichen Schutzausrüstung gegen Absturz, PSA, und die Seile 4 werden nachgelassen. Der Ballon startet in einer Vorneigung und neigt sich sodann unter Last nach vollständigem Befüllen in seine Arbeitsstellung. Dabei wird die Vorrichtung durch das druckfeste Element 3 so in sich versteift, dass nur eine Neigung der Gesamtvorrichtung um den Verbindungspunkt der druckfesten Verbindung mit dem Fesselseil 4 möglich ist.To reach ceiling undersides with the workplace 2 is first at the bottom of the buoyant body 1 designed. The buoyancy body 1 is then filled with helium gas through the filler neck until it straightens. Then in the case of a controller 5 by a vehicle, unless strictly controlled by hand, a guide rope attached to the vehicle. The workplace 2 becomes on the surface of the buoyant body 1 attached. Upon completion of the filling process, the pressure-resistant element 3 attached. The air worker climbs over a ladder in the workplace 2 , secures itself directly against the personal protective equipment against crash, PPE, and the ropes 4 are diminished. The balloon starts in a forward tilt and then tilts under load after complete filling in its working position. The device is characterized by the pressure-resistant element 3 so stiffened in itself that only a tendency of the overall device to the point of connection of the pressure-resistant connection with the tether rope 4 is possible.
Die Arbeit im Arbeitsplatz 2findet in einer durch die Vorneigung und das Gewicht im Arbeitsplatz 2 bestimmbaren Neigung statt. Dabei ist die Person durchgängig gesichert. Die Steuerung 5 erfolgt bevorzugt vom Boden aus, wobei auch eine Steuerung aus dem Arbeitsplatz 2 heraus möglich ist. Die Steuerung 5 kann durch alle dem Fachmann bekannten Mittel erfolgen. Im einfachen Fall erfolgt die Steuerung 5 rein mechanisch manuell durch Menschen mithilfe von Seilen 7. Weiterhin ist auch der Einsatz von Winden und/oder Vehikeln und/oder Turbinen möglich. Zuletzt kann der Grad der Steuerung 5 von vollständig manuell bis vollständig automatisch unter Einsatz der nötigen Rechen- und Regeltechnik bestimmt werden. Der Auftriebskörper 1 kann zudem nach allen dem Fachmann bekannten Weisen frei im Raum bewegt werden, insbesondere durch manuelle Positionierung, sowie rein mechanische oder elektromechanische Positionierung wie beispielhaft durch Kurbeln oder Winden.The work in the workplace 2 finds itself in one by the propensity and the weight in the workplace 2 determinable inclination. The person is consistently secured. The control 5 Preferably takes place from the ground, with a control from the workplace 2 out is possible. The control 5 can be done by any means known to those skilled in the art. In the simple case, the control takes place 5 purely mechanically manually by humans using ropes 7 , Furthermore, the use of winches and / or vehicles and / or turbines is possible. Last, the degree of control 5 from completely manual to completely automatic using the necessary computing and control technology. The buoyancy body 1 In addition, it can be moved freely in space according to all manners known to the person skilled in the art, in particular by manual positioning, as well as purely mechanical or electromechanical positioning, for example by cranks or winches.
Der Abbau nach Abschluss der Arbeiten erfolgt durch heranfahren des Ballons auf den Landebereich, Absenken mithilfe von Seilen 7 und/oder mithilfe eines Fesselseils 4, Ausstieg der Person und Rückführung des Heliumgases.
- 1 zeigt das Modell einer Waage nach DE DE102008002924 (A1 ) und vergleicht es mit dem zur Erklärung herangezogenen Modell eines Fadenpendels der vorliegenden Erfindung.
- 2 beschreibt einen Auftriebskörper 1 mit durchgehendem druckfestem Element 3 und Steuerung 5 durch Einsatz einer Stange.
- 3 beschreibt einen Auftriebskörper 1 mit druckfestem Element 3 unterhalb um den Auftriebskörper 1 mit manueller Steuerung 5 am Ballon und Unterstützung durch ein Bodenfahrzeug.
- 4 beschreibt einen Auftriebskörper 1 mit druckfestem Element 3 nur bis zum Umfang des Auftriebskörpersl mit Steuerung 5 durch Einsatz eines Bodenfahrzeuges.
- 5 beschreibt einen Auftriebskörper 1 mit druckfestem Element 3 oberhalb des Auftriebskörpers 1 und Steuerung 5 durch Einsatz von Turbinen am Auftriebskörper
- 6 beschreibt den Auftriebskörper als druckfestes Element sowie die gewichtsausgleichende Fesselung
The dismantling after completion of the work is done by bringing the balloon on the landing area, lowering using ropes 7 and / or using a tether rope 4 , Exit of the person and return of the helium gas. - 1 shows the model of a balance to DE DE102008002924 (A1 ) and compares it with the explanatory model of a filament pendulum of the present invention.
- 2 describes a buoyant body 1 with continuous pressure-resistant element 3 and control 5 by using a pole.
- 3 describes a buoyant body 1 with pressure-resistant element 3 below the buoyancy body 1 with manual control 5 at the Balloon and support by a ground vehicle.
- 4 describes a buoyant body 1 with pressure-resistant element 3 only up to the extent of buoyancy body with control 5 by using a ground vehicle.
- 5 describes a buoyant body 1 with pressure-resistant element 3 above the buoyant body 1 and control 5 by using turbines on the buoyant body
- 6 describes the buoyant body as a pressure-resistant element and the weight-compensating bondage
1 DE DE102008002924 (A1 ) liegt das Modell einer Waage zugrunde, bei dem der Aufhängepunkt der Angriffspunkt der Auftriebskraft ist, solange die Auftriebskraft positiv ist. Am Hebel wirkt einerseits die resultierende Kraft aus der Last im Arbeitsplatz 2 oberseits und die resultierende Kraft aus der Gegenkraft (bspw. Gewicht). Heben sich beide Kräfte auf, ist das System im Gleichgewicht. 1 DE DE102008002924 (A1 ) is based on the model of a scale in which the suspension point is the point of application of the buoyancy force as long as the buoyancy force is positive. On the one hand, the lever acts on the load resulting from the load in the workplace 2 on the upper side and the resulting force from the opposing force (eg weight). If both forces lift, the system is in equilibrium.
Vorliegender Erfindung liegt dementgegen das Modell eines umgekehrten Fadenpendels zugrunde. Die nach oben gerichtete Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft eines Pendels. Jede Kraft aus der oberseitigen Belastung des Arbeitsplatzes 2 lässt sich in eine senkrechte und eine waagerechte Komponente zerlegen. Die senkrechte Komponente wirkt entgegen der Auftriebskraft und dezimiert diese, dadurch werden Kontrollierbarkeit und Stabilität des Bewegungsverhaltens negativ beeinflusst. Die waagerechte Komponente bewirkt das Kippen, Neigen und Drehen. Sie kann als auslenkende waagerechte Komponente eines Fadenpendels betrachtet werden. Die seitliche Auslenkung dieses fixierten Systems bringt Energie in das System ein, wobei die dazu nötige Kraft durch die Last im Arbeitsplatz 2 bereitgestellt wird.The present invention is therefore based on the model of a reverse thread pendulum. The upward buoyancy corresponds to the weight of a pendulum. Any force from the top load of the workplace 2 can be broken down into a vertical and a horizontal component. The vertical component counteracts the buoyancy force and decimates it, thereby negatively influencing the controllability and stability of the movement behavior. The horizontal component causes tilting, tilting and turning. It can be considered as a deflecting horizontal component of a thread pendulum. The lateral deflection of this fixed system brings energy into the system, with the necessary force through the load in the workplace 2 provided.
Die Gleichgewichtslage des Gesamtsystems steht in einem definierten Verhältnis von Restauftrieb und waagerechter Kraftkomponente aus der Last im Arbeitsplatz 2. In diesem Modell stellt die entgegengesetzte Restauftriebskraft selbst eine Schranke für die Destabilisierung des Systems dar.The equilibrium position of the overall system is in a defined ratio of residual buoyancy and horizontal force component of the load in the workplace 2 , In this model, the opposite residual buoyancy itself is a barrier to system destabilization.
2 beschreibt eine erfindungsgemäße Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass das druckfeste Element 3 durch den Auftriebskörper 1 hindurch den Arbeitsplatz 2 mit dem Fesselseil 4 verbindet. Auf dem Auftriebskörper 1 ist der Arbeitsplatz 2 positioniert. Dieser ist durch ein durch das Innere des Auftriebskörpers 1 verlaufendes druckfestes Element 3, in dieser Ausführung eine Stange aus Carbon, mit dem Fesselseil 4 verbunden, die gleichzeitig bis zum Boden als Steuerung 5 genutzt werden kann. 2 describes an embodiment according to the invention, characterized in that the pressure-resistant element 3 through the buoyancy body 1 through the workplace 2 with the rope 4 combines. On the buoyancy body 1 is the workplace 2 positioned. This is through a through the interior of the buoyant body 1 extending pressure-resistant element 3 , in this version, a rod made of carbon, with the rope 4 connected simultaneously to the ground as a control 5 can be used.
3 beschreibt eine erfindungsgemäße Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass das druckfeste Element 3 den Arbeitsplatz 2 durch eine unterseitig angebrachte Konstruktion, in diesem Fall aus Aluminium und Carbon oder Glasfaser, mit dem Fesselseil 4 verbindet. An dem Auftriebskörper 1 ist der Arbeitsplatz 2 das druckfeste Element 3 aus Aluminium aufgehangen, welches ab dem Lastgurt in Carbon weiter bis zum Fesselseil 4 geführt wird, 3 describes an embodiment according to the invention, characterized in that the pressure-resistant element 3 the workplace 2 by a construction on the underside, in this case of aluminum and carbon or glass fiber, with the rope 4 combines. On the buoyancy body 1 is the workplace 2 the pressure-resistant element 3 suspended from aluminum, which from the load belt in carbon to the rope 4 to be led,
4 beschreibt eine erfindungsgemäße Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass das druckfeste Element 3 nur vom Fesselseil 4 bis zum Umfang des Auftriebskörpers 1 geführt wird. Auf dem Auftriebskörper 1 ist der Arbeitsplatz 2 positioniert, dessen Last über den Auftriebskörper 1 auf das druckfeste Element 3, in diesem Fall aus Carbon übertragen wird, wobei die Steuerung 5 manuell durch einen Menschen am Boden durchgeführt wird, der durch ein Bodenfahrzeug unterstützt wird. 4 describes an embodiment according to the invention, characterized in that the pressure-resistant element 3 only from the rope 4 to the extent of the buoyant body 1 to be led. On the buoyancy body 1 is the workplace 2 positioned, its load over the buoyant body 1 on the pressure-resistant element 3 , in this case, is transferred from carbon, being the controller 5 manually performed by a human on the ground, who is assisted by a ground vehicle.
5 beschreibt eine erfindungsgemäße Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass das druckfeste Element 3 den Arbeitsplatz 2 durch eine oberseitig angebrachte Konstruktion, in diesem Fall aus Alu, mit dem Fesselseil 4 verbindet. An dem Auftriebskörper 1 ist der Arbeitsplatz 2 an dem druckfesten Element 3 aus Aluminium befestigt. Dieses wird noch weiter bis zum Fesselseil 4 geführt 5 describes an embodiment according to the invention, characterized in that the pressure-resistant element 3 the workplace 2 by a top-mounted construction, in this case made of aluminum, with the tether rope 4 combines. On the buoyancy body 1 is the workplace 2 on the pressure-resistant element 3 made of aluminum. This will go even further to the rope 4 guided
6 beschreibt eine erfindugsgemäße Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass das drukfeste Element 3 die Hüllenkonstruktion des Auftriebskörper selbst sein kann . Auf dem Auftriebskörper 1 ist der Arbeitsplatz 2 positioniert, dessen Last über den Auftriebskörper 1 auf das druckfeste Element 3, in diesem Fall Die Hülle übertragen wird, wobei die Steuerung 5 manuell durch einen Menschen am Boden durchgeführt wird, der durch ein Bodenfahrzeug unterstützt wird. 6 describes an inventive execution characterized in that the drukfeste element 3 the sheath construction of the buoyant body itself can be. On the buoyancy body 1 is the workplace 2 positioned, its load over the buoyant body 1 on the pressure-resistant element 3 , in which case the envelope is transferred, being the controller 5 manually performed by a human on the ground, who is assisted by a ground vehicle.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Auftriebskörperbuoyancy
11
ArbeitsplatzWorkplace
22
Druckfestes ElementPressure-resistant element
33
Fesselseilbondage rope
44
Steuerungcontrol
55
GewichtWeight
66
Seileropes
77
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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