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Die Erfindung betrifft ein Seilroboter mit Arbeitskorb nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.
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Ein Seilroboter ist ein Manipulator, welcher an Fahrseilen aufgehängt ist. Der Seilroboter weist eine bewegliche Plattform auf, welche durch die Fahrseile gegenüber einer Tragstruktur aufgehängt ist. Um die Plattform zu bewegen wird die wirksame Länge der Seile mit Winden verändert, wodurch sich die Plattform in bis zu drei translatorische und drei rotatorische Freiheitsgrade bewegen lässt. Eine Kontrolleinheit mit einer Steuerung berechnet die einzelnen Seillängen und synchronisiert die Bewegung der Winden.
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Mit der
DE10 2013 001 776 A1 wird eine bewegliche Seilplattform offenbart, welche von zwei Seilen getragen wird. Über Seilwinden kann die Plattform ihre Position verändern und sich so in der XY-Ebene des Arbeitsraumes bewegen. Die Plattform kann für allgemeine Transportaufgaben genutzt werden, insbesondere aber auch für den Einsatz auf Messen oder in großen Räumen, um beispielsweise als Beleuchtungs- und Werbeträger zu dienen.
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Die
DE 10 2014 015 335 A1 offenbart eine Fertigungsvorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Bauwerken. Gemäß der Figur ist ein Seilroboter mit Seilen an vier beanstandeten Stützen aufgehängt, so dass der Seilroboter jeden beliebigen Punkt innerhalb der Stützen anfahren kann. Der Seilroboter weist eine Plattform auf, welche als modulares Werkzeugaufnahmesystem ausgebildet ist, an dem neben einem Ausgabekopf andere Bauwerkzeuge, wie z.B. Kranhaken, Steingreifer, Bürsten und/oder Sprühvorrichtungen angebracht werden können.
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Die
DE 10 2009 050 729 A1 beschreibt einen mobilen Seilroboter, wobei innerhalb einer Haltestruktur eine Plattform an Seilen hängt. Die Seile werden durch vier Antriebselemente (z.B. Winden) bewegt, wodurch die Plattform innerhalb der Haltestruktur bewegbar ist. Die Haltestrukturen befinden sich in den Eckpunkten des Arbeitsbereichs und sind als separate, fahrbare Untersätze ausgebildet. Eine Abstützung der Haltestrukturen wird durch das Eigengewicht der Haltestruktur, sowie durch zusätzliche schwenkbare Stützfüße erreicht. Die Fläche des Arbeitsbereichs des Seilroboters ist jedoch begrenzt, da ausgehend von der Plattform große Zugkräfte auf die mobil ausgebildeten Haltestrukturen wirken, welche nur bedingt von den Stützfüßen und dem Eigengewicht der Haltestrukturen aufgenommen werden können.
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Die bekannten Seilroboter bzw. Seilplattformen sind somit ausschließlich für einen flächenmäßig geringen Arbeitsbereich ausgelegt. Des Weiteren kann der Seilroboter zwar in der horizontalen Ebene verfahren werden, jedoch ist es nicht möglich eine Person oder Gegenstände vom Boden aufzunehmen.
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Die bekannten Seilroboter sind ferner nicht zur Rettung von Personen geeignet. Teilweise ist die Topografie am Boden des Arbeitsbereiches sehr uneben, so dass der Arbeitskorb aus Sicherheitsgründen stets auf einer gewissen Höhe gehalten werden muss. Des Weiteren wirken starke Windkräfte auf die Bauteile der Anlage.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher einen Seilroboter bereitzustellen, welcher für eine sichere Rettung und Bergung von Personen und Lasten innerhalb eines großen Arbeitsbereichs eingesetzt werden kann.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 und des Anspruches 2 gekennzeichnet.
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Bei einer ersten Ausführungsform ist die Plattform als personenbesetzter Arbeitskorb ausgebildet an dem mindestens eine lasttragende Hubwinde angeordnet ist. Die Stützenstrukturen sind über Halteseile mit Verankerungen im Boden verbunden.
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Bei einer zweiten Ausführungsform sind zwischen benachbarten Stützenstrukturen Halteseile angeordnet, welche die Stützenstrukturen durch einen gespannten Halterahmen gegenseitig stabilisieren und dass die Plattform als personenbesetzter Arbeitskorb ausgebildet ist, an dem mindestens eine lasttragende Hubwinde angeordnet ist.
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Mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist es nun möglich innerhalb eines großen Arbeitsbereichs einen Seilroboter mit einem Arbeitskorb für die die Bergung und Rettung von Personen und für den Transport von Lasten (Gegenständen) einzusetzen.
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Ein mögliches Einsatzgebiet für die erfindungsgemäße Ausführungsform ist beispielsweise im Bereich eines Damms, bei welchem ein Arbeitsbereich von ca. 1000x1000m notwendig ist. Im Bereich eines Dammes kann der erfindungsgemäße Seilroboter besonderes gut zur Rettung und Bergung von Personen eingesetzt werden, da sich das aufgestaute Gebiet über eine große Fläche (=Arbeitsbereich) erstreckt. Im Notfall müssen schnell bestimmte Positionen von dem Seilroboter angefahren werden, um z.B. Personen aus dem Gefahrenbereich zu retten.
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Ein Staudamm oder Schüttdamm ist das Absperrbauwerk einer Talsperre oder einer Stauanlage, die im Wesentlichen aus einer Erd- oder Felsschüttung besteht. Ein solcher Damm kann beispielsweise als Absetzbecken für eine im Tagebau betriebenen Mine eingesetzt werden. Die Höhe des Damms kann zwischen der Dammsohle und der Dammkrone zwischen 80 und 100 m aufweisen. Durch die Verwendung von Feinsand und Ton als Dammmaterial kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Dammbrüchen. Um die Personen aus dem Gefahrenbereich schnell zu retten, wird eine Vorrichtung benötigt, welche sich über einen großen Arbeitsbereich erstreckt. Hierfür kommt die erfindungsgemäße Ausführungsform zum Einsatz, welche aufgrund der besonderen Stützenstruktur einen großen Arbeitsbereich aufweist, welcher das gesamte aufgestaute Gebiet abdeckt. Vorzugsweise werden vier Stützenstrukturen auf der Dammkrone aufgestellt. Zwischen den benachbarten Stützenstrukturen sind Halteseile gespannt, welche einen Halterahmen bilden, der die Stützenstrukturen gegenseitig stabilisiert. Die Plattform des Seilroboters ist als personenbesetzter Arbeitskorb ausgebildet. Am Arbeitskorb ist mindestens eine lasttragende Hubwinde angeordnet, mit welcher Lasten oder Personen auf die Dammsohle abgelassen oder von der Dammsohle angehoben werden. Der Arbeitskorb befindet sich somit während der Rettung bzw. Bergung der Personen oder den Lasten in einer sicheren Höhe über dem Gefahrenbereich (=Arbeitsbereich). Durch die Hubwinden wird der Höhenunterschied zwischen der Dammsohle und dem Arbeitskorb ausgeglichen bzw. überbrückt.
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Es ist auch möglich den erfindungsgemäßen Seilroboter für die Ernte einzusetzen, bei welcher die Pflanzen aus der Höhe abgeerntet werden müssen. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind z.B. die Montage von Photovoltaikmodulen oder die Reinigung solcher Module.
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Unter einer Stützenstruktur wird eine turmartige Konstruktion zur Stützung der Seile für den Arbeitskorb verstanden. Die Stützenstruktur gewährleistet einen definierten Abstand des an den Seilen aufgehängten Arbeitskorbs über dem Gelände. Die Stützenstruktur kann als Stahlfachwerkkonstruktion, aber auch als Stahlrohr- oder Blechkastenkonstruktion ausgeführt sein. Die Stützenstruktur besteht aus einem Stützenfuß und dem eigentlichen Mast. Der Stützenfuß steht entweder auf einem Fundament oder auf einer Schienenkonstruktion. Die Höhe der Stützenstruktur hängt vom Geländeprofil und den Anforderungen an die zulässigen Mindest- und Maximalhöhen über dem Gelände ab.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stützenstruktur als Portalstütze ausgeführt, bei welcher die seiltragenden und -führenden Bauteile innerhalb der Konstruktion an einer Quertraverse angeordnet sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Stützenstruktur am Mast ein Querhaupt (Kragarm) auf, an dessen äußeren Enden die seiltragenden und -führenden Bauteile angeordnet sind.
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Der Arbeitsbereich wird durch die Anzahl und Anordnung der Stützenstrukturen definiert. Die Stützenstrukturen können in einem Dreieck, Viereck oder Vieleck angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Stützenstrukturen in einem Kreis oder Oval angeordnet sind. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Schutz für sämtlich geometrische Formen einer Anordnung der Stützenstruktur beansprucht.
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Vorzugsweise sind vier Stützenstrukturen weit beabstandet voneinander angeordnet, wobei zwischen den Stützenstrukturen Halteseile gespannt sind, welche die Stützenstrukturen halten und stabilisieren. Die Stützenstrukturen und die Halteseile bilden somit einen viereckigen Halterahmen, innerhalb welchem sich der Arbeitsbereich für den Arbeitskorb befindet. Durch das Zusammenspiel der Winden kann der Arbeitskorb räumlich in allen drei Achsen bewegt werden. Dies bedeutet, dass der Arbeitskorb innerhalb eines kartesischen, ortfesten Koordinatensystems (x, y, z) jeden beliebigen Koordinatenpunkt anfahren bzw. einnehmen kann.
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Die Halteseile sind zwischen den Stützenstrukturen angeordnet und gespannt. Die Spannkraft wird entweder bei der Montage erzeugt oder durch die Nackenseile. Es ist ferner möglich, dass die Halteseile mit einer Spannvorrichtung gespannt werden. Eine solche Spannvorrichtung kann beispielsweise eine hydraulische oder mechanische Spannvorrichtung sein.
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Der Arbeitskorb ist an Fahrseilen aufgehängt. Die Fahrseile sind vorzugsweise eine Kombination aus einem Zugseil und einem Tragseil. Der Arbeitskorb befindet sich im gemeinsamen Schnittpunkt der Fahrseile in der Z-Achse des Korbes (Korbmitte). Die Winkel der angreifenden Fahrseile ändern sich während dem Betrieb permanent um beide Achsen. Dabei sind die Winkel zwischen den Seilen jeweils unterschiedlich. Durch die Aufhängung des Arbeitskorbs an den Fahrseilen und die Abspannung der Stützenstruktur mit Halteseilen ist es möglich den relativ schweren Arbeitskorb (z.B. Eigengewicht 25kN) über eine große Fläche, d.h. über einen großen Arbeitsbereich zu bewegen. Hierbei können Seilkräfte zwischen beispielsweise 50 kN und 350 kN bei Dynamik auftreten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Arbeitskorb eine kardanische Aufhängung am Seilknotenpunkt auf. Unter einer kardanischen Aufhängung oder kardanischen Lagerung wird das Aufhängen des Arbeitskorbes an einem Gestell mit Hilfe von zwei sich schneidenden zueinander rechtwinkligen Drehlagern verstanden. Durch die kardanische Aufhängung des Arbeitskorb am Knotenpunkt wird eine max. Neigung allseits von 45° (Freigängigkeit) erreicht. Darüber hinaus erfolgt die kardanische Anbindung der Fahrseile am Knotenpunkt mit geringer Reibung. Es findet keine Einleitung von Momenten in das Fahrseil statt. Der max. Differenzwinkel zwischen Seil zu Knotenpunkt/Verbindungsplatte beträgt allseits 85° (Freigängigkeit).
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Der Arbeitskorb ist beispielsweise als Sessel, Gondeln oder Lastgehänge ausgebildet. Vorzugsweise ist der Arbeitskorb in Formrohrbauweise gefertigt, wodurch er eine möglichst geringe Windangriffsfläche hat. Der Arbeitskorb weist eine geschlossene Bodenplatte mit Luke und Rollenfenster für den Seildurchtritt einer mittleren, innenliegenden Hubwinde auf. Die Korbgrundfläche beträgt beispielsweise 4 x 2,0 m. Des Weiteren weist der Arbeitskorb über dem Korbboden vorzugsweise circa 0,5m hohe, geschlossenen Seitenwände auf, wodurch ein Herabfallen von Kleinteilen auf das darunter befindliche Bodenpersonal verhindert wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Arbeitskorb als Rettungskorb ausgebildet. Der Arbeitskorb weist einen allseits geschlossenen Korb auf, wobei die Seitenflächen vorzugsweise mit einem Stahlgitter verkleidet sind. An mindestens einer Seite ist ein Schiebegitter vorhanden, durch dessen Öffnung eine Person (Ersthelfer) mit einer Rettungstrage Ein- und Aussteigen kann.
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Vorzugsweise weist der Arbeitskorb mindestens eine Hubwinde auf, mit welcher Personen oder Gegenstände aus dem Gefahrbereich innerhalb des Arbeitsbereiches geborgen werden. Die Hubwinde kann ferner zum Anheben und Absenken von Lasten (Gegenständen) eingesetzt werden. Die Hubwinde befindet sich vorzugsweise unterhalb der Bodenplatte des Arbeitskorbes. Es ist auch möglich, dass sich eine oder mehrere Hubwinden innerhalb des Arbeitskorbes, beispielsweise im Bereich der Aufhängung des Arbeitskorbs befinden. Bei dieser Ausführungsform befindet sich dann in der Bodenplatte eine Luke oder Klappe durch welche das Hubseil durchgeführt wird. Dadurch ist es möglich eine zu rettende Person direkt in den Arbeitskorb zu heben. Die Hubhöhe der Hubwinden am Arbeitskorb beträgt beispielsweise 200 m.
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Des Weiteren weist der Arbeitskorb optional eine Bedienstelle für die Fahrwinden und die Hubwinden (=Sicherungswinden) auf. Über die Bedienstelle im Arbeitskorb können sowohl die Hubwinden im Korb, als auch die Gesamtanlage (Fahrwinden) bedient werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Winden (Hubwinden, Fahnnrinden) über eine Funkfernbedienung gesteuert werden, welche entweder ein Benutzer am Boden, d.h. außerhalb des Arbeitskorbes trägt oder ein Benutzer, welcher sich im Arbeitskorb befindet. Die Winden lassen sich ferner über eine zentrale Kontrolleinheit steuern.
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Vorzugsweise weist der Arbeitskorb ein Dämpfungssystem (Tilgungsdämpfer) zur Kompensation von Schwingungen auf. Das Feder- Dämpfungssystem befindet sich an der Aufhängung des Korbes zur Reduktion der Schwingungen die in das Gesamtsystem eingeleitet werden. Die Dämpfung ist stufenlos einstellbar. Das Dämpfungssystem wird über insgesamt acht Schnittstellen am Korb (Flanschplatten mit Lochbild) an zwei Ebenen der Korbaußenseite (X- und Y-Achse) jeweils oben und unten angeordnet.
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Des Weiteren befindet sich zur Sturmsicherung außen am Korbboden Anschlagpunkte für Hilfsseile.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Arbeitskorb ein Kamerasystem auf, mit welchem der Bereich direkt unter dem Korb eingesehen werden kann. Der Kameramonitor befindet sich entweder im Arbeitskorb, an der Bedienstelle, an dem Funkmodul zur Fernsteuerung der Winden, oder an der zentralen Kontrolleinheit. Es ist ferner möglich, dass die Bilder des Kamerasystems auch auf ein Smartphone, ein Laptop oder einen anderen tragbaren Monitor übertragen werden.
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Bei den Fahrwinden und Sicherungswinden werden Seile eingesetzt. Unter dem Begriff Seil wird ein biegeschlaffes Element verstanden, welches als Seil oder Band ausgebildet ist. Das Seil besteht vorzugsweise aus Stahl, da dieses Material eine hohe Stabilität besitzt und so eine hohe Seilkraft erzielt werden kann. Es ist auch möglich ein Seil aus Kunststoff einzusetzen, welches deutlich leichter ist.
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Die Winde ist beispielsweise als Spillwinde oder Trommelwinde mit Ein- oder Mehrlagenwicklung ausgebildet. Die Energieversorgung der Winde kann autonom durch ein Diesel- oder Benzinbetriebenes Aggregat erfolgen. Ein Aggregat liefert den notwendigen Strom für alle Winden. Es ist aber auch möglich, dass jeder Winde ein eigenes Aggregat zugeordnet ist. Des Weiteren können ein oder mehrere Aggregate den Strom in einen Stromkreis einspeisen, um beispielsweise die drei Sicherungswinden am Arbeitskorb anzutreiben. Ebenso ist es möglich, dass ein zweites Aggregat als Notsystem vorhanden ist, welches bei einem Ausfall des ersten Aggregates entweder durch ein Umstecken oder ein Umschalten in Betrieb geht.
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Der Seilroboter weist eine Steuerungseinheit auf, welche alle Bewegungen des Arbeitskorbes steuert und überwacht. Die Hubgeschwindigkeit und Senkgeschwindigkeit lassen sich stufenlos regeln. Hinsichtlich der Beschleunigung und den maximalen Geschwindigkeiten wird zwischen einem Personentransport und einem Lasttransport unterschieden. Dies wird entweder automatisch von der Kontrolleinheit anhand des Gewichts erkannt oder kann manuell eingestellt werden.
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Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit des Seilroboters eine Sensorik auf, welche als Lastmesszelle ausgebildet ist. Die Lastmesszelle ist am Fahrseil angeordnet und dient zur Ermittlung des Seilzuges im Fahrseil. Des Weiteren befindet sich eine Lastmesszelle im Bereich der Arbeitskorbaufhängung, mit welcher der Ladezustand des Korbes ermittelt wird.
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Die Steuerungseinheit kann ferner einen Temperaturfühler, sowie eine Windmesseinrichtung aufweisen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Verschiebung des Arbeitskorbes aufgrund einer Dehnung der Fahrseile bei einer Be- oder Entladung von der Kontrolleinheit erfasst und durch eine Regelung der einzelnen Winden kompensiert.
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Für die Datenübertragung vom Arbeitskorb zur Steuerungseinheit gibt es grundsätzlich mehrere Methoden, wobei die Daten ausfallsicher übertragen werden müssen.
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Variante 1:
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Zur Datenübertragung wird eine Funkverbindung eingesetzt. Beim Einsatz einer Funkverbindung sind keine Datenleitungen notwendig, welche verlegt werden müssen und u.U. reißen können. Als Funkverbindungen ist eine Richtfunkverbindung, eine Funkverbindung, eine WLAN-Verbindung oder eine Mobilfunknetz-Verbindung möglich.
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Variante 2:
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Zur Datenübertragung werden ein bzw. mehrere Datenkabel eingesetzt. Als Medium für die Datenübertragung können sowohl Lichtwellenleiterkabel (kurz: LWL-Kabel) oder auch Kupferkabel eingesetzt werden. Als Datenbus ist eine EtherCAT Steuerung, EtherNet für Datenübertragung Visualisierung, Kamerasignal und eine Reserve möglich.
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Die Datenkabel können unterschiedlich zwischen dem Arbeitskorb und der Stützenstruktur geführt werden.
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Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform befindet sich auf der Stützenstruktur ein zusätzlicher Turm (Mast) mit einem Spanngewicht. Die Datenleitung wird an einem separaten Seil mittels Leitungswagen aufgehängt. Das Seil wird über ein Spanngewicht auf Spannung gehalten. Bewegt sich der Arbeitskorb von der Stützenstruktur weg, wird das Spanngewicht angehoben.
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Alternativ kann sich auf der Stützenstruktur ein zusätzlicher Turm und Winde befinden. Die Datenleitung ist in ein Stahlseil eingearbeitet oder von einem zugfesten Material umgeben. Die Winde auf der Stütze trommelt die übrige Seillänge auf.
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Oder es können die beiden vorhergenannten Varianten kombiniert werden, so dass auf der Stützenstruktur ein zusätzlicher Turm angeordnet ist. Dies bedeutet es ist ein Gegengewicht und eine Winde vorhanden, wobei die Datenleitung in ein Stahlseil eingearbeitet ist.
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Des Weiteren ist es möglich für die Datenleitung eine eigene Stützenstruktur vorzusehen, so dass die Datenleitung parallel zu den Fahrseilen verläuft. Ferner ist es auch möglich, den Leitungswagen direkt auf dem Fahrseil anzuordnen.
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Variante 3:
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrseil (Tragseil) und/oder das Halteseil einen integrierten Lichtwellenleiter oder E-Leiter auf, mit welchem Daten zwischen der Stützenstruktur und dem Arbeitskorb übertragen werden.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
- 1: schematische Darstellung des Seilroboters
- 2: schematische Seitenansicht des Seilroboters
- 3: Seilroboter mit Arbeitskorb und drei angehobenen Personen
- 4: Seilroboter mit Arbeitskorb und angehobenen Gegenstand
- 5: Seilroboter mit Winde oben an der Stützenstruktur
- 6: Seilroboter mit Winde oben an der Stützenstruktur mit drei angehobenen Personen
- 7: Seilroboter mit Winde oben an der Stützenstruktur mit angehobenem Gegenstand
- 8: Führung des Datenkabels als Schleppkabel
- 9: Führung des Datenkabels mit Trommelwinde
- 10: Führung des Datenkabels über einen Flaschenzug
- 11: schematische Darstellung des Arbeitskorb mit Hubwinden
- 12: schematische Draufsicht des Seilroboters mit Verankerungen
- 13: schematische Seitenansicht des Seilroboters mit Verankerungen
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Mit der 1 wird der Seilroboter 1 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Seilroboter 1 weist insgesamt vier Stützenstrukturen 3 auf, welche jeweils die Eckpunkte bilden und in einem Viereck angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Stützenstrukturen 3 sind Halteseile 4 gespannt, welche die Stützenstrukturen 3 untereinander verbinden und stabilisieren. Die Halteseile 4 und die Stützenstrukturen 3 bilden einen Halterahmen 34 für den Seilroboter 1. Innerhalb des Halterahmens 34 befindet sich der Arbeitsbereich 6 für den Seilroboter 1. Da die Größe des Arbeitsbereich 6 von der Stabilität der Stützenstruktur 3 abhängig ist, kann mit der vorliegenden Stützenstruktur 3 ein besonderes großer Arbeitsbereich 6 erreicht werden.
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Durch die Verbindung der Stützenstrukturen 3 mit den Halteseilen 4 können hohe Lasten von der Tragewerkstruktur aufgenommen werden. Die erhöhten Lasten entstehen durch den großen Arbeitsbereich 6 und die damit verbundenen großen Entfernungen (Abstände 8, 9) zwischen den einzelnen Stützenstrukturen 3.
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Ein großer Arbeitsbereich 6 ist immer dann gefragt, wenn sich der Arbeitsbereich 6 über eine Fläche erstreckt, welche nicht einfach zu erreichen ist bzw. wenn sich der Arbeitsbereich 6 z.B. in einer Gefahrenzone befindet.
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Der Seilroboter 1 weist einen Arbeitskorb 2 auf, welcher an Fahrseile 5 zwischen den Stützenstrukturen 3 aufgehängt ist. Der Arbeitskorb 2 kann innerhalb des Arbeitsbereichs 6 bewegt werden. Gemäß der 1 befindet sich im Rand des Arbeitsbereichs 6 ein Be- und Entladebereich 7 für Personen 11 und Gegenstände.
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2 zeigt den Seilroboter 1 in einer schematischen Seitenansicht. Jeweils weit beabstandet voneinander stehen zwei Stützenstrukturen 3, welche mit einem Halteseil 4 miteinander verbunden sind und sich gegenseitig stabilisieren.
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Die Stützenstrukturen 3 sind als Fachwerkträger oder Gitterträger ausgebildet und weisen jeweils einen Stützenfuß 17 auf, mit welchem sie auf dem Boden bzw. dem jeweiligen Untergrund stehen. Zwischen der Stützenstruktur 3 und dem Stützenfuß 17 befindet sich eine Lagerung 18, welche Bewegung der Stützenstruktur 3 ausgleicht.
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Der Stützenfuß 17 steht entweder auf einem betonierten Fundament und ist mit diesem verbunden oder der Stützenfuß 17 ist sehr groß ausgebildet, so dass auf eigenes Fundament verzichtet werden kann.
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Zwischen dem Boden und den Stützenstrukturen 3 sind Nackenseilen 14 gespannt, welche die Stützenstrukturen 3 zusätzlichen Halt geben. Die Nackenseile 14 werden ferner auch als Spannseile bezeichnet und können mit oder ohne eine hydraulische Spannvorrichtung eingesetzt werden. Im Boden befinden sich vorzugsweise Verankerungen 13 für die Nackenseile 14. Durch die Halteseile 4 und die Nackenseile 14 wird eine sehr stabile Tragwerksstruktur für den Seilroboter 1 erreicht werden.
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Im Bodenbereich jeder Stützenstruktur 3 befindet jeweils eine Winde 16 für das Fahrseil 5. Mit Hilfe der Winde 5 wird das Fahrseil 5 auf- und abgerollt und dadurch der Seilroboter 1 bewegt. Das Fahrseil 5 verläuft ausgehend von bodenseitigen Winde 16 über eine stützenseitige Umlenkung 15 zu dem Arbeitskorb 2 des Seilroboters 1. Bei der Ausführungsform gemäß der 1 und 2 treffen somit vier Fahrseile 5 in der Aufhängung 12 des Arbeitskorbes 2 zusammen.
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Der Arbeitskorb 2 ist an den Fahrseilen 5 aufgehängt und kann durch eine gezielte Längenänderung der Fahrseile 5 innerhalb des Arbeitsbereichs 6 bewegt werden.
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Am Arbeitskorb 2, vorzugsweise an der Bodenplatte des Arbeitskorb 2, sind drei Hubwinden 19 für drei Hubseile 10 angeordnet. Mit Hilfe der Hubwinden 19 und den Hubseilen 10 können nun entweder Personen 11 oder Gegenstände 20 ausgehend von dem Arbeitskorb 2 abgelassen oder wieder hochgezogen werden. Im Gefahrfall kann nun beispielsweise ein Retter (Person 11) in die Gefahrenzone (Arbeitsbereich 6) ausgehend von dem Arbeitskorb 2 abgelassen werden. Im Arbeitsbereich 6 legt der Retter zwei weitere Personen 11 jeweils ein Rettungsgeschirr an, wodurch diese leicht und sicher mit Hilfe der Hubwinden 19 auf den Arbeitskorb 2 gezogen werden können.
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3 zeigt wie mit Hilfe der drei Hubwinden 19 und den Hubseilen 10 insgesamt drei Personen 11 auf den Arbeitskorb 2 gezogen wurden. Die Personen 11 sind nun außer Gefahr und können durch die Bewegung des Arbeitskorbs 2 außerhalb der Gefahrenzone gebracht werden. Vorzugsweise ist die Gefahrenzone kleiner als der Arbeitsbereich 6.
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Mit der 4 wird der Arbeitskorb 2 gezeigt, welcher einen Gegenstand 20 mit den Hubwinden 19 angehoben hat. Bei dem Gegenstand 20 kann es sich beispielsweise um eine Rettungsbahre oder dergleichen handeln.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Seilroboters 1, wobei die Winde 16 für das Fahrseil 5 am kopfseitigen Ende der Stützenstruktur 3 angeordnet ist.
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Durch die Abstützung der Stützenstruktur 3 durch die Nackenseile 14 gegenüber dem Boden und die gegenseitige Absicherung der Stützenstruktur 3 mit den Halteseilen 4 ist es möglich die Winde 16 für die Fahrseile 5 am kopfseitigen Ende der Stützenstruktur 3 anzuordnen. Dadurch kann beispielsweise die Stützenstruktur 3 und die Winde 16 gemeinsam aufgestellt werden, wodurch wertvolle Zeit eingespart wird.
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Mit der 6 wird der Seilroboter 1 mit dem Arbeitskorb 2 gezeigt, wobei die Winden 16 für die Fahrseile 5 an der Stützenstruktur 3 angeordnet sind. Die Stützenstrukturen 3 sind durch die Nackenseile 14 und die Halteseile 4 gesichert. Mit Hilfe der Hubwinden 19 werden drei Personen 11 in Richtung des Arbeitskorbes 2 angehoben.
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7 zeigt die Beförderung eines angehobenen Gegenstands 20 (Last) mit dem Arbeitskorb 2. Der Arbeitskorb 2 ist an den Fahrseilen 5 aufgehängt und wird durch eine Bewegung der Fahrseile 5 innerhalb des Arbeitsbereiches 6 bewegt.
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Mit der 8 wird die Führung eines Datenkabels 21 zwischen dem bewegbaren Arbeitskorb 2 und der Stützenstruktur 3 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Datenkabel 21 als Schleppkabel ausgebildet. Auf der Stützenstruktur 3 befindet sich ein Mast 23, an welchem das Seil 22 für das Datenkabel 21 angeordnet ist. Das Seil 22 ist vorzugsweise als Stahlseil ausgebildet. Das Datenkabel 21 ist beispielsweise als Lichtwellenleiterkabel oder Kupferkabel ausgebildet.
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9 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Führung des Datenkabels 21 zwischen der Stützenstruktur 3 und dem Arbeitskorb 2. Auf der Stützenstruktur 3 ist eine Trommelwinde 24 für das Datenkabel 21 angeordnet, welche das Datenkabel 21 je nach der Bewegung des Arbeitskorbes 2 auf- oder abrollt. Die Trommelwinde 24 ist hierbei so ausgebildet, dass auf das Datenkabel 21 stets eine Zugkraft wird, wodurch ein Durchhängen des Datenkabel 21 verhindert wird.
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Mit der 10 wird eine weitere Ausführungsform für die Führung des Datenkabels 21 gezeigt. Um das Datenkabel 21 zu spannen und ein Durchhängen zu verhindern, wird ein Flaschenzug 27 mit einem Gegengewicht 26 eingesetzt. Das Datenkabel 21 wird ausgehend von dem Arbeitskorb 2 über Umlenkrollen 25 an der Stützenstruktur 3 umgelenkt und mit Hilfe des Flaschenzuges 25 und dem Gegengewicht 26 gespannt.
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11 zeigt den Arbeitskorb 2. Der Arbeitskorb 2 besteht aus umlaufenden Geländer 28 (Schutzgeländer) und einer Bodenplatte 31. Die Bodenplatte 31 weist eine rutschhemmende Oberfläche auf. Im Bereich des Geländers 28 ist eine Einstiegstüre oder Einstiegsöffnung vorhanden. Der Arbeitskorb 2 ist mit der Aufhängung 12 an den Fahrseilen 5 aufgehängt.
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Auf der Unterseite der Bodenplatte 31 sind Stützfüße 32 vorhanden, mit welchen der Arbeitskorb 2 auf dem Erdboden abgestellt wird. Die Stützfüße 32 bilden einen Freiraum, in welchem zwei Hubwinden 19 angeordnet sind. Die Hubwinden 19 heben und senken ein Lastgehänge 33 ab, welches an den Hubseilen 10 aufgehängt ist.
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In der Bodenplatte 31 befindet sich eine Luke, durch welche das Hubseil 10 der Hubwinde 19 durchgeführt wird. Die Öffnung der Luke kann entweder nur so groß sein, dass nur das Hubseil 10 durchpasst oder die Öffnung ist so groß, dass eine Person 11 durchpasst.
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Mit der 12 wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Seilroboters 1 gezeigt. Ausgehend von vier Stützenstrukturen 3 ist der Arbeitskorb 2 an vier Fahrseilen 5 aufgehängt. Die Stützenstrukturen 3 sind nicht miteinander verbunden, sondern weisen eigene Verankerungen 13 auf. Die Absicherung der einzelnen Stützenstrukturen 3 erfolgt somit nur durch die jeweiligen Verankerungen 13. Die Verankerungen 13 sind mit dem Boden 35 bzw. Untergrund verbunden und können beispielsweise als Fundament, Betongewicht oder Erdanker ausgebildet sein. Zwischen den Verankerungen 13 und den Stützenstrukturen 3 sind Halteseile 4 gespannt. Gemäß der 12 weist jede Stützenstruktur 3 jeweils vier beabstandete Verankerungen 13 und vier Halteseile 4 auf.
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13 zeigt die Ausführungsform gemäß der 12 in einer Seitenansicht. Die beiden beabstandeten Stützenstrukturen 3 sind jeweils über die Halteseile 4 mit den Verankerungen 13 im Boden 35 verbunden. Durch die Halteseile 4 und die Verankerungen 13 wird ein sicherer und stabiler Stand der Stützenstrukturen 3 erreicht. Dadurch ist es möglich die Stützenstrukturen weit zu beabstanden und den Arbeitskorb 2 über einen großen Arbeitsbereich 6 zu bewegen. Der Arbeitskorb 2 weist mindestens eine Hubwinde 19 auf, welche über die Hubseile 10 einen Gegenstand 20 anhebt oder absenkt.
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Die Halteseile 4 bilden somit entweder einen gespannten Halterahmen zwischen den benachbarten Stützenstrukturen 3 und/oder die Halteseile 4 sind als Nackenseile 14 ausgebildet und stabilisieren die Stützenstruktur 3 gegenüber dem Boden 35.
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Mit dem erfindungsgemäßen Seilroboter 1 ist es nun möglich relativ schnell und einfach eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welcher Personen und Gegenstände aus einem großflächigen Gebiet gerettet werden können. Bei dem Gebiet kann es sich um eine großflächige Gefahrenzone handeln, welche ansonsten schwer zu erreichen ist. Der Seilroboter 1 mit dem Arbeitskorb 2 wird somit als Notfall-Rettungssystem eingesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seilroboter
- 2
- Arbeitskorb
- 3
- Stützenstruktur
- 4
- Halteseile
- 5
- Fahrseil
- 6
- Arbeitsbereich
- 7
- Be- und Entladebereich
- 8
- Abstand zwischen 3
- 9
- Abstand zwischen 3
- 10
- Hubseile
- 11
- Person
- 12
- Aufhängung
- 13
- Verankerung
- 14
- Nackenseil
- 15
- Umlenkung für 5
- 16
- Winde für 5
- 17
- Stützenfuß
- 18
- Lagerung
- 19
- Hubwinde
- 20
- Gegenstand
- 21
- Datenkabel
- 22
- Seil für 21
- 23
- Mast für 22
- 24
- Trommelwinde
- 25
- Umlenkrolle
- 26
- Gewicht
- 27
- Flaschenzug
- 28
- Geländer
- 29
- Haken
- 30
- Luke
- 31
- Bodenplatte
- 32
- Stützfuß
- 33
- Lastgehänge
- 34
- Halterahmen
- 35
- Boden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013001776 A1 [0003]
- DE 102014015335 A1 [0004]
- DE 102009050729 A1 [0005]
