DE19514011A1 - Trommelwinde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trommelwinde mit einem Windenrahmen oder -gehäuse mit wenigstens einer Trommel und einem darauf auf- und abwickelbar mit einem Ende an der Trommel befestigten, am anderen Ende ein Lastaufnahmeelement aufweisenden Lastmittel und mit wenigstens einem, aus einem Motor und einem Getriebe bestehenden Antrieb.

Derartige Trommelwinden sind in mehreren Ausführungsformen bekannt und dienen z. B. in Krananlagen oder auch als fest aufgehängte Winden zum Anheben von Lasten. Als Lastmittel werden in solchen Trommelwinden üblicherweise Drahtseile, in seltenen Fällen auch Ketten verwendet.

Besondere Anforderungen werden an Trommelwinden beim Einsatz im Bühnen- und Showbetrieb gestellt. Zum einen sind hier höhere Sicherungsvorkehrungen zu treffen, da sich oft auch Personen unter den bewegten Lasten aufhalten. Zum anderen betrifft dies auch die Betriebssicherheit beim Auf- und Abwickeln des Lastmittels.

So ist möglichst schon durch entsprechende konstruktive Maßnahmen ein eventuelles schiefes Aufwickeln und ein Verklemmen des Seiles beim Hubbetrieb zu vermeiden, da dies zu einer Sicherheitsabschaltung des Gerätes führen müßte. Es muß dann in einfachen Fällen durch ein Zurückfahren, in komplizierteren Fällen auch durch ein direktes Eingreifen vor Ort, an der Winde, die Störung beseitigt werden, bevor ein weiteres Anheben möglich ist. Dies würde im Showbetrieb, wo z. B. zum Erreichen besonderer Effekte ganze mit Scheinwerfer bestückte Traversen oder Bühnenbilder während der Vorführung bewegt werden, zu erheblichen Störungen der Show führen.

Darüber hinaus sollten die im Show- und Bühnenbetrieb verwendeten Seilwinden bei möglichst großer Hubhöhe möglichst geringe Ausmaße haben. Diese Forderung steht einer Verwendung von Seilwinden mit einlagigen Seiltrommeln mit Gewinderillen zur sicheren Seileinführung entgegen, da hier entsprechend breite Trommeln verwendet werden müssen.

Zudem sollten die Trommelwinden für einen Einsatz im Road-Betrieb möglichst robust sein, so daß auch eine Verwendung von komplizierten mechanischen Seileinführungen nicht wünschenswert ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Trommelwinde der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Hubmittel ohne Verwendung von speziellen Einführungsvorrichtungen automatisch sicher auf- und abgewickelt wird und welches bei möglichst geringen Abmessungen, insbesondere einer schmalen Trommel, eine möglichst große Hubhöhe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lastmittel ein Stahlband ist.

Die Ausmaße der Trommel sind dann nur geringfügig größer als die Breite des Stahlbandes. Das Stahlband kann beliebig oft übereinander gewickelt werden und läuft automatisch auf der Trommel sicher auf und ab. Ein Verklemmen des Hubmittels, wie z. B. bei übereinander gewickelten Drahtseilen, ist hierbei nicht möglich.

Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 2 das übereinander gewickelte Stahlband zwischen zwei im Abstand geringfügig größer als die Stahlbandbreite angeordneten Bordscheiben aus Kunststoff geführt, welche an einem zylindrischen Trommelkörper durch Flansch-Schraubbefestigungen festgelegt sind. Die Kunststoff-Bordscheiben verhindern eine Beschädigung der Bandkanten.

Die übrigen Unteransprüche 3 bis 11 enthalten verschiedene Ausführungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Trommelwinde.

Ein Ausführungsbeispiel der Trommelwinde wird im folgenden, unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Trommelwinde,

Fig. 2 eine Frontansicht der Trommelwinde,

Fig. 3 eine Rückansicht der Trommelwinde.

Die erfindungsgemäße Trommelwinde (1) ist als sogenannte Zweitrommelwinde mit zwei auf einer Achse (13) angeordneten Trommeln (2) mit darauf auf- und abwickelbar mit einem Ende an der jeweiligen Trommel (2) befestigten Stahlbändern (5) als Hubmittel ausgeführt.

Zur Befestigung der Stahlbänder (5) weisen die Trommelkörper (9) an ihrer Außenwandung einen Schlitz (21) parallel zur Trommelachse (13) in der Breite des Stahlbandes (5) auf. Das von außen in den Innenraum des Trommelkörpers (9) gesteckte Ende des Stahlbandes (5) wird dann zwischen der Innenseite der Trommelkörperwandung und einer in dem entsprechenden Radius gebogenen Andruckplatte (22) festgeklemmt und verschraubt.

Zwischen den Trommeln (2) befindet sich das Getriebe (7). An diesem Getriebe (7) ist rechtwinklig zur Trommelachse und rechtwinklig zur Bandauszugsrichtung ein Elektromotor (6) angeordnet, welcher an seinem freien Ende einen Anschluß (18) für eine Handkurbel zum manuellen Notbetrieb der Winde (1) aufweist.

Die Trommeln (2), das Getriebe (7) und der Motor (6) sind in einem Windenrahmen (3) mit zwei seitlichen, die Trommeln (2) und die Antriebseinheiten (6, 7) abdeckenden Seitenwänden (3a) befestigt. Am Rahmen (3) sind Lüfter (24) zur Kühlung des Antriebs (6) angeordnet.

Die Trommeln (2) bestehen aus einem zylindrischen Trommelkörper (9), an welchem durch Flansch-Schraubbefestigungen zwei im Abstand geringfügig größer als die Stahlbandbreite angeordnete, das übereinander gewickelte Stahlband (5) zwischen sich führende Bordscheiben (8) aus Kunststoff festgelegt sind.

Unter dem Getriebe (7) und den beiden Trommeln (2) erstreckt sich parallel zur Trommelachse (13) eine beidendig an dem jeweiligen Stahlband (5) befestigte Hubtraverse (14) mit einem daran mittig angeordneten Lastaufnahmeelement (4) in Form einer Öse, eines Hakens, od. dgl..

Die Enden des Stahlbandes (5) sind an der Hubtraverse (14) mittels Klemmadapter (23) befestigt. Diese Klemmadapter (23) bestehen aus einem Bolzen (23b) und zwei Klemmplatten (23a), welche an einer Seite eine halbkreisförmige Einbuchtung aufweisen, so daß zwischen den beiden Klemmplatten (23a) der Bolzen (23b) mit dem um den Bolzen (23b) herumgeführten Stahlband (5) formschlüssig zwischen den Platten (23a) einklemmbar ist.

Unterhalb des Bolzens (23b) bilden die Platten (23a) zwischen sich einen Spalt parallel zum Bolzen (23b), in welchem die Hubtraverse (14) durch einen Gewindebolzen senkrecht zum Spalt gehalten wird.

Entlang des Trommelumfangs erstreckt sich von schräg vorne oberhalb des Bandauslaufs (11) nach hinten über die Trommel (2) hinweg bis mittig unterhalb der Trommel (2) zwischen den Bordscheiben (8) im radial äußeren Bereich jeweils eine Kontaktleiste (10) aus Kupfer od. dgl. Diese Kontaktleisten (10) sind über Isolierhalter (20), welche aus am Rahmen (3) angeordneten Isolierstäben und darüber geschobenen Metallringen bestehen, gegen das elektrische Potential der Trommelwinde (1) isoliert an der Trommelwinde (1) befestigt. Über elektrisch leitende Anschlußkabel sind diese Kontaktleisten (10) mit einer Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) der Trommelwinde (1) verbunden.

Mit Hilfe dieser Einrichtung wird auf einfache Weise eine sichere Schlaffbandabschaltung erreicht. Wenn die Last auf ein Hindernis stößt bzw. den Boden erreicht hat, so wird das Stahlband (5) beim Abwickeln zwangsläufig gegen die Kontaktleiste (10) gedrückt, welches wiederum von der Steuer- und Kontrolleinheit (17) registriert wird.

Unterhalb des Bandauslaufs (11) der Trommel (2) sind beidseitig neben jedem Stahlband (5) parallel zu den Bordscheiben (8) der Trommel (2) jeweils gegen das elektrische Potential der Trommelwinde (1) isolierte Kontaktplatten (12) angeordnet. Diese sind ebenfalls über Leitungen (12a) mit der Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) verbunden. Tritt beim Betrieb ein übermäßiger Schrägzug senkrecht zur Rotationsrichtung der Trommeln (2) auf, so berührt das Stahlband (5) diese Kontaktplatten (12). Dieser Massekontakt wird von der Steuer- und Kontrolleinheit (17) registriert.

Oberhalb des Schwenkpunktes der Trommelwinde (1), oberhalb des Bandauslaufs (11) ist am Windenrahmen (3) ein Aufhängeelement (15) in Form einer Öse od. dgl. angeordnet. Durch diese Einpunktaufhängung ist z. B. ein Verfahren von Effekt-Traversen auch unter Schrägzug möglich.

Das Aufhängeelement (15) ist über einen Lastaufnahmesensor (16), z. B. eine Federmeßdose, mit dem Windenrahmen (3) verbunden.

An der Trommelwinde (1) befinden sich verschiedene Temperatursensoren zur Messung der Temperatur im Motor bzw. in der Wicklung, in der Steuerungseinheit (17) sowie an verschiedenen Umgebungspunkten.

Zur Messung der Hubhöhe ist an der Trommel (2) bzw. auf der Trommelachse (13) ein Inkrementalgeber angeordnet. Alternativ oder auch zusätzlich ist bei weiteren Ausführungsformen ein Absolutgeber zur Messung des Hubweges innerhalb des Getriebes angeordnet.

Die Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) selbst ist im Windenrahmen (3) unterhalb des Motors (6) angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Microcontroller und einer Speichereinheit sowie einem Frequenzumformer zur Hubgeschwindigkeitsregulierung und verschiedenen Eingängen zum Anschluß der Temperatursensoren, des Inkremental- bzw. Absolutgebers, des Lastaufnahmesensors (16) und der Kontaktleisten (10) und Kontaktplatten (12). Über spezielle Lichtleiterschnittstellen kann die Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) an eine Lichtwellenleiter-Datenringleitung angeschlossen werden. In dieser Ringleitung befinden sich weitere Trommelwinden oder auch andere Geräte, wie z. B. Hubeinrichtungen, Scheinwerfer, etc. sowie ein PC als Zentralcomputer zur Ansteuerung der verschiedenen Geräte.

Die in der Ringleitung übermittelten Informationen werden sowohl vom PC als auch von den einzelnen Steuerungs- und Kontrolleinheiten der verschiedenen Geräte vierfach redundant überwacht. Bei Fehlfunktionen schaltet sich der Lichtwellenleiterkreis automatisch ab, so daß Sicherheitsrisiken aufgrund falscher Ansteuerdaten weitgehend ausgeschlossen sind. Durch die Verwendung eines Lichtwellenleiters als Datenübertragungsstrecke ist außerdem Potentialfreiheit gegeben.

In der Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) der Trommelwinde (1) werden aus den Umdrehungszahlen, welche vom Inkrementalgeber bzw. dem Absolutgeber ermittelt wurden, über eine Funktion über den Radius die absolute Hubhöhe berechnet. Gleichzeitig werden von dieser Einheit die Kontaktleisten (10) und Kontaktplatten (12) zur Überwachung des Bandeinlaufs und der Lastaufnahmesensor (16) kontrolliert und so bei einer Überlast oder Unterlast bzw. bei unzulässigem Schrägzug die Trommelwinde (1) abgeschaltet. Ebenfalls werden von hier die Betriebsendschalter sowie die Notschalter überwacht.

Durch ständige Soll-Ist-Vergleiche der Dynamikparameter wird der integrierte Frequenzumformer von der Ansteuerung überwacht und so die Auslastung kontrolliert. Zusätzlich werden die Temperatursensoren in der Motorwicklung und zur Kontrolle der Umgebungstemperatur überwacht.

Alle wesentlichen Daten werden zur Ausgabe und zur weiteren Verarbeitung über die Lichtwellenleiter-Datenleitung an den Zentralcomputer übermittelt.

Vom Zentralcomputer aus werden wiederum die dort einzugebenden Befehlsdaten für Hubgeschwindigkeiten und Hubwege der Trommelwinde (1) an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (17) der Trommelwinde (1) weitergeleitet.

Claims (11)

1. Trommelwinde (1) mit einem Windenrahmen (3) oder -gehäuse (3), mit wenigstens einer Trommel (2) und einem darauf auf- und abwickelbar mit einem Ende an der Trommel (2) befestigten, am anderen Ende ein Lastaufnahmeelement (4) aufweisendem Hubmittel (5) und mit wenigstens einem aus einem Motor (6) und einem Getriebe (7) bestehenden Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubmittel ein Stahlband (5) ist.

2. Trommelwinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übereinandergewickelte Stahlband (5) zwischen zwei im Abstand geringfügig größer als die Stahlbandbreite angeordneten Bordscheiben (8) aus Kunststoff geführt ist, welche an einem zylindrischen Trommelkörper (9) durch Flansch-Schraubbefestigung festgelegt sind.

3. Trommelwinde nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem Teilbereich des Trommelumfangs zwischen den Bordscheiben (8) im radial äußeren Bereich eine gegen das elektrische Potential der Trommelwinde (1) isolierte, mit einem Meß- und/oder Schaltgerät elektrisch verbundene Kontaktleisten (10) angeordnet ist.

4. Trommelwinde nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Bandauslaufs (11) der Trommel (2), beidseitig neben dem Stahlband (5) parallel zu den Bordscheiben (8) der Trommel (2), jeweils eine gegen das elektrische Potential der Trommelwinde (1) isolierte, mit einem Meß- oder Schaltgerät elektrisch verbundene Kontaktleisten oder Kontaktplatte (10) angeordnet ist.

5. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelwinde (1) als Zweitrommelwinde mit zwei auf einer Achse (13) angeordneten Trommeln (2), einem dazwischen liegenden Getriebe (7), einem daran angeordneten Elektromotor (6) und einer sich unter dem Getriebe (7) und den beiden Trommeln (2) parallel zur Trommelachse (13) erstreckenden, beidendig an dem jeweiligen Stahlband (5) befestigten Hubtraverse (14) mit einem daran mittig angeordneten Lastaufnahmeelement (4) ausgeführt ist.

6. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Bandauslaufs (11) an dem Windenrahmen (3) oder -gehäuse eine Aufhängeelement (15)) angeordnet ist, welches über einen Lastaufnahmesensor (16) mit dem Windenrahmen (3) oder -gehäuse verbunden ist.

7. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommelwinde mindestens ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur im Motor (6) und/oder im Getriebe (7) und/oder in einer Steuerungseinheit (17) und/oder der Umgebung angeordnet ist.

8. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommel (2) und/oder im Antrieb (6, 7) mindestens ein Inkrementalgeber und/oder ein Absolutgeber zur Messung des Hubweges angeordnet ist.

9. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelwinde (1) einen Anschluß (18) für eine Handkurbel zum manuellen Betrieb der Winde (1) aufweist.

10. Trommelwinde nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelwinde (1) eine elektronische Steuer- und Kontrolleinheit (17) mit mindestens einem Microcontroller, einer Speichereinheit, einem Frequenzumformer zur Hubgeschwindigkeitsregulierung mit Eingängen zum Anschluß der Temperatursensoren, des Inkremental- und/oder Absolutgebers, des Lastaufnahmesensors und der Kontaktleisten (10) und/oder Kontaktplatten (12) oder der an die Kontaktleisten (10) und/oder Kontaktplatten (12) angeschlossene Meßgeräte, sowie mit Schnittstellen zum Anschluß der Steuerungs- und Kontrolleinheit an weitere Steuerungs- und Kontrolleinheiten von anderen Winden oder Geräten und an einen Zentralcomputer aufweist.

11. Trommelwinde nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen Lichtwellenleiterschnittstellen zum Anschluß der Kontroll- und Steuereinheit in einer Lichtwellenleiter-Datenleitung sind.