DE19514011C2 - Trommelwinde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trommelwinde mit einem Windenrahmen oder -gehäuse mit zwei auf eine Achse angeordneten Trommeln, einem Getriebe und einem daran angeordneten Elektro­ motor und mit auf den Trommeln auf- und abwickelbar endseitig daran befestigten, als Hubmittel dienenden Stahlbändern, welche ein Lastaufnahmeelement tragen.

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 Maß­ nahmen 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 Scheinwerfern bestückte Traversen oder Bühnenbilder während der Vorführung bewegt werden, zu erheblichen Störungen der Show führen.

Darüber hinaus sollten die im Show- und Bühnenbetrieb verwen­ deten Seilwinden bei möglichst großer Hubhöhe möglichst geringe Ausmaße haben. Diese Forderung steht einer Verwendung von Seil­ winden 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.

Aus der DE-PS 682 482 ist eine nach der eingangs genannten und dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 entsprechende Trommel­ winde in zwei Ausführungen bekannt, die jeweils mit vier Trommeln und mit Bandstahl als darauf auf- und abwickelbaren Tragmitteln arbeitet.

Bei dieser Trommelwinde sind die Stahlbänder relativ dünn, so daß es beim Ergreifen der Stahlbänder durch das Bedienpersonal, z. B. bei Einhängen der Lasten, zu Verletzungen kommen kann. Eine derartige Ausführungsform ist aber bei Arbeiten im Bühnenbereich, bei denen der Bühnenaufbau und das Verändern der Dekoration meist unter großem Zeitdruck geschieht, nicht einsetzbar.

Eine Verwendung von dickeren Stahlbändern bei den dort gezeigten Ausführungsformen wäre auch nicht möglich, da in diesem Falle die Rollen erheblich größer sein müßten und aufgrund der Vielzahl der in dieser Trommelwinde angeordneten Rollen die Ausmaße der gesamten Trommelwinde noch größer werden würde.

Im übrigen sind beide Ausführungsformen dieser bekannten Trommelwinde ganz erheblich komplizierter und somit auch kostenintensiver aufgebaut und aufgrund der Vielzahl der verschiedenen Einfädelungen in Rollen und Führungen erheblich wartungsintensiver und empfindlicher, so daß derartige Trommelwinden im Roadbetrieb sicherlich nicht einsetzbar sind.

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 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Trommelwinde hat einen sehr robusten Aufbau, der weder wartungsintensiv noch besonders empfindlich ist. Das Stahlband selber kann ohne weiteres 0,4 mm dick sein. Damit ist eine Zerstörung des Stahlbandes nahezu ausgeschlossen. Die Stahlbänder können vom Aufbaupersonal auf der Bühne problemlos mit normalen Arbeitshandschuhen angefaßt werden, ohne daß die Handschuhe zerschneiden und es zu Verletzungen kommen kann.

Die Ausmaße der Trommel sind nur geringfügig größer als die Breite des Stahlbandes. Das Stahlband kann beliebig oft über­ einander 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.

Weiterhin ist in vorteilhafter Weise 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 Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung.

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 (10)

1. Trommelwinde (1) mit einem Windenrahmen (3) oder -gehäuse (3) mit zwei auf eine Achse (13) angeordneten Trommeln (2), einem Getriebe (7) und einem daran angeordneten Elektromotor (6) und mit auf den Trommeln (2) auf- und abwickelbar endseitig daran befestigten, als Hubmittel (5) dienenden Stahlbändern (5), welche ein Lastaufnahmeelement (4) tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (7) zwischen den auf einer Achse (13) angeordneten Trommeln (2) angeordnet ist und daß sich unter dem Getriebe (7) und den beiden Trommeln (2) parallel zur Trommelachse (13) eine Hubtraverse (14) mit einem daran mittig angeordneten Lastaufnahmeelement (4) erstreckt, welche an beiden Enden jeweils am freien Ende des jeweiligen Stahlbandes (2) befestigt ist.

2. Trommelwinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinandergewickelten Stahlbänder (5) zwischen zwei im Abstand geringfügig größer als die Stahlbandbreite angeordneten Bordscheiben (8) aus Kunststoff geführt sind, 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 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Trommelwinde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen Lichtwellenleiterschnittstellen zum Anschluß der Kontroll- und Steuereinheit in einer Lichtwellenleiter-Datenleitung sind.