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Zum gleichmäßigen Beschallen einer Zuhörerfläche müssen Lautsprecher in der Branche der Veranstaltungstechnik auf Höhe gebracht werden. Wenn keine Montagemöglichkeiten an Decken oder Aluminiumtraversen von Bühnenkonstruktionen vorhanden sind, werden In- und Outdoor unter anderem sogenannte PA-Tower oder Lautsprecher-Masten eingesetzt. Der senkrechte Mast besteht aus Gitterträgern. Unten befindet sich eine Fußkonstruktion, aus einer schweren Stahlplatte oder einer Rohrkonstruktion mit Auslegern und einstellbaren Spindelfüßen, die dem Mast einen sicheren Stand gewährleisten. Oben befindet sich ein waagerechter Ausleger, mit dessen Hilfe die Lautsprecher oder auch Beleuchtungskörper (nachfolgend auch Last genannt) in festem Abstand zum Mast aufgehangen werden. Das Aufhängen der Last erfolgt mittels einer Kette oder eines Stahlseiles. Dabei kann das Hochziehen der Last mittels elektrischer Winde oder manuell erfolgen.
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Die Sicherheitsvorschriften schreiben eine zusätzliche Sekundärsicherung vor, die vor Herunterstürzen der Last schützt, wenn die eigentliche Aufhängvorrichtung versagt. Die Fallhöhe, bis die Sekundärsicherung die abstürzende Last fängt, darf nur wenige cm betragen. Die Sekundärsicherung kann also erst angebracht werden, wenn die Lautsprecher in der endgültigen Höhe von mehreren Metern sind. Das Anbringen der Sekundärsicherung oben am Ausleger muss aufwendig mit einer Leiter geschehen, die zudem über die entsprechende Höhe verfügen muss. Ein Besteigen des Mastes zum Anbringen der Sicherung ist gefährlich und nicht erlaubt. In der Praxis kommt es daher auch vor, dass rechtswidrig auf die Sekundärsicherung verzichtet wird.
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Da die Lautsprecher mit nur einer Kette oder Stahlseil aufgehangen werden, können sie sich in jede beliebige Richtung drehen. Um dies zu verhindern und die Lautsprecher exakt auf die zu beschallende Fläche auszurichten, werden Abspannbänder oder Gurte eingesetzt. Dies kostet Arbeitszeit und sieht optisch nicht ansprechend aus.
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Manche Lautsprechertypen (sogenannte Line-Array Systeme) bestehen aus mehreren untereinander gehängten Lautsprechern. Diese können vertikal gegeneinander gewinkelt werden, um den Abstrahlwinkel einzustellen und eine größere vertikale Abdeckung der zu beschallenden Fläche zu erzielen. Mit zunehmender Winkelung steigt der Platzbedarf vom Aufhängepunkt des waagerechten Auslegers nach hinten zum senkrechten Mast des Towers. Mit Verlängerung des Auslegers sinkt durch die Hebelwirkung die Traglast der ganzen Konstruktion und macht zudem eine größere Fußkonstruktion zur Standfestigkeit notwendig. Mit einer Verkürzung des Auslegers steigt die Tragkraft, die Winkelung der Lautsprecher ist dann aber eingeschränkt oder nicht mehr möglich. Zudem müssen nicht alle Typen Lautsprecher gewinkelt werden. Es muss ein Kompromiss aus Länge des waagerechten Auslegers und damit Abstand zum Mast und der Traglast eingegangen werden.
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Andere Lautsprechertypen (sogenannte Einzellautsprecher, Cluster, Säulenlautsprecher) müssen zur optimalen Schallausrichtung auf die Zuhörerfläche geneigt aufgehangen werden und verfügen dafür über entsprechende Mechaniken. Wenn diese Lautsprecher in großer Höhe am Tower hängen, ist eine nachträgliche Neigung zur Ausrichtung nicht mehr möglich. Die Lautsprecher müssen heruntergelassen, die Neigung mechanisch neu eingestellt werden und wieder hochgezogen werden. Eine Kontrolle des akustischen Ergebnisses ist erst möglich, wenn die Lautsprecher wieder in ihrer endgültigen Position oben am Tower gebracht wurden. Bei akkuraten Arbeiten kann dies mitunter arbeits- und zeitaufwendig sein oder das akustische Ergebnis wird vernachlässigt.
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Zum senkrechten Ausrichten des Mastes auf unebenen Untergrund verfügen die Rohrausleger der Fußkonstruktionen über einstellbare Tellerfüße mit Gewindespindeln. Auf stark unebenem Untergrund müssen die Spindeln der Füße über eine entsprechende Verstelllänge zur Nivellierung verfügen und stehen immer aus dem Rohrprofil der Ausleger oben heraus. Bei ebenem Untergrund ist eine große Verstelllänge nicht nötig und die herausstehenden Gewindespindeln sind optisch störend und stellen für Publikum sogar ein Verletzungsrisiko/Stolperfalle dar. Ein Herausdrehen und damit Wechseln zwischen kurzen und langen Gewindespindeln würde viel Zeit kosten und wäre unpraktikabel.
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Bei Nutzung von Lautsprecher-Towern im Freien, müssen nicht nur die Traglasten, sondern auch die Windlasten berücksichtigt werden. Die gehangenen Lautsprecher stellen eine erhebliche Windangriffsfläche dar. Bestandteil des Standsicherheitsnachweises ist daher die maximal zulässige Front- und Seitenoberfläche der Lautsprecher in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit. Mit zusätzlichen Ballastierungen oder längeren Fuß-Auslegern kann die Standsicherheit erhöht werden. Ballastierungen sind unpraktisch und können optisch stören. Längere Ausleger bedeuten mehr Materialeinsatz und Transportvolumen und nehmen in geschlossenen Räumen ohne Windlasten, wo sie also nicht von Nöten sind, mehr Standfläche ein und wirken optisch ebenfalls störend oder stellen eine Stolperfalle dar. Es muss also ein Kompromiss aus Länge der Fuß-Ausleger und Standsicherheit bei Windlasten eingegangen werden.
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Die Aufrichtung von Kränen oder Masten erfolgt üblicherweise mittels eines Kragarmes (Lastauslegers), um die entsprechende Hebelwirkung aufbringen zu können. Dies ist gängiger Stand der Technik. Das Seil oder die Kette zum Aufrichten des Mastes muss dazu einen festen Anschlagpunkt am Mast haben. Dieser Anschlagpunkt benötigt gesondertes Zubehör wie Schlupfe oder eine montierbare Mechanik, also zusätzliche Arbeitszeit und Materialaufwand.
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Der im Schutzanspruch 1 bis 7 angegebenen Erfindungen liegen die Probleme zugrunde einen Lautsprecher-Tower zu schaffen, der
- - eine einfache Anbringung der notwendigen Sekundärsicherung ermöglicht.
- - ein Verdrehen der Lautsprecher verhindert und genaues horizontales Ausrichten mit einer optisch ansprechenden und schnellen Lösung ermöglicht.
- - keinen Kompromiss aus Länge des Aufhängepunktes und der daraus resultierenden Traglast eingehen muss.
- - eine nachträgliche Neigung der aufgehangenen Lautsprecher schnell und einfach ermöglicht.
- - über eine optisch ansprechende und für das Publikum sichere Nivellierung mit weitem Verstellbereich verfügt.
- - keinen Kompromiss aus Länge der Fuß-Ausleger und Standsicherheit bei Windlasten eingehen muss.
- - kein zusätzliches Zubehör für den Anschlagpunkt zur Aufrichtung des Mastes benötigt.
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Diese Probleme werden mit den im Schutzanspruch 1-7 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Mit den Erfindungen wird erreicht, dass
- - sich die Sekundärsicherung leicht ebenerdig anbringen lässt.
- - sich die Lautsprecher nicht verdrehen und optisch ansprechend und schnell auf die zu beschallende Fläche horizontal ausgerichtet werden können.
- - für angewinkelte Lautsprecher eine lange Auslage erreicht wird und für hohe Tragfähigkeiten die Last dicht am senkrechten Mast hochgezogen werden kann.
- - sich die Lautsprecher in jeder Höhe vertikal neigen und damit ausrichten lassen.
- - schnell zwischen Spindelfüßen mit kurzen und langen Gewindespindeln gewechselt werden kann.
- - sich durch aufsteckbare Fußausleger die Standsicherheit bei Windlasten erhöhen lässt und kürzere, platzsparende zwei- oder mehrgeteilte Fußausleger verwendet werden können.
- - der Anschlagpunkt zum Aufrichten des Mastes bereits in der Mechanik integriert ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindungen wird erläutert Anhand der 1 bis 6 und Teile 1 bis 7.
- 1 der Tower, mit stark gewinkelten Lautsprechern und Aufhängung am vordersten Punkt des Auslegers mit weitem Abstand zum Mast und geringerer Traglast.
- 2 der Tower, mit geraden Lautsprechern und Aufhängepunkt nah am Mast und hoher Traglast.
- 3 der Tower, mit Lautsprecher gerade hängend.
- 4 der Tower, mit Lautsprecher angewinkelt mittels des Sicherungsseiles.
- 5 der Fußausleger, mit kurzem Spindelfuß und Aufsteckfußausleger zur Verlängerung und mit langem Spindelfuß.
- 6 der Tower, kurz vor dem Aufrichten des Mastes mittels Kragarm
- 7 der Tower, aufgerichtet und Betriebsbereit
- Teil 1, der senkrechte Mast.
- Teil 2, der waagerechte Ausleger.
- Teil 3, das Tragseil (oder Kette)
- Teil 4, das Sicherungsseil (oder Kette) der Sekundärsicherung
- Teil 5, die Umlenkrolle-Tragseil (oder Kette)
- Teil 6, die Umlenkrolle-Sicherungsseil (oder Kette)
- Teil 7, die Anschlagplatte, auf dem Tragseil
- Teil 8, der Fußausleger, mit kurzem-Spindelfuß.
- Teil 9, der Aufsteckfußausleger, mit langem Spindelfuß.
- Teil 10, Nut, im Aufsteck-Fußausleger.
- Teil 11, Federrastbolzen, im Aufsteck-Fußausleger.
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Die Lautsprecher/Last wird mittels des Tragseiles (3) am waagerechten Ausleger (2) senkrecht am Mast (1) hochgezogen. Dabei läuft das Tragseil (3) über die Umlenkrolle-Tragseil (5). Parallel unter dem Tragseil (3) läuft das Sicherungseil der Sekundärsicherung (4) über die Umlenkrolle des Sicherungsseiles (6).
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Die vorgeschriebene Sekundärsicherung der Lautsprecher erfolgt nicht mehr mit einem kurzen Stahlseil oder Kette oben am waagerechten Ausleger (2), sondern es wird ein langes Sicherungsseil (4) über zusätzliche Umlenkrollen nach unten zum Fuß des Mastes geführt, wo die Fixierung ebenerdig erfolgen kann.
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Dadurch, dass die Umlenkrolle-Tragseil (5) und Umlenkrolle-Sicherungsseil (6) parallel untereinander verbaut sind, laufen das Tragseil (3) und das Sicherungseil (4) ebenfalls parallel untereinander in einer Flucht. Wird nun am Lautsprecher das Tragseile (5) montiert und die Sekundärsicherung mittels des Sicherungseiles (4) am Lautsprecher angebracht, verhindern die beiden, erst untereinander und dann parallel hintereinander, verlaufenden Stahlseile oder Ketten ein horizontales Verdrehen der Lautsprecher.
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Die Umlenkrolle (5) des Tragseiles (3) und die Umlenkrolle (6) des Sicherungsseiles (4) lassen sich am waagerechten Ausleger (2) versetzen/verschieben und ermöglichen einen variablen Abstand zum Mast (1). Somit muss kein Kompromiss mehr in der Länge des waagerechten Auslegers (2) in Abhängigkeit zur Traglast durch die Hebelwirkung eingegangen werden.
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1 zeigt Lautsprecher die einen langen Ausleger (2) und einen weiten Abstand zum Mast benötigen.
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2 zeigt Lautsprecher die nur einen geringen Abstand zum Mast benötigen, wofür ein kurzer Ausleger (2) reichen würde.
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Durch die Versetzung der Umlenkrollen (5 und 6) näher zum Mast (1) wird die Hebelwirkung gesenkt, die Traglast und damit die Anzahl an Lautsprechern erhöht. Es muss kein Kompromiss mehr in der Länge und Tragkraft des Auslegers (2) eingegangen werden.
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3 zeigt einen gerade hängenden Lautsprecher am Tragseil (3), der mittels des Sicherungseiles (4) über die vorgeschriebene Sekundärsicherung verfügt.
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4 zeigt einen Lautsprecher der ebenfalls am Tragseil hängt. Hier ist das Sicherungsseil der Sekundärsicherung (4), durch ein Versetzen der Umlenkrolle-Sicherungseil (5), etwas nach hinten verschoben und ermöglicht ein Anwinkeln der Lautsprecher durch Anziehen des Sicherungsseiles (4). Je nach Gewicht der Lautsprecher und der damit aufzubringenden Zugkraft und der vorhandenen Montagepunkte am Lautsprecher kann die Umlenkrolle des Sicherungsseiles (6) oder einer Kette variabel versetzt oder verschoben werden. Eine vertikale Anwinkelung der Lautsprecher in jeder Höhe ist somit schnell und einfach von unten ebenerdig aus möglich, ohne dass die Lautsprecher zur Neigungsverstellung heruntergelassen werden müssen. Die Funktion des Sekundärsicherung und die Verhinderung des horizontalen Wegdrehens der Lautsprecher erfüllt das Sicherungsseil (4) immer noch.
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5 zeigt einen Teilausschnitt eines Fußauslegers mit kurzem Spindelfuß (8) und darauf aufgesteckt einen optionalen Aufsteckfußausleger mit langem Spindelfuß (9).
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Teil 8 ist der Fußausleger mit dem der PA-Tower grundsätzlich ausgeliefert wird. Der Fußausleger (8) ist ein Metallrohr, welches für die Tragkraft des PA-Towers nicht länger als nötig ausgeführt ist, um in Gebäuden nur eine kleine Standfläche einzunehmen und optisch ansprechend zu sein. Der kurze Spindelfuß liegt innerhalb des Metallprofiles und steht oben nicht aus dem Fußausleger (8) heraus.
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Das ist optisch dezent und verhindert ein Stolpern über eine oben herausragende Gewindespindel. Zum Verstellen des Spindelfußes verfügt die Spindel u.a. am oberen Ende über eine Innensechskant-Aufnahme. Um auf sehr unebenen Boden den PA-Tower waagerecht nivellieren zu können, ist ein größerer Einstellbereich der Spindelfüße nötig. Ein Herausschrauben des Spindelfußes und Reinschrauben eines längeren Fußes würde sehr lange dauern. Dieses Problem wird mit dem optionalen Aufsteckfußausleger (9) mit langem Spindelfuß gelöst.
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Dieser Austeckfußausleger (9) mit langem Spindelfuß verfügt über ein größeres Rohrinnenmaß als der Fußausleger (8) Außenquerschnitt hat. Es könnte aber auch genau anders herum realisiert werden, dass der Aufsteckfuß (9) als Einsteckfuß konstruiert wird und sich in das Profil des Fußauslegers (8) stecken lässt. Zur mechanischen Stabilität und Aufnahme der Kräfte muss der Aufsteckfuß (9) weit genug über oder in den Fußausleger (8) gesteckt werden können. Hier liegt das Problem, weil der innenliegende und auch herausstehende Spindelfuß von Fußausleger (8) ein Zusammenstecken verhindert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 4 dargestellt. Der Aufsteckfußausleger verfügt unten in seinem Rohrprofil über eine Nut (10), die so breit ist, dass es damit an der Gewindespindel des Fußauslegers (8) vorbei geschoben werden kann. Bei einem Einsteckfußausleger müssten zwei Nutfräsungen unten und oben gemacht werden, um an der Spindel vorbei zu kommen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 5 dargestellt. Der Aufsteckfußausleger (9) wird mittels eines Federrastbolzen (11), der in das Gewindeloch oder in die Sechskantinbus-Aufnahme des Fußauslegers (8) greift, schnell und einfach fixiert.
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6 zeigt die zusammengebaute Tower Konstruktion kurz vor der Aufrichtung des Mastes mittels Seilwinde oder Kettenzuges. Die Aufrichtung kann manuell oder elektrisch erfolgen. Am Tragseil oder Kette (3) ist eine Anschlagplatte (7) festmontiert. Dadurch wird eine Fixierung des Tragseiles (3) am Mast (1) oder am waagerechten Ausleger (2) zum Aufrichten unnötig und spart Zeit und Material. Damit dieses Prinzip funktioniert, dürfen die Umlenkrollen (5 und 6) nicht über das Metallprofil des waagerechten Auslegers (2) unten herausragen. Andernfalls würde die Anschlagplatte (7) beim Aufrichten des Mastes (1) auf die Umlenkrollen (5 und 6) drücken und könnte diese beschädigen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 7 dargestellt. Nach Aufrichtung des Mastes (1), 7, dient das Gewicht der Anschlagplatte (7) dazu, das Tragseil (3) herunter zu lassen.
