DE4204153C2 - Winde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln wenigstens eines an einem Ende mit einer Last verbindbaren Seils 15, das über eine Umlenkrolle zu einer ortsfesten Rolle und von dieser mit einem horizontalen Seilabschnitt zu einer Aufwickelstelle einer um eine vertikale Achse drehbaren und längs dieser Achse bewegbaren Trommel geführt ist, die formschlüssig mit einer von einem Elektromotor antreibbaren Gewindespindel axial verschiebbar verbunden ist, wobei die wahlweise in zwei zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbare Trommel zwangsläufig beim Auf- und Abwickeln derart axial verschiebbar ist, daß die Auf- und Abwickelstelle des Seils auf der Trommel gegenüber der Rolle gleich ist.

Eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ist bereits bekannt (DD 2 55 522 A1). Die Vorrichtung wird zum Bewegen von Dekorationen oder Beleuchtungselementen in kulturellen Einrichtungen verwendet und kann durch Veränderung der Seiltrommellänge an verschiedene bühnentechnische Zugeinrichtungen relativ einfach angepaßt werden.

Es ist auch eine Vorrichtung zur Überwachung des Zugseils einer Winde bekannt. Eine auf einem schwenkbar gelagerten Rahmen drehbar gelagerte Rolle wird unter dem Einfluß eines mit dem Rahmen verbundenen Gewichts vom Rahmen gegen das schräg zur Horizontalen verlaufende Zugseil angedrückt. Ist das Zugseil gespannt, befindet sich der Rahmen in einer Stellung, in der ein Steuerschalter im Stromkreis des Antriebsmotors der Winde geschlossen ist. Wenn das Zugseil durchhängt, schwenkt der Rahmen um ein entsprechendes Stück, wodurch der Steuerschalter öffnet und den Antriebsmotor abschaltet (US 18 48 972).

Bekannt ist ferner eine selbsttätige Seilführung, die auf einer parallel zum Seiltrommelmantel verlaufenden Achse angeordnet ist und längs dieser axial hin- und hergleiten kann. Die Seilführung enthält einen in Rillen der Seiltrommel eingreifenden Mitnehmer (DE-AS 11 56 212).

In Theatern müssen Lasten wie Kulissen, Vorhänge und andere Gegenstände während oder nach Vorstellungen angehoben oder abgesenkt werden. Um Personen beim Anheben oder Absenken nicht zu gefährden, müssen eine Reihe von Sicherheitsvorschriften eingehalten werden. Beispielsweise dürften bestimmte Heb- und Senkgeschwindigkeiten nicht überschritten werden. Die Lasten müssen an vorgegebenen Stellen, z. B. dem Boden der Bühne, stoßfrei positioniert werden. Überlasten müssen den Betrieb der Winde unterbrechen und eine Meldung erzeugen. Eine Gefährdung von Personen bei sich verhakenden Seilen, bei an andere Gegenstände stoßenden Lasten oder bei auf in den Transportweg ragende Gegenstände aufsitzenden Lasten muß verhindert werden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Winde der eingangs beschriebenen Art so weiterzuentwickeln, daß durch eine selbsttätige Positionierung Lasten auch zu wiederholten Malen genau an ausgewählten Stellen in einer gewünschten Höhe abgesetzt oder aufgenommen werden können.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektromotor Stellglied in einem Positionierregelkreis ist, der einen mit der Antriebswelle des Elektromotors verbundenen Weggeber enthält, der an einen Regler angeschlossen ist, an den weiterhin ein Sollwert- bzw. Führungsgrößengeber angeschlossen ist.

Da das Seil während des Auf- und Abwickelns immer unter dem gleichen Winkel relativ zur Trommel bewegt wird, ist die Seillänge zwischen der Auf- und Abwickelstelle an der Trommel und dem Ende des Seils, an dem z. B. eine Last hängt, proportional der auf- bzw. abgewickelten Seillänge, die sich aus der Anzahl der Umdrehungen der Trommel und dem Durchmesser der Trommel sowie dem Seildurchmesser ergibt. Die Anzahl der Drehungen bzw. die Größe des bei der Ab- bzw. Aufwicklung auftretenden Drehwinkels wird gemessen. Aus der Summe der Durchmesser von Trommel und Seil wird hieraus die Länge des auf- bzw. abgewickelten Seilstücks genau bestimmt. Auf dieser Grundlage kann das Seilende mit der Last genau positioniert werden.

Durch die formschlüssige Verbindung des Elektromotors mit der Trommel ist Proportionalität zwischen dem Drehwinkel der Trommel und dem Drehwinkel der Antriebswelle gegeben. Über den mittels des Lageistwertgebers festgestellten Drehwinkel kann daher auf einfache Weise die auf- bzw. abgewickelte Seillänge bestimmt werden, die im Positionierregelkreis mit einer Führungsgröße bzw. einem Sollwert verglichen wird.

Vorzugsweise ist zwischen der Rolle und der Trommel unterhalb des vom gespannten Seil eingenommenen Raums ein Detektor angeordnet, der bei durchhängendem Seil betätigbar ist und mit einer Einrichtung zur Meldung einer Störung und/oder zur Abschaltung des Elektromotors verbunden ist. Wenn sich im Transportweg der Last ein Hindernis befindet, kann die Last an einer falschen Stelle angehalten werden, was dazu führt, daß weiterhin Seil abgewickelt wird. Dann hängt das Seil durch. Dies kann zu einer Gefährdung von Personen führen, wenn bei durchhängendem Seil das Hindernis im Transportweg entfernt wird. Bei durchhängendem Seil bewegt sich die Last dann im freien Fall. Um diese Gefahr zu unterbinden, ist der Detektor in so kurzem Abstand vom gespannten Seil angebracht, daß bereits ein geringer Durchhang den Detektor betätigt, wodurch der Antrieb abgeschaltet wird. Das Hindernis im Transportweg kann dann beseitigt werden, ohne daß sich die Last nach der Wegnahme des Hindernisses ein unzulässig großes Stück bewegt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegen auf dem Seil Rollen auf, die mit Federkraft gegen das Seil gedrückt werden, radial verschiebbar angeordnet sind und im einstellbarem Abstand von der Seiloberfläche einen Detektor betätigen. Mit dieser Einrichtung läßt sich die Kreuzung von Seilwindungen feststellen. Kreuzungen von Seilwindungen führen zu Gefahren. Es wird deshalb mit dem Detektor, der eine Schlagseil-Überwachung bildet, eine Meldung hervorgerufen und/oder der Elektromotor abgeschaltet.

Das Seil ist vorzugsweise über eine weitere Rolle geführt, die mit einem Überlastdetektor verbunden ist, der mit der Einrichtung zur Meldung einer Störung und/oder Abschaltung des Elektromotors verbunden ist. Mit dieser Anordnung wird die Sicherheit der Vorrichtung erhöht.

Die Winde mit dem Elektromotor ist insbesondere auf Schwingmetallen gelagert, um die Übertragung von Schwingungen auf den Aufstellungsort zu verhindern. Störende Geräusche lassen sich damit verhindern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine Winde zum Auf- und Abwickeln eines Seils im Schema und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linien I-I der in Fig. 1 dargestell­ ten Winde.

Eine Winde 1 enthält eine Trommel 2, auf der im Abstand voneinander mehrere Seile 3, 4, 5, 6, 7, 8 aufgewickelt sind. Die Seile 3 bis 8 sind jeweils für den vertikalen Transport von Lasten in einem Theater bestimmt. Jedem Seil ist eine Umlenkrolle zugeordnet. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in Fig. 1 nur die Umlenkrollen 9, 10 dargestellt, die jeweils den Seilen 3 und 8 zugeordnet sind.

Die Trommel 2 ist um eine vertikale Achsel drehbar aufgestellt. Die Umlenkrollen 9, 10, die im Abstand neben der Trommel 2 angeordnet sind, lenken die Seile 3 und 8 um 90° um. Die Seile 3 bis 8 sind im Anschluß an die Umlenkrollen über eine im Abstand oberhalb der Umlenkrollen angeordnete Sammelrolle 11 geführt, die die Seile wiederum in horizontaler Richtung umlenkt. Von der Sammelrolle 11 verlaufen die Seile zu weiteren, nicht dargestellten Rollen, die z. B. über der Bühne aufgehängt sind und die Seile in vertikaler Richtung umlenken.

Von den Umlenkrollen 9, 10 verlaufen die Seile 3, 4 waagrecht auf die Trommel 2, d. h. es sind waagrechte Seilabschnitte 12, 13 zwischen den Umlenkrollen 9, 10 und der Trommel 2 vorhanden. Für die Seile 4 bis 7 gilt das gleiche.

Die Trommel 2 ist in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Die axiale Verschiebbarkeit wird mit einer Gewindespindel 14 erreicht, die an der oberen Stirnseite 15 in Achsrichtung der Trommel 2 befestigt ist. Die Gewindespindel 14 ist in einer nicht näher bezeichneten Mutter eines Rahmens 16 gelagert. An der unteren Stirnseite 17 der Trommel 2 ist eine Welle 18 befestigt, die in einem Lager 19 drehbar und im Schiebesitz gelagert ist. Die Welle 18 ist axial verschiebbar und antreibbar mit einer Schneckenwelle 20 eines Schneckengetriebes 21 verbunden, dessen Antriebswelle 22 über eine Kupplung 23 mit der Welle 24 eines Elektromotors 25 verbunden ist, bei dem es sich vorzugsweise um einen Drehstromservomotor handelt. Auf die Welle 24 des Elektromotors 25 wirkt eine Doppelbremse 25′. An Stelle eines Schneckengetriebes kann auch ein Planeten- oder Stirnradgetriebe vorgesehen sein. Weiterhin sind mit der Welle 24 ein Tachogenerator 26 und ein Weggeber 27, z. B. in Form eines Encoders, verbunden. Die Welle 22 ragt auf der dem Elektromotor 25 abgewandten Seite über das Gehäuse des Schneckengetriebes 21 hinaus und trägt ein Handrad 28, mit dem die Trommel 2 auch von Hand angetrieben werden kann. Hier kann auch eine der Bremsen oder beide Bremsen angebaut werden.

Der Elektromotor 25 ist Stellglied in einem Positionier- bzw. Lageregelkreis, zu dem der Weggeber als Istwertgeber der Lage gehört. Der an den Elektromotor 25 und den Weggeber 27 angeschlossene Regler des Lageregelkreises ist in Fig. 1 mit 29 bezeichnet. Ein Sollwert- bzw. Führungsgrößengeber 30 ist ebenfalls mit dem Regler 29 verbunden. Neben den Seilabschnitten 12, 13 sind in kurzen Abständen von diesen Detektoren 31 angeordnet, die bei der Auslenkung der Seile um einen vorgebbaren Abstand aus der Horizontalen ansprechen und eine Meldung an eine Einrichtung 32 abgeben, von der eine Störung angezeigt wird. Die Einrichtung 32 schaltet auch den Elektromotor 25 ab und betätigt die Doppelbremse 25′. Die Verbindungsleitungen zwischen den Detektoren 31, bei denen es sich um Endschalter oder kontaktlose Initiatoren handeln kann, sind der Übersichtlichkeit halber nicht in Fig. 1 dargestellt.

Die Sammelrolle 11 ist mit einem Überlastdetektor 33 verbunden, bei dem es sich z. B. um einen Drucksensor handelt, der einen Relaisausgang aufweist, der an die Einrichtung 32 angeschlossen ist. Die Fig. 1 zeigt nur das Symbol des Drucksensors 33.

An denjenigen Stellen der Trommel 2, die den einzelnen Seilen 3 bis 8 zugeordnet sind, liegen jeweils zwei drehbare Rollen 34, 35 an diametral einander gegenüberliegenden Stellen der Trommel 2 auf den Seilen 3 bis 8 auf. Die Fig. 2 zeigt dies an einem Querschnitt längs der Linien I-I der Trommel 2. Das Paar der Rollen 34, 35 steht unter Federvorspannung miteinander in Verbindung.

Die Rollen 34, 35 sind in radialer Richtung der Trommel 2 verschiebbar gelagert. Die federnde Verbindung ist in Fig. 2 mit 36 bezeichnet. Ein Detektor 37 ist mit den Rollen 34, 35 verbunden und wird bei einer Auslenkung der Rollen 34, 35 nach außen betätigt. Der Detektor 37 ist ebenfalls mit der Einrichtung 32 verbunden, so daß beim Ansprechen des Detektors 37 der Motor 25 abgeschaltet und die Doppelbremse 25′ betätigt wird.

Die aus dem Elektromotor 25, dem Schneckengetriebe 20 und der Trommel 2 bestehende Vorrichtung ist auf Schwingmetallen 38, 39 gelagert.

Die axiale Verschiebung der Trommel 2 wird durch einen Detektor 40 erfaßt, der mit der Einrichtung 32 verbunden ist. Wenn die Trommel 2 zu weit axial nach oben verschoben wird, spricht der Detektor 40 an, wodurch der Elektromotor 25 abgeschaltet und die Doppelbremse 25′ betätigt wird. Weiterhin wird eine Störungsmeldung erzeugt. Es wird damit verhindert, daß eine unerwünscht große Seillänge von der Trommel 2 abgewickelt wird.

Zum Auf- und Abwickeln der Seile 3 bis 8 wird der Elektromotor 25 eingeschaltet. Es wird beispielsweise mit dem Sollwertgeber 30 die horizontale Position einer oder mehrerer, an den Seilenden hängenden Lasten vorgegeben. Die Seile 3 bis 8 werden dann auf- bzw. abgewickelt, bis die Lasten diese Positionen eingenommen haben. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß ausgedehnte Lasten z. B. an mehreren Seilen aufgehängt werden. Während des Auf- und Abwickelns wird die Trommel 2 gedreht und gleichzeitig axial verschoben, daß die Seilabschnitte 12, 13 immer waagerecht verlaufen. Dies wird durch Abstimmung der Steigung des Gewindes der Gewindespindel 14 auf die Stärke der Seile 3 bis 8 erreicht. Bei einer Trommelumdrehung wird die Trommel um eine Seilstärke axial verschoben.

Aufgrund dieser Tatsache besteht unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des Schneckengetriebes 20 Proportionalität jeweils zwischen Beginn und Ende eines Auf- oder Abwickelvorgangs von der Trommel 2 abgewickelten Seilstücks und der vom Weggeber erfaßten Wegdifferenz, die z. B. als Drehwinkeldifferenz erfaßt und mit den entsprechenden Konstanten multipliziert wird, um die Länge des Seilstücks genau zu bestimmen. Es ist daher eine genaue Positionierung der Last möglich. Dies wirkt sich insbesondere von Vorteil beim Absetzen der Last aus, die stoßfrei, z. B. auf der Bühne abgesetzt werden kann. Der Lageregelkreis weist eine lageregelabweichungsabhängige Geschwindigkeit auf, die beim Absetzen der Last auf Null zurückgeht, so daß die Last vor dem Absetzen stetig abgebremst und danach abgesetzt wird.

Falls eine zu schwere Last an die Seile gehängt wird, spricht der Detektor 33 mit einer Störungsmeldung an und schaltet den Elektromotor 25 unter gleichzeitiger Abbremsung ab. Wenn die Last beim Absetzen auf ein unvorhergesehendes Hindernis tritt, das den Weitertransport blockiert, treten Seilauslenkungen auf, die die Detektoren 31 zum Ansprechen bringen, wodurch ebenfalls der Elektromotor 25 abgeschaltet und abgebremst wird.

Seillagenkreuzungen werden durch die Detektoren 37 erfaßt und bewirken neben einer Störungsmeldung eine Abschaltung und Abbremsung des Elektromotors 25. Die Winde 1 ist deshalb besonders betriebssicher. Ein vorteilhaftes Einsatzgebiet der Winde 1 sind Theater, um Requisiten, Kulissen und dergleichen zu transportieren.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln wenigstens eines an einem Ende mit einer Last verbindbaren Seils, das über eine Umlenkrolle zu einer ortsfesten Rolle und von dieser mit einem horizontalen Seilabschnitt zu einer Aufwickelstelle einer um eine vertikale Achse drehbaren und längs dieser Achse bewegbaren Trommel geführt ist, die formschlüssig mit einer von einem Elektromotor antreibbaren Gewindespindel axial verschiebbar verbunden ist, wobei die wahlweise in zwei zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbare Trommel zwangsläufig beim Auf- und Abwickeln derart axial verschiebbar ist, daß die Auf- und Abwickelstelle des Seils auf der Trommel gegenüber der Rolle gleich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (25) Stellglied in einem Positionierregelkreis ist, der einen mit der Antriebswelle des Elektromotors verbundenen Weggeber (27) enthält, der an einen Regler (29) angeschlossen ist, an den weiterhin ein Sollwert- bzw. Führungsgrößengeber (30) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rolle (9, 10) und der Trommel (2) unterhalb des vom gespannten Seil (3, 8) eingenommenen Raums ein Detektor (31) angeordnet ist, der bei durchhängendem Seil (3, 8) betätigbar ist und mit einer Einrichtung (32) zur Störungsmeldung und/oder Abschaltung des Elektromotors (25) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Seil auf der Trommel (2) Rollen (34, 35) aufliegen, die mit Federkraft gegen das Seil (3 bis 8) gedrückt werden, radial verschiebbar angeordnet sind und im einstellbaren Abstand von der Seiloberfläche Detektoren (37) betätigen.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (3 bis 8) über eine Rolle (11) geführt ist, die mit einem Überlastdetektor (33) verbunden ist.