-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Hebe- und Hochziehmechanismen, insbesondere
eine Hebeanordnung, die zum Anheben und Absenken einer Last in Theater-
und Bühnenumgebungen
verwendet werden kann, wobei die Hebeanordnung eine modulare, in
sich geschlossene Einheit ist, die ohne weiteres in einer großen Vielfalt
von Gebäudekonfigurationen
installiert werden kann.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Veranstaltungsorte
wie zum Beispiel Theater, Arenen, Konzerthallen, Auditorien, Schulen, Clubs,
Tagungszentren und Fernsehstudios verwenden Laststangen (battens)
oder Verstrebungen (trusses) zum Aufhängen von Beleuchtung, Dekorationen,
Vorhängen
und anderen Ausrüstungsgegenständen, die
relativ zu einer Bühne
oder einem Boden bewegt werden. Diese Laststangen umfassen für gewöhnlich Rohrabschnitte
oder zusammengefügte Rohrabschnitte,
die eine gewünschte
Länge der Laststange
bilden. Die Laststangen können
eine Länge
von 15,24 m (50 Fuß)
oder mehr aufweisen. Zum Tragen von schweren Lasten, oder wenn die
Aufhängungspunkte
4,57 m bis 9,14 m (15–30
Fuß) voneinander
beabstandet sind, können
die Laststangen entweder als Leiter-, Dreiecks- oder Kastentragwerkskonfigurationen
hergestellt werden.
-
Laststangen
müssen
für das
Austauschen und das Warten der aufgehängten Ausrüstungsgegenstände oft
abgesenkt werden. Um die Kraft zu verringern, die notwendig ist,
um die Laststangen anzuheben oder abzusenken, sind die Laststangen
oftmals mit einem Gegengewicht ausgestattet. Die Gegengewichte reduzieren
das effektive Gewicht der Laststangen und aller zugehörigen Lasten.
-
Ein
typisches Gegengewichtssystem stellt einen beträchtlichen Kostenfaktor dar.
Die Erstellung einer T-Träger-Wand
mit einer Höhe
von 21,34 m bis 24,38 m (70 Fuß bis
80 Fuß)
und einer Tiefe von 9,14 m (30 Fuß) kann über drei Wochen dauern. Nach
der Installation der T-Träger-Wand
müssen
noch die Führungsrollenträger, die
Ladebrücken,
die Indexleuchten und Hebezeugsysteme integriert werden. Deshalb
sind mit der reinen Installation eines Gegengewichtssystems beträchtliche
Kosten verbunden. Die gesamte Installationszeit kann sich von 6
bis zu 12 Wochen erstrecken.
-
Es
steht eine Anzahl von Hochhebe- und Hochziehsystemen zum Stützen, Anheben
und Absenken der Laststangen zur Verfügung. Eines der gängigsten
und am wenigsten teuren Laststangen-Hochhebesysteme ist ein mit
einem Gegengewicht versehener Schlitten, der ein bewegliches Gegengewicht
zum Ausbalancieren der Laststange und der von der Laststange getragenen
Ausrüstung
umfasst.
-
Andere
gängige
Hochhebe- oder Hochziehsysteme verwenden eine Winde zum Anheben
oder Absenken der Laststangen. Normalerweise werden handbetätigte oder
elektrisch betätigte
Winden verwendet, um die Laststangen anzuheben oder abzusenken.
Bei teuren Operationen wird gelegentlich eine hydraulische oder
pneumatische motorisierte Winde oder Zylindervorrichtung verwendet,
um die Laststange anzuheben oder abzusenken.
-
Eine
Winde, die eine Trommel und Umlenkrollen auf feststehenden Halterungen
hat, ist in der DE-A-42 04 153 offenbart. Es sind ein oder meh rere Seile
ausgehend von der Trommel zu einer Last vorhanden, die um die Umlenkrollen
gespannt sind. Die Trommel ist in einer axialen Richtung verschiebbar, um
so den Punkt, an dem sich das Seil auf der Trommel aufwickelt oder
von dieser abwickelt, der jeweiligen Rolle gegenüberliegend zu halten. Auf diese Weise
kann ein Teil des Seils zwischen der Trommel und der Rolle immer
horizontal gehalten werden. Die Trommel ist so angeordnet, dass
sie auf einer vertikalen Achse gleitet und dreht. Zur Erzeugung
dieser axialen Bewegung treibt ein Elektromotor eine Gewindespindel
an.
-
Viele
Hebesysteme haben eine oder mehrere Sperrvorrichtungen und wenigstens
eine Form einer Überlastungsbegrenzungsvorrichtung.
Bei einem Gegengewichtssystem kann eine Sperrvorrichtung ein handbetätigtes Seil
umfassen, das an einem Ende der Oberseite des Gegengewichtträgers (Tragvorrichtung)
befestigt ist und dann über
eine Führungsrolle
hinunter zu der Bühne
durch einen Handseilkloben zum Festsetzen des Gegengewichts an der
Verwendungsstelle und dann um einen Bodenkloben herum und zurück nach
oben zu dem Boden des Gegengewichtträgers verläuft. Die Handseilarretierung
setzt das Seil fest, wenn entweder die Last, die mit der Laststange
verbunden ist, oder die Gegengewichtslasten ausgewechselt oder nachgeglichen
werden, und setzt die Lasten fest, wenn sie sich nicht bewegen.
-
Bei
einem Sandsack-Gegengewichtssystem ist die Sperrvorrichtung lediglich
ein Seil, das an einer auf der Bühne
montierten Bolzenquerstange (pin rail) abgebunden wird, während die Überlastungsgrenze durch
die Größe des Sandsacks
reguliert wird. Bei diesem Rigging-Design kann aber eine Anzahl
von zusätzlichen
Säcken
zu dem Satz von Seilsträngen hinzugefügt werden
und dadurch die sichere Grenze bei der Aufhängung von Seilen überschreiten
und das Überlastungsbegrenzungsmerkmal
vernichten.
-
Handbetätigte Winden
werden gelegentlich freilaufen, wenn sie schwer beladen sind und
werden dann die aufgehängte
Last auf gefährliche Weise
fallen lassen. Andere Arten von Handwinden verwenden eine Sperrradsicherung,
aber auch diese Winden sind wiederum anfällig dafür, frei zu laufen, wenn sie
schwer beladen und handbetätigt
werden.
-
Deshalb
besteht der Bedarf nach einer Hebeanordnung, die traditionelle Gegengewichtssysteme
ersetzen kann. Außerdem
besteht der Bedarf nach einer Hebeanordnung, die ohne Schwierigkeiten
in verschiedenen Gebäudekonfigurationen
und -Layouts installiert werden kann. Es besteht auch ein Bedarf
nach einer Hebeanordnung mit einer modularen Konstruktion zur Erleichterung
der Konfigurierung auf jede einer Vielfalt von Installationen. Ein
Bedarf besteht auch nach einer Hebeanordnung, die einen vorbestimmten
Seilablenkungswinkel während des
Anhebens und Absenkens einer Last aufrechterhalten kann.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung stellt gemäß Anspruch
1 eine Hebeanordnung bereit, die in verschiedenen Umgebungen, einschließlich Theater-
oder Bühnenkonfigurationen,
verwendet werden kann. Das vorliegende System ist auch so konfiguriert, dass
es bei der Umwandlung traditioneller Gegengewichtssysteme in ein
gegengewichtsfreies System helfen kann. Die vorliegende Erfindung
stellt des weiteren eine Hebeanordnung bereit, die so konfiguriert sein
kann, dass sie im wesentlichen in der Grundfläche der zugehörigen Falllinien
liegt.
-
Die
vorliegende Erfindung umfasst einen Heberahmen, eine Vielzahl von
Führungsrollen
(head blocks), die mit dem Rahmen verbunden sind, und eine Trommel,
die mit dem Rahmen um eine Längsachse
der Trommel herum drehbar verbunden ist, wobei die Trommel auch
entlang ihrer Längsachse relativ
zu den Führungsrollen
verschiebbar ist, um einen vorbestimmten Seilablenkungswinkel zwischen den
Führungsrollen
aufrechtzuerhalten.
-
In
einer weiteren Konfiguration kann die vorliegende Erfindung einen
Vorspannmechanismus wie etwa eine Torsionsfeder umfassen, der zwischen dem
Rahmen und der Trommel zur Reduzierung des effektiven Gewichts der
Last oder der Laststange und jeglicher zugehöriger Ausrüstung angeschlossen ist.
-
Die
Hebeanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet einen modularen
Rahmen zur Unterbringung einer unterschiedlichen Anzahl von Führungsrollen.
Die Hebeanordnung umfasst auch eine modulare Trommelkonstruktion,
die die einfache und ökonomische
Konfiguration des Systems zur Anpassung an verschiedene Bühnengrößen erlaubt.
Die Hebeanordnung zieht weiterhin in Erwägung, dass die Führungsrollen,
die mit dem Rahmen verbunden sind, radial um die Drehachse der Trommel
herum beabstandet sind. In einer weiteren Konfiguration sind die
Führungsrollen
radial und longitudinal relativ zu der Drehachse der Trommel beabstandet,
um in einem spiralförmigen
oder in einem serpentinenförmigen
Weg relativ zu der Trommel zu liegen.
-
Die
Hebeanordnung der vorliegenden Erfindung erwägt außerdem eine Lastbremse zur
Reduzierung der Risiken, die mit Antriebs- oder Motordefekten verbunden
sind. Außerdem
zieht die vorliegende Erfindung eine Klemmanordnung zum problemlosen
Ineingriffbringen des Rahmens mit den strukturellen Trägern in
Betracht, die jede einer Vielzahl von Abmessungen aufweisen können. Außerdem ist
ein Strom-/Steuerleiterstreifen (power/control strip) zur Zuführung von
Strom zu einer Hebeanordnung sowie von Steuersignalen vorgesehen.
-
Die
vorliegende Erfindung umfasst weiterhin Umlenkrollen (loft blocks)
zur Führung
des Seils von dem modularen Rahmen zu den Laststangen. In einer
weiteren Konfiguration zieht die vorliegende Erfindung eine selektive
Höhenverstellung
oder Trimmeinstellung für
einen Abschnitt einer Laststange relativ zu dem jeweiligen Seil
in Erwägung.
Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung stellt einen Sicherheitsanschlag
zur Beendigung der Bewegung einer Laststange bei der Erfassung eines
Hindernisses in einer beabsichtigten Bewegungsbahn der Laststange
bereit.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt eine gebrauchsfertige Hebeanordnung
mit einer Rigging; Strom und Steuerung zur Manipulation der Laststangen
bereit, ohne dass die Konstruktion eines traditionellen Gegengewichtssystems
benötigt
wird, oder ohne dass auf vorher installierte Gegengewichtssysteme
aufgebaut wird.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Heben
einer Last mit Hilfe der oben genannten Hebeanordnung und ein Verfahren zum
Installieren einer Vielzahl von Hebeanordnungen.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Teilschnittansicht eines Gebäudes mit
einer Vielzahl von strukturellen Elementen, mit dem die Hebeanordnung
verbunden ist.
-
2 ist
eine vergrößerte perspektivische Teilschnittansicht
der installierten Hebeanordnung.
-
3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Antriebsmechanismus
für die
Hebeanordnung.
-
4a ist
eine perspektivische Ansicht der Verbindung der Trommel, des Antriebsmechanismus und
des Rahmens zur Rotation der Trommel und Verschiebung der Trommel
und des Antriebsmechanismus.
-
4b ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils von 4a.
-
5 ist
eine Seitenansicht einer Trommel.
-
6 ist
eine Stirnansicht einer Trommel.
-
7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Trommellängssegments.
-
8 ist
eine Querschnittsansicht eines Trommellängssegments.
-
9 ist
eine perspektivische Teilschnittansicht einer Klemmanordnung.
-
10 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer Umlenkrolle.
-
11 ist
eine Querschnittansicht der Trimmeinstellung.
-
12 ist
eine schematische Darstellung einer Vielzahl von Rahmen, die mit
einem Gebäude verbunden
sind.
-
13 ist
eine schematische Ansicht einer alternativen Anordnung des Rahmens
relativ zu einem Gebäude.
-
Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Unter
Bezugnahme auf 1 wird die Hebeanordnung 10 der
vorliegenden Erfindung verwendet, um selektiv eine Laststange 12 relativ
zu einem Gebäude
oder einer Umgebungsstruktur anzuheben, abzusenken und zu lokalisieren.
Vorzugsweise bewegt die Hebeanordnung 10 eine damit verbundene Laststange 12 zwischen
einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position.
-
Obwohl
der Begriff "Laststange" in Verbindung mit
der Theater- und Bühnenumgebung,
einschließlich
Dekoration, Arbeitsbühne,
Beleuchtung sowie auch der Tonausrüstung, benutzt wird, ist es selbstverständlich,
dass der Begriff jede Last einschließt; die mit einem wickelbaren
Seil verbindbar ist.
-
Der
Begriff "Seil" wird hier verwendet,
um jeglichen Draht, jegliches Metall, Kabel, Faserseil, Drahtseil
oder jedes andere im allgemeinen unelastische wickelbare Material
zu umfassen.
-
Der
Begriff "Gebäude" wird verwendet,
um eine Struktur oder Einrichtung einzuschließen, mit der die Hebeanordnung
verbunden werden kann, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf
Veranstaltungsorte, Theater, A renen, Konzerthallen, Auditorien,
Schulen, Clubs, Unterrichtseinrichtungen, Bühnen, Kongresszentren, Fernsehstudios,
Vorstellungsräume,
und Plätze
von religiösen
Versammlungen. Der Begriff "Gebäude" umfasst selbstverständlich auch
Kreuzfahrtschiffe, die Laststangen verwenden können.
-
Unter
Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 umfasst
die Hebeanordnung 10 einen Rahmen, wenigstens eine Führungsrolle 80,
einen Antriebsmechanismus 100, eine drehbare Trommel 160 und
eine entsprechende Umlenkrolle 220.
-
Die
Hebeanordnung 10 ist so konstruiert, dass sie mit wenigstens
einem Seil 14 zusammenarbeitet. Typischerweise ist die
Anzahl an. Seilen wenigstens vier, kann aber auch acht oder mehr
sein. Wie in den Figuren gezeigt ist, erstreckt sich ein Seilweg
von der Trommel 160 durch eine entsprechende Führungsrolle 80 zum
Durchführen
um eine Umlenkrolle 220 herum und endet an der Laststange 12.
-
Rahmen
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Rahmen 20 ein
starres Gerüst,
an dem die Trommel 160, der Antriebsmechanismus 100 und
die Führungsrolle 80 befestigt
sind. In einer bevorzugten Konfiguration ist der Rahmen 20 größenmäßig so bemessen,
dass er den Antriebsmechanismus 100, die Trommel 160,
eine Führungsrolle 80 und
eine Umlenkrolle 220 einschließt. Aber es ist selbstverständlich, dass
der Rahmen ein Rückgrat
bilden kann, mit dem die Bauteile verbunden werden.
-
Der
Rahmen 20 kann in der Form eines Gitters oder eines Kastens
vorliegen. Der Rahmen 20 kann aus Winkeleisen, Stäben, Traversen,
Rohren oder anderen strukturellen Elementen gebildet sein. Typischerweise
umfasst der Rahmen 20 untereinander verbundene Läufer, Streben
und Querbalken 22. Die Läufer, Streben und Querbalken
können
durch Schweißen, Löten, Vernieten,
Bolzen oder lösbare Verbindungselemente
verbunden werden. Die spezielle Konfiguration des Rahmens ist wenigstens
teilweise von der beabsichtigten Betätigungsumgebung und der vorbekannten
Belastung diktiert. Zur Reduzierung des Gewichts des Rahmens 20 wird
ein relativ leichtgewichtiges und starkes Material wie etwa Aluminium
bevorzugt. Aber auch andere Materialien, einschließlich, aber
nicht beschränkt
auf Metalle, Legierungen, Verbundwerkstoffe und Kunststoffe können als
Antwort auf Designparameter verwendet werden. Obwohl der Rahmen 20 in
einer Gerüstkonfiguration
gezeigt ist, ist es selbstverständlich,
dass der Rahmen wie ein Kasten oder eine Einfassung umschlossen
sein kann, der/die Wände
hat, um einen Innenraum zu definieren und zu umschließen.
-
Vorzugsweise
ist der Rahmen 20 aus einer Vielzahl von modularen Abschnitten 24 gebildet,
wobei die Abschnitte ohne weiteres miteinander verbunden werden
können,
um einen Rahmen einer gewünschten
Länge bereitzustellen.
Somit kann der Rahmen 20 eine Vielzahl von Seilen und folglich Trommellängen unterbringen.
-
Der
Rahmen 20 ist so konstruiert, dass er mit dem Gebäude verbindbar
ist. Der Rahmen 20 kann eine feststehende Kupplung und
eine Schiebekupplung umfassen, wobei der Abstand zwischen der feststehenden
Kupplung und der Schiebekupplung variiert werden kann, um sich an
verschiedene Gebäudespannen
anzupassen. Typische Verbindungen des Rahmens 20 mit dem
Gebäude
umfassen Klammern, Verbindungselemente, Bolzen und Bügel. Diese
Verbindungsglieder können
in dem Rahmen integriert sein oder können separate Bauteile sein,
die während
der Installation des Rahmens angebracht werden. Wie hier beschrieben
ist, sind einstellbare Klemmanordnungen 40 zum Halten des
Rahmens relativ zu dem Gebäude
vorgesehen.
-
Der
Rahmen 20 umfasst auch oder kommt kooperativ in Eingriff
mit Halterungen für
den Antriebsmechanismus und Lagern für die Trommel. Vor allem umfasst
der Rahmen ein Paar von Schienen zum Abstützen des An triebsmechanismus,
eine Translationswelle und ein mit einem Gewinde versehenes Schlussstück (keeper).
Wie in der Beschreibung des Antriebsmechanismus 100 dargelegt
ist, ist der Antriebsmechanismus mit dem Rahmen 20 zum Verschieben
mit der Trommel entlang der Rotationsachse der Trommel verbunden.
-
In
der ersten Konfiguration des Rahmens 20 hat der Rahmen
eine Gesamtlänge
von etwa 3,05 m (10 Fuß),
eine Breite von etwa 27,94 cm (11 Inch) und eine Höhe von etwa
43,18 cm (17 Inch).
-
Der
Rahmen 20 umfasst eine Führungsrollenhalterung 30 zur
Positionierung der Führungsrollen
in einer feststehenden Position relativ zu dem Rahmen. In einer
bevorzugten Konstruktion ist die Führungsrollenhalterung 30 eine
spiralförmige
Halterung konzentrisch zu der Drehachse der Trommel. Die Steigung
der spiralförmigen
Halterung wird wenigstens teilweise von der Länge der Trommel 160, der
Größe der zugehörigen Führungsrollen 80,
dem Abstand des installierten Rahmens und der Anzahl an Seilen,
die von der Trommel gezogen werden sollen, bestimmt. Somit kann
sich die spiralförmige
Führungsrollenhalterung 30 von
etwa 5° der
Trommel bis zu über
180° erstrecken.
Die spiralförmige
Halterung erlaubt es den Führungsrollen 80,
sich entlang der Längsachse
der Trommelrotation zu überlappen, ohne
einander störende
Seilwege zu schaffen.
-
Obwohl
die spiralförmige
Halterung 30 als eine kontinuierliche krummlinige Strebe
gezeigt ist, ist es selbstverständlich,
dass eine Vielzahl von separaten Halterungen verwendet werden kann,
wobei die separaten Halterungen so ausgewählt werden, dass sie einen
spiralförmigen
oder serpentinenförmigen
Weg um die Drehachse der Trommel 160 herum definieren.
-
In
einer weiteren Konstruktion können
die Führungsrollenhalterungen 30 lediglich
radial um die Achse der Trommeldrehung in einer gemeinsamen Längsposition
entlang der Drehachse der Trommel beabstandet sein. Das heißt, statt
dass sie entlang der Längsachse
der Trommel 160 angeordnet sind, sind die Führungsrollenhalterungen 30 eher
an einer feststehenden Längsposition
der Trommel angeordnet. Aber man hat herausgefunden, dass die Breite des
Rahmens 20 durch die radiale und longitudinale Verschiebung
der Führungsrollen 80 entlang
einem serpentinenförmigen
Weg um die Drehachse der Trommel herum reduziert werden kann, wobei
die Führungsrollen
bei etwa 100° und
vorzugsweise 90° zueinander
liegen.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Hebeanordnung 10 in
der Konfiguration mit sieben Seilen zwei interne und fünf externe
Umlenkrollen 220. Die internen Umlenkrollen 220 sind
in dem Rahmen 20 angeordnet, und die externen Umlenkrollen 220 sind
betriebsmäßig außerhalb
des Rahmens befestigt, wie in 1 zu sehen
ist. Aber die Hebeanordnung 10 kann so konfiguriert sein,
dass sie eine Vielzahl von externen Umlenkrollen 220 ausgehend von
jedem Ende des Rahmens positioniert. Das heißt, zwei oder mehr Umlenkrollen 220 können von dem
einen Ende des Rahmens 20 beabstandet sein, und zwei oder
mehr Umlenkrollen können
von dem anderen Ende des Rahmens beabstandet sein.
-
Außerdem kann
die Anzahl an internen Umlenkrollen 220 in Abhängigkeit
von der Konfiguration der Hebeanordnung 10 von keiner bis
zu einer, zwei, drei oder mehr reichen.
-
Hebeadapter
-
Außerdem kann
der Rahmen einen Hebeadapter 26 oder Halterungen zum lösbaren Einrasten des
Hebeadapters umfassen. Es wird vorweggenommen, dass eine Vielzahl
von Hebeadaptern verwendet werden kann, was wenigstens teilweise
von der Größe des Rahmens 20 und
der Konfiguration des Gebäudes
diktiert wird. Der Hebeadapter 26 umfasst eine Seilscheibe 28,
wie zum Beispiel eine Umlenkrolle, die mit beabstandeten Stellen
des Rahmens verbunden ist. Der Hebeadapter 26 kann auch
eine Klemmanord nung 40 zum lösbaren Einrasten mit einem
Träger
des Gebäudes
umfassen. Der Hebeadapter 26 wird so ausgewählt, dass
der Rahmen auf eine betriebsfähige
Position hochgehoben und mit dem Gebäude durch zusätzliche
Klemmanordnungen 40 verbunden werden kann.
-
Führungsrollen
-
Eine
Vielzahl von Führungsrollen 80 ist
mit der Führungsrollenhalterung 30 verbunden.
Die Anzahl an Führungsrollen
entspricht der Anzahl an Seilen 14, die von der Hebeanordnung 10 gesteuert
werden sollen. Die Führungsrollen 80 stellen
eine Führungsfläche bereit,
um die der Seilweg die Richtung von der Trommel 160 in
eine im allgemeinen horizontale Richtung ändert. Die Führungsfläche kann
die Form einer Gleitfläche
oder einer Bewegungsfläche aufweisen,
die sich entsprechend dem Lauf des Seils bewegt. Jede Führungsrolle 80 zieht
das Seil 14 von einem entsprechenden Wickelabschnitt entlang
einer Tangente zu der Trommel 160. Der Winkel zwischen der
Führungsrolle 80 und
dem jeweiligen Seilabzugspunkt von der Trommel 160 kann
von jeder der Führungsrollen 80 relativ
zu der Trommel wiederholt werden.
-
Wenn
die Führungsrollen 80 an
der Führungsrollenhalterung 30 befestigt
werden, wie zum Beispiel an der spiralförmigen Halterung, können sich
die Führungsrollen
entlang der Drehachse der Trommel überlappen. Die Überlappung
erlaubt eine Reduktion der Größe der Hebeanordnung 10.
Das heißt,
eine spiralförmige
Halterung der Führungsrollen 80 erlaubt
es den Führungsrollen,
sich radial sowie auch longitudinal relativ zu der Drehachse der Trommel
zu überlappen.
Durch das radiale Überlappen
kann die Vielzahl von Führungsrollen 80 betriebsmäßig in einem
Abschnitt des Trommelumfangs und vorzugsweise in einem 90°-Bogen positioniert werden.
Somit kann die betriebsfähige
Position der Führungsrollen 80 in
einem Durchmesser der Trommel untergebracht werden. Durch das Anordnen
der Führungsrollen
innerhalb einer Abmessung, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser der
Trommel 160 ist, kann die Breite des Rahmens 20 auf
im wesentlichen diejenige des Trommeldurchmessers reduziert werden.
-
Jede
Führungsrolle 80 umfasst
im allgemeinen ein Paar von Seitenplatten, eine Welle, die sich zwischen
den Seitenplatten erstreckt, begleitende Lager zwischen den Seitenplatten
und der Welle, und eine Scheibe (Seilscheibe), die mit der Welle
zur Rotation relativ zu den Seitenplatten verbunden ist. Die Führungsrolle 80 kann
auch einen Fuß zum
Verbinden der Führungsrolle
mit der Führungsrollenhalterung
und folglich mit dem Rahmen umfassen. Es ist selbstverständlich,
dass die Führungsrollen 80 jede einer
Vielfalt von Konfigurationen aufweisen können, wie zum Beispiel Führungsflächen oder
Räder,
die eine Verschiebung des Seils relativ zu der Führungsrolle erlauben, und die
vorliegende Erfindung ist nicht auch einen bestimmten Typ von Konstruktion
der Führungsrolle
beschränkt.
-
Antriebsmechanismus
-
Der
Antriebsmechanismus 100 ist betriebsmäßig mit der Trommel 160 zur
Drehung der Trommel und zur Verschiebung der Trommel entlang ihrer Längsachse,
der Drehachse der Trommel, verbunden. Unter Bezugnahme auf die 4a und 4b umfasst
der Antriebsmechanismus 100 einen Motor 110, wie
zum Beispiel einen Elektromotor, und ein Getriebe 120 zur Übertragung
der Drehbewegung des Motors auf eine Antriebswelle 114.
Der Motor 110 kann einer von verschiedenen drehmomentstarken Elektromotoren
wie z.B. Wechselstrom-Inverter-Elektromotoren (ac inverter duty
motors), Gleichstrommotoren oder Stellmotoren sowie auch hydraulische
Motoren sein.
-
Das
Getriebe 120 wird ausgewählt, um die Antriebswelle 114 und
die Trommel in einer Aufwickel-(Anhebe-)-Drehung und einer Abwickel-(Absetz-)-Drehung zu drehen.
Das Räderwerk
des Getriebes 120 wird wenigstens teilweise von der vorbekannten
Last, den gewünschten
Hebegeschwindigkei ten (Geschwindigkeiten) und dem Motor bestimmt.
Ein typisches Getriebe wird von SEW oder Emerson hergestellt.
-
Der
Antriebsmechanismus 100 kann mit dem Rahmen 20 so
verbunden werden, dass der Antriebsmechanismus und die Trommel 160 während der Drehung
der Trommel relativ zu dem Rahmen verschoben werden. Vorzugsweise
sind der Antriebsmechanismus 100 und der Rahmen 20 größenmäßig so bemessen,
dass der Antriebsmechanismus von dem Rahmen umschlossen wird. Alternativ
dazu kann der Antriebsmechanismus 100 mit einer Plattform
verbunden sein, die außerhalb
des Rahmens 20 gleitet und sich somit entlang der Rotationsachse
mit der Trommel verschiebt. Die Auswahl zur Verbindung des Antriebsmechanismus 100 mit
dem Rahmen 20 wird wenigstens teilweise von den beabsichtigten
Betriebsparametern und den Herstellungsüberlegungen bestimmt.
-
In
einer bevorzugten Konstruktion, die in den 4a und 4b gezeigt
ist, umfasst die Antriebswelle 114 einen mit einem Gewinde
versehenen Antriebsabschnitt. Der Antriebsabschnitt kann durch das
Verbinden eines mit einem Gewinde versehenen Stabes mit der Welle
oder durch die Ausbildung der Welle mit einem mit einem Gewinde
versehenen Antriebsabschnitt gebildet werden. Der mit einem Gewinde
versehene Antriebsabschnitt steht über das Gewinde mit einem Schlussstück 115 in
Eingriff, das wiederum fest mit dem Rahmen 20 verbunden
ist. Das Schlussstück 115 umfasst
einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt oder eine Schraubenmutter,
die an einer Platte befestigt ist, die den mit dem Gewinde versehenen
Abschnitt aufnimmt. Das heißt,
unter Bezugnahme auf die 2 dreht die Rotation der Welle 114 nicht
nur die Trommel 160, sondern die Trommel verschiebt sich
auch nach links oder nach rechts relativ zu dem Rahmen 20 und
folglich relativ zu den angebrachten Führungsrollen. Da der Antriebsmechanismus 100 an
der Trommel 160 angebracht ist und an dem Rahmen 20 entlang
einem linearen Gleitstück 111 angebracht
ist, verschiebt sich der An triebsmechanismus auch entlang der Drehachse
der Trommel relativ zu dem Rahmen.
-
Die
Antriebswelle kann jeden einer Vielfalt von Querschnitten haben,
aber eine bevorzugte Konstruktion der Antriebswelle hat einen facettierten Querschnitt
wie z.B. hexagonal.
-
Trommel
-
Die
Trommel 160 ist mit dem Rahmen 20 zur Rotation
relativ zu dem Rahmen um die Drehachse und zur Verschiebung relativ
zu dem Rahmen entlang der Drehachse verbunden. Somit ist die Trommel 160 relativ
zu dem Rahmen 20 in einer Aufwickeldrehung mit einer begleitenden
Aufwickelverschiebung und einer Abwickeldrehung mit einer begleitenden
Abwickelverschiebung zum Aufwickeln und Abwickeln eines Abschnitts
des Seils 14 um einen jeweiligen Wickelabschnitt herum
drehbar.
-
Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Trommel 160 horizontal
montiert und umfasst die horizontale Längsdrehachse. Die Trommel 160 umfasst
wenigstens einen Wickelabschnitt 162. Der Wickelabschnitt 162 ist
ein Teil der Trommel 160, der so konstruiert ist, dass
er eine Wicklung des Seils 14 für eine gegebene Falllinie aufnimmt.
Der Wickelabschnitt 162 kann eine mit Rillen oder Konturen
versehene Oberfläche
zur Aufnahme des Seils umfassen. Alternativ dazu kann der Wickelabschnitt 162 eine glatte
Oberfläche
sein. Die Anzahl an Wickelabschnitten 162 entspricht der
Anzahl an Seilen 14, die von der Hebeanordnung 10 gesteuert
werden sollen. Wie in 2 gezeigt ist, gibt es auf der
gezeigten Trommel sieben Wickelabschnitte 162.
-
Jeder
Wickelabschnitt 162 ist größenmäßig so ausgelegt, dass er eine
ausreichende Länge
des Seils 14 halten kann, um eine angeschlossene Laststange 12 zwischen
einer vollständig
abgesenkten Position und einer vollständig angehobenen Position anordnen
zu können.
Wie gezeigt ist, ist eine einzige Wicklung des Seils 14 auf
jedem Wickelabschnitt 162 angeordnet. Aber es ist in Erwägung gezogen,
dass die Trommel 160 so gesteuert werden kann, dass sie mehrere
Schichten von Wicklungen in einem gegebenen Wickelabschnitt 162 bereitstellen
kann.
-
Wie
in den 5–8 gezeigt
ist, ist bei einer Konfiguration der Hebeanordnung 10 die
Trommel 160 eine modulare Konstruktion. Die Trommel 160 ist
aus wenigstens einem Segment 170 gebildet. Das Trommelsegment 170 definiert
wenigstens einen Teil eines Wickelabschnitts 162. In einer
ersten Konfiguration ist jedes Trommelsegment 170 aus einem Paar
von zusammenpassenden Hälften
um die Längsachse
herum gebildet. Jede Hälfte
umfasst eine Außenfläche, die
einen Teil des Wickelabschnitts bildet, und eine interne Kupplungsfläche. Die interne
Kupplungsfläche
der Trommel entspricht einem Teil des Querschnitts der Antriebswelle 114.
-
Wenn
sie zusammengesetzt sind, bilden die Trommelhälften einen äußeren Wickelabschnitt,
und die interne Kupplungsfläche
kommt mit der facettierten Antriebswelle zur Drehung der Trommel
in Eingriff. Obwohl die interne Kupplungsfläche der Trommel verschiedene
Konfigurationen haben kann, einschließlich Schlitze, einrückbare Arretierungen
oder Zähne,
verwendet eine bevorzugte Konstruktion eine facettierte Antriebswelle 114 mit
z.B. einem dreieckigen, rechteckigen; sechseckigen, achteckigen
Querschnitt.
-
Unter
Bezugnahme auf 8 sind in einer alternativen
modularen Konstruktion der Trommel 160 die Segmente 170 aus
länglichen
Abschnitten 176 gebildet, wobei alle Abschnitte identisch
sind und eine Anzahl von Windungen definieren. Vorzugsweise sind
die länglichen
Abschnitte 176 identisch und sind durch Reibpassung zusammengebaut,
um eine Trommel einer gewünschten
Länge zu
bilden. Jedes Segment 170 umfasst eine Vielzahl von Nasen 172 und
entsprechenden Aussparungen 174 zum Einrasten zusätzlicher
Segmente. Bei dieser Konfiguration hat es sich als vorteilhaft er wiesen,
die länglichen Segmente 176 um
einen im wesentlichen starren Kern 180 herum, z.B. einen
Aluminiumkern, wie er in 6 zu sehen ist, anzuordnen.
Der Kern 180 stellt eine strukturelle Steifigkeit für die Segmente 176 bereit.
Außerdem
benötigt
der Kern 180 keine aufwendigen Herstellungsprozesse und
kann je nach Bedarf lediglich auf die passende Länge zugeschnitten werden.
-
Die
modulare Bauweise der Trommel 160 erlaubt das einfache
Zusammenbauen einer Vielfalt von Trommellängen. In einer ersten Konfiguration
hat die Trommel einen Durchmesser von etwa 7 Inch mit einer rechtsgängigen Spiralsteigung
von 0,20. Außerdem
kann die Trommel aus einem Kunststoff wie z.B. einem Duroplast-
oder Thermoplastmaterial aufgebaut werden.
-
Die
Trommel 160 umfasst die oder ist fest verbunden mit der
Antriebswelle 114, wobei die Antriebswelle relativ zu dem
Rahmen 20 drehbar befestigt ist.
-
Vorspannmechanismus
-
Obwohl
die Hebeanordnung 10 verwendet werden kann, ohne dass Gegengewichte
benötigt werden,
wird es in Betracht gezogen, dass ein Vorspannmechanismus verwendet
werden kann, um die effektive Last zu reduzieren, die von der Hebeanordnung
angehoben werden soll. So kann zum Beispiel eine Torsionsfeder zwischen
der Welle 114 und dem Rahmen 20 angeordnet sein,
so dass bei der Drehung der Welle in einer ersten Richtung (im allgemeinen
eine Abwickelrichtung) die Torsionsfeder vorgespannt ist und somit
die Drehung der Trommel in einer Aufwickel- oder Heberotation erzwingt.
Außerdem
kann die vorliegende Hebeanordnung 10 betriebsmäßig mit
einem existierenden Gegengewichtssystem verbunden werden, wobei
der Antriebsmechanismus 100 die existierenden Gegengewichte
steuert.
-
Seilweg
-
Die
Position der Führungsrollen 80 an
der spiralförmigen
Führungsrollenhalterung 30,
der Trommeldurchmesser und die Seilstärke werden so ausgewählt, dass
sie einen Teil des Seilweges und insbesondere einen Seilabzugspunkt
definieren. Der Seilweg beginnt ausgehend von einem Wickelabschnitt 162 auf
der Trommel zu einem tangentialen Abzugspunkt von der Wicklung um
die Trommel 160. Dann erstreckt sich der Seilweg zu der
jeweiligen Führungsrolle 80.
Der Seilweg wird von der Führungsrolle 80 umgeleitet,
so dass er sich horizontal entlang der Länge des Rahmens 20 zu
einer entsprechenden Umlenkrolle 220 erstreckt, wobei die
Umlenkrolle intern oder extern zum Rahmen sein kann. Jeder Seilweg
umfasst den Abzugspunkt und einen Seilablenkungswinkel, den Winkel
zwischen dem Abzugspunkt und der jeweiligen Führungsrolle 80.
-
Da
sich ein Teil des Seilwegs für
jedes Seil parallel zu der Längsachse
der Trommel erstreckt, sind die Abzugspunkte für die Vielzahl von Wickelabschnitten 162 aufgrund
der Befestigung der Führungsrollen 80 entlang
der spiralförmigen
Führungsrollenhalterung 30 um
den Umfang der Trommel 160 herum beabstandet. In einer
ersten Konfiguration von 2 sind die sieben Abzugspunkte
in einem Bogen von etwa 90° des
Trommelumfangs angeordnet.
-
Im
allgemeinen ist eine gleiche Länge
von Seil 14 um jeden Wickelabschnitt angeordnet. Die Länge der
Seilwege zwischen dem Abzugspunkt und dem Ende des Rahmens 20 ist
für verschiedene
Seilwege unterschiedlich. Somit kann sich eine unterschiedliche
Länge von
Seil 14 vom jeweiligen Abzugspunkt zu dem Ende des Rahmens 20 erstrecken.
Aber die Hebeanordnung 10 ist so konstruiert, dass eine
gleiche Länge
von jedem Seil 14 von jedem Wickelabschnitt 162 der
Hebeanordnung 10 betriebsmäßig abgespielt werden kann.
-
Lastbremse
-
Die
Lastbremse 130 ist mechanisch zwischen der Trommel 160 und
dem Getriebe 120 angeordnet, wie in 3 gezeigt
ist. Die Lastbremse 130 umfasst eine Antriebsscheibe 132,
einen Bremsbelag 134, eine Druckplatte (driven disc) 136 und
ein umfangsseitiges Sperrzahnrad 138, einen Spannachsbolzen
(tensioning axle) 140 und eine Spannmutter 146.
-
Die
Antriebsscheibe 132 ist zur Rotation mit der Antriebswelle 114 in
einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz verbunden. Das heißt, die
Antriebsscheibe 132 ist fest an der Antriebswelle 114 befestigt.
Die Antriebsscheibe 132 umfasst eine konzentrische, mit einem
Gewinde versehene Kupplung 133. Die Druckplatte 136 ist
feststellbar mit der Trommel 160 zur Rotation mit der Trommel
verbunden. Die Druckplatte 136 ist feststellbar mit dem
Spannachsbolzen 140 verbunden. Der Spannachsbolzen 140 erstreckt
sich ausgehend von der Druckplatte 136. Der Spannachsbolzen 140 umfasst
einen oder ist feststellbar verbunden mit einem Satz von Bremsgewinden 141 und
einem beabstandeten Satz von Spanngewinden 143. Der Bremsbelag 134,
eine Reibscheibe, wird um den Spannachsbolzen 140 herum
zwischen der Antriebsscheibe 132 und der Druckplatte 136 angeordnet
und umfasst vorzugsweise das periphere Sperrzahnrad 138,
das selektiv mit einer Sperrklinke 139 in Eingriff kommt.
-
Zum
Zusammenbauen der Lastbremse 130 wird der Spannachsbolzen 140 durch
eine entsprechende Öffnung
in dem Getriebe 120 derart angeordnet, dass die Spanngewinde 143 aus
dem Getriebe 120 herausragen. Die Bremsgewinde 141 greifen
in die mit einem Gewinde versehene Kupplung 133 der Antriebsscheibe 132 ein.
Die Spannmutter 146 wird auf den Spanngewinden 143 angeordnet.
Der Bremsbelag 134 wird somit zwischen der Antriebsscheibe 132 und
der Druckplatte 135 angeordnet, um eine Reibungsfläche für jede dieser
Scheiben bereitzustellen.
-
Bei
der Rotation des Motors 110 in einer Anhebe- oder Aufwickelrichtung
schrauben sich die Bremsgewinde 141 in die entsprechende
mit einem Gewinde versehene Kupplung 133 auf der Antriebsscheibe 132,
wodurch bewirkt wird, dass die Druckplatte 136 und die
Antriebsscheibe 132 den Bremsbelag 134 zusammendrücken. Das
heißt,
der Längsabstand
zwischen der Antriebsscheibe 132 und der Druckplatte 136 wird
kleiner. Die Antriebsscheibe 132, der Bremsbelag 134 und
die Druckplatte 136 drehen sich somit als eine Einheit,
wenn das Seil 14 auf die Trommel 160 gewickelt
wird.
-
Zum
Absenken oder Abwickeln des Seils 14 von der Trommel 160 werden
der Motor 110 und folglich die Antriebsscheibe 132 in
der entgegengesetzten Richtung gedreht. Bei der Initiierung dieser
Richtungsrotation rastet die Sperrklinke 139 in das Sperrzahnrad 138 ein,
um die Drehung des Bremsbelags 134 zu verhindern. Wenn
die Antriebsscheibe 132 durch den Motor 110 in
der Absenkrichtung gedreht wird, neigen die Bremsgewinde 141 dazu
zu bewirken, dass sich die Druckplatte 136 von der Antriebsscheibe 132 und
folglich von dem Bremsbelag 134 weg bewegt, wodurch erlaubt
wird, dass die Last an der Trommel 160 die Trommel in einer
Abwickelrichtung dreht. Bei Beendigung der Rotation der Antriebsscheibe 132 in
der Absenkdrehrichtung bewirkt die Last an dem Seil 14,
dass die Trommel 160 und folglich die Druckplatte 136 die
Bremsgewinde 141 weiter in die Kupplung 133 gegen
den nun fixierten Bremsbelag 134 schrauben, wodurch die
Abwickelrotation der Trommel beendet wird.
-
Die
Spannmutter 146 wird verwendet, um den Grad des Lösens der
Druckplatte 136 von dem Bremsbelag 134 zu bestimmen.
Die Spannmutter 146 kann auch verwendet werden, um eine
Anpassung an die Abnutzung an dem Bremsbelag 134 vorzunehmen.
Somit stellt die vorliegende Konfiguration eine allgemeine Balance
zwischen der durch den Motor induzierten Rotation der Antriebsscheibe 132 in der
Abwickelrichtung und dem Drehmoment bereit, das durch die Last an
dem Kabel 14 erzeugt wird, das dazu tendiert, eine Bremskraft
anzulegen, wenn die Druckplatte 136 in Richtung auf die
Antriebsscheibe 132 geschraubt wird.
-
Klemmanordnung
-
Der
Rahmen 20 und die externen Umlenkrollen 220 sind
an dem Gebäude
durch wenigstens eine einstellbare Klemmanordnung 40 montiert.
Jede Klemmanordnung 40 umfasst einen J-förmigen Führungskörper (sleeve) 50,
eine Arretiervorrichtung 60 und einen J-förmigen Schieber 70.
Der Führungskörper 50 und
der Schieber 70 haben jeweils ein geschlossenes Ende und
einen Schenkel. Die geschlossenen Enden des Führungskörpers 50 und des Schiebers 70 sind
so konstruiert, dass sie mit dem Flansch eines Trägers in
Eingriff kommen, wie in 1 gezeigt ist.
-
Der
Schenkel des Führungskörpers 50 ist größenmäßig so bemessen,
dass er die Arretiervorrichtung 60 und einen Abschnitt
des Schenkels des Schieber 70 gleitend aufnimmt. Der Führungskörper 50 umfasst
eine Vielzahl von nach innen überstehenden
Zähnen 52 in
regelmäßig beabstandeten
Abständen
entlang der Längsabmessung
des Schenkels des Führungskörpers.
-
Die
Arretiervorrichtung 60 ist größenmäßig so bemessen, dass sie gleitend
in dem Schenkel des Führungskörpers 50 aufgenommen
wird. Die Arretiervorrichtung 60 umfasst ein Paar von einander
gegenüberliegenden
Schlitzen 63, wie in 9 gezeigt ist.
Ein Kontaktriegel 62 mit entsprechenden Ohren 64 ist
in den Schlitzen 63 angeordnet. Die Schlitze 63 in
der Arretiervorrichtung 60 und die Ohren 64 des Kontaktriegels 62 sind
größenmäßig so bemessen, dass
sie die vertikale Verschiebung des Kontaktriegels zwischen einer
unteren Kontaktposition und einer angehobenen Freigabeposition erlauben.
Der Kontaktriegel 62 ist größenmäßig so bemessen, dass er in
die Zähne 52 des
Führungskörpers 50 in
der Kontaktposition eingreift und in der angehobenen Position oberhalb
der Zähne
angeordnet ist, wodurch die Zähne
unter dem Kontaktriegel hindurchwandern können. Die Arretiervorrich tung 60 umfasst
des weiteren eine mit einem Gewinde versehene Kontaktmutter 66,
die relativ zu der Arretiervorrichtung fixiert ist.
-
Der
Schieber 70 ist mit der Arretiervorrichtung 60 durch
eine mit einem Gewinde versehene Welle 72 verbunden. Die
Gewindewelle 72 ist drehbar an dem Schieber 70 angebracht
und umfasst ein freies Ende 76 zur selektiven Drehung der
Welle. Die Drehung der Gewindewelle 72 kann durch einen Kreuzschlitzschraubenkopf
oder einen gewöhnlichen Schraubenkopf,
einen Sechskantkopfschraubenkopf oder eine ähnliche Struktur erzielt werden.
Die Gewindewelle 72, die Arretiervorrichtung 60 und
der Schieber 70 werden ausgewählt, um zu erlauben, dass die
Arretiervorrichtung von dem Schieber zwischen einem maximalen Abstand
etwa gleich dem Abstand zwischen benachbarten Zähnen 52 in dem Führungskörper 50 und
einem minimalen Abstand beabstandet ist, in dem die Arretiervorrichtung
an dem Schieber anliegt.
-
Außerdem umfasst
der Führungskörper 50 einen
Langschlitz 53, der sich entlang der Länge des Schenkels erstreckt,
der die Zähne 52 hat.
Der Schlitz 53 erlaubt es einer Bedienperson, den Kontaktriegel 62 anzufassen
und den Eingriffriegel nach oben in die angehobene Freigabeposition
zu drücken,
wodurch es dem Führungskörper 50 und
der Arretiervorrichtung 60/dem Schieber 70 erlaubt
wird, relativ zueinander und zu dem Träger bewegt zu werden, wodurch
entweder die Freigabe der Klemmanordnung 40 oder die erneute
Einstellung auf einen Trägerabschnitt
mit einer anderen Größe erlaubt wird.
In einer bevorzugten Konstruktion sind der Führungskörper 50, die Arretiervorrichtung 60 und
der Schieber 70 größenmäßig so bemessen,
dass sie die Trägerflansche
unterbringen, die eine Spannweite von 101,6 mm bis 254,0 mm (4 Inch
bis 10 Inch) haben. Der Führungskörper 50,
die Arretiervorrichtung 60 und der Schieber 70 sind
aus 3,175 mm (1/8 Inch) Pressstahl gebildet.
-
Steuer-Strom-Leiterstreifen
-
Wie
in 2 gezeigt ist, erwägt die vorliegende Erfindung
auch einen Steuer-/Strom-Leiterstreifen 90, der größenmäßig so bemessen
ist, dass er zwischen den Flanschen eines Trägers angeordnet werden kann.
Der Steuerleiterstreifen 90 umfasst ein Gehäuse 92 und
Kabel zum Zuführen
von elektrischem Strom sowie auch von Steuersignalen. Das Gehäuse 92 stellt
eine Abstützung
für die
Kabel bereit und kann die Kabel im wesentlichen umschließen oder
lediglich eine Aufnahme der Kabel bereitstellen. Typischerweise
umfasst der Steuerleiterstreifen 90 Verbindungen bei 12
Inch Zentren, um mit einer Vielzahl von Rahmen 20 in Eingriff
zu kommen. Der Steuerleiterstreifen 90 ist an dem Träger durch
jede einer Vielfalt von Mechanismen befestigt, die Klebstoffe, mit
Gewinde versehene Verbindungselemente sowie auch Klammern umfassen.
-
Umlenkrolle
-
Wie
in 1 gezeigt ist, ist die Vielzahl von Umlenkrollen 220,
die der Vielzahl von Führungsrollen 80 entspricht,
mit dem Gehäuse
in einer beabstandeten Beziehung vom Rahmen 20 befestigt.
Die Umlenkrollen 220 werden verwendet, um den Teil des
Seilweges von einem im allgemeinen horizontalen Wegabschnitt, der
sich ausgehend von dem Rahmen 20 erstreckt, zu einem im
allgemeinen vertikalen Wegabschnitt zu definieren, der sich zu der
Laststange 12 oder der Last erstreckt. In Abhängigkeit
von der Länge
der Laststange 12 und der Breite der Bühne kann es nur eine oder zwei
Umlenkrollen 220 oder auch so viele wie sechs, acht, zwölf oder
mehr geben.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, sind zwei interne Umlenkrollen 220 in
dem Rahmen 20 angeordnet, um es den Seilen 14 zu
erlauben, innerhalb der Grundfläche
des Rahmens nach unten zu wandern. Somit reduziert die vor liegende
Erfindung den Bedarf an einem Seitenflügelraum in einem Gebäude, um die
Gegengewichtssysteme unterzubringen.
-
Typischerweise
gibt es bei jeder der Umlenkrollen 220 ein Zugseil 222 und
ein Durchlaufseil 224, wobei das Zugseil das Seil ist,
das von der Umlenkrolle umgeleitet wird, um sich nach unten zu der
Laststange 12 zu erstrecken, und sich das Durchlaufseil in
einer im allgemeinen horizontalen Richtung zu der nachfolgenden
Umlenkrolle fortsetzt. In einer bevorzugten Konfiguration bringen
die Umlenkrollen 220 das Zugseil 222 sowie jegliche
Durchlaufseile 224 unter.
-
Unter
Bezugnahme auf 10 umfasst jede Umlenkrolle 220 eine
Zugseilscheibe 230, eine optionale Trägerseilscheibe 240,
eine stromaufwärtige Führung 250,
eine stromabwärtige
Führung 260 und ein
Paar von Seitenplatten 270. Die Zugseilscheibe 230 ist
so konstruiert, dass sie mit dem Zugseil 222 in Eingriff
kommt und dieses in Spur hält,
und die Trägerseilscheibe
oder Spannrolle 240 ist so konstruiert, dass sie das Durchlaufseil 224 unterstützt. Es
ist in Betracht gezogen, dass die Zugseilscheibe 230 und die
Trägerseilscheibe 240 eine
einzige Einheit sein können,
die eine Spur für
das Zugseil 222 und eine separate Spur/Spuren für die Durchlaufseile 224 haben.
In einer bevorzugten Konstruktion ist die Trägerseilscheibe 240 ein
separates Bauteil, das mit der Zugseilscheibe 230 in einer
Reibpassung in Eingriff kommt, wobei die Zugseilscheibe und die
Trägerseilscheibe
zusammen rotieren. Diese Konstruktion erlaubt es der Umlenkrolle 220,
ohne weiteres je nach Notwendigkeit mit oder ohne die Trägerseilscheibe 240 konstruiert
zu werden. Alternativ dazu können die
Zugseilscheibe 230 und die Trägerseilscheibe 240 separat
drehbare Elemente sein.
-
Die
stromaufwärtige
Führung 250 umfasst eine
Durchlaufseileintrittsöffnung 251 und
eine Zugseileintrittsöffnung 253,
wobei die Durchlaufseileintrittsöffnung
auf die Trägerseilscheibe 240 ausgerichtet
ist und die Zugseileintrittsöffnung
auf die Zugseilscheibe 230 ausgerichtet ist. Die stromaufwär tige Führung 250 ist
so konfiguriert, dass sie ein Hüpfen oder
Rupfen der Seile 14 in ihren jeweiligen Seilscheibenanordnungen
reduziert. Die stromabwärtige Führung 260 ist
um den existierenden Weg des Zugseils 222 herum angeordnet.
Typischerweise umfasst die stromabwärtige Führung eine Zugseilaustrittsöffnung 263.
-
Die
Seitenplatten sind größenmäßig so bemessen,
dass sie mit den Zug- und Trägerseilscheiben 230, 240 sowie
auch mit den stromaufwärtigen und
stromabwärtigen
Führungen 250, 260 in
Eingriff kommen, um ein im wesentlichen umschlossenes Gehäuse für die Seile 14 zu
bilden. Die Seitenplatte 270 umfasst einen peripheren Kanal 273 zum
Ineingriffkommen mit und Halten der stromaufwärtigen Führung 250 und der
stromabwärtigen
Führung 260. Die
peripheren Kanäle 273 umfassen
einen Zugangsschlitz 275, der größenmäßig so bemessen ist, dass er
die stromaufwärtige
Führung 250 und
die stromabwärtige
Führung 260 dort
hindurch führt.
In der Betätigungsausrichtung
hält der
periphere Kanal 273 die stromaufwärtige Führung 250 und die
stromabwärtige
Führung 260.
Aber die Seitenplatten 270 können gedreht werden, um den
Zugangsschlitz 275 auf die stromaufwärtige Führung 250 oder die
stromabwärtige
Führung 260 auszurichten,
so dass die Führungen
von dem Seitenplatten entfernt werden können. Die Umlenkrolle 220 erlaubt
es dadurch, dass Bauteile entfernt werden können, ohne dass die Seile 14 durchgezogen
werden müssen
und danach erneut aufgezogen werden müssen.
-
Die
Umlenkrolle 220 umfasst eine Welle, um die die Zugseilscheibe 230,
die Trägerseilscheibe (falls
verwendet) und die Seitenplatten 270 konzentrisch angebracht
sind.
-
Die
Umlenkrolle 220 greift in eine Kupplungshalterung (coupling
bracket) 226 ein, wobei die Kupplungshalterung mit einer
Klemmanordnung 40 verbunden werden kann, so dass die Kupplungshalterung
um ein Paar von orthogonalen Achsen bewegt wird, um Toleranzen in
dem Gebäude
auszugleichen.
-
Steuergerät
-
Es
wird weiter erwogen, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung
mit einem Steuergerät 200 zum
Steuern des Antriebsmechanismus 100 verwendet werden kann.
Insbesondere kann das Steuergerät 200 eine
speziell angefertigte Vorrichtung sein oder kann alternativ dazu
eine Software umfassen, um einen Personal Computer zu betreiben,
in dem die Steuersignale für
die Hebeanordnung 10 erzeugt werden.
-
Stoppsensor
-
Ein
Näherungssensor
oder Detektor 280 kann relativ zu der Last, der Laststange 12 oder
den Elementen befestigt sein, die mit der Laststange 12 verbunden
sind. Der Sensor 280 kann einer einer Vielfalt von im Handel
erhältlichen
Vorrichtungen einschließlich
ein Infrarot-, Ultraschall- oder Näherungssensor sein. Der Sensor 280 ist
betriebsmäßig mit dem
Steuergerät
durch eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung wie etwa
Infrarot verbindbar. Der Sensor 280 ist so konfiguriert,
dass er ein Hindernis in dem Weg der Laststange 12 bei
der Bewegung in einer oder beiden der Absenkrichtung oder der Anheberichtung
erfasst. Der Sensor 280 stellt ein Signal bereit, so dass
das Steuergerät 200 die
Rotation des Motors 110 beendet und folglich die Drehung
der Trommel 160 und die Bewegung der Laststange 12 stoppt,
wenn ein Hindernis erfasst wird.
-
Es
wird erwogen, dass der Sensor 280 mit der Laststange 12 verbunden
werden kann, wobei der Sensor eine ausfahrbare Kette oder ein ausfahrbares
Halteseil 282 umfasst, die/das größenmäßig so bemessen ist, dass sie/es
den Sensor 280 an einem Teil der Last, die von der Laststange
getragen wird, anordnen kann. Somit kann der Sensor 280 betriebsmäßig in Be zug
auf die Laststange 12 oder die Last angeordnet werden.
Vorzugsweise ist der Sensor größenmäßig so bemessen
und farblich so ausgelegt, dass die Sichtbarkeit für ein betrachtendes Publikum
reduziert ist. Es ist auch selbstverständlich, dass der Sensor so
ausgewählt
werden kann, dass er verhindert, dass die Laststange in Kontakt
mit dem Deck, dem Boden oder der Bühne kommt.
-
Trimmeinstellung
-
Unter
Bezugnahme auf 11 stellt die vorliegende Erfindung
außerdem
eine Trimmeinstellung 290 bereit. Das ist die relative
Feineinstellung der Länge
des Seils in dem Falllinienabschnitt des Seilweges.
-
In
einer ersten Konfiguration der Trimmeinstellung 290 ist
die Struktur größenmäßig so bemessen
und ausgewählt,
dass sie in dem Querschnittsbereich der Laststange 12 angeordnet
werden kann. Somit ist die Trimmeinstellung 290 im wesentlichen für das Publikum
unsichtbar. Die Trimmeinstellung kann in einem Abschnitt der Laststange 12 angeordnet
werden oder einen Teil der Laststange wie etwa eine Spleißstelle
oder einen Kuppler bilden.
-
Die
Trimmeinstellung 290 umfasst eine Verschiebevorrichtung
(translator) 292, die drehbar an der Laststange 12 entlang
ihrer Längsabmessung angebracht
ist und einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt umfasst. Die
Trimmeinstellung 290 umfasst außerdem einen Reiter 294,
der über
ein Gewinde mit dem Gewindeabschnitt der Verschiebevorrichtung 292 in
Eingriff steht, so dass bei einer Drehung der Verschiebevorrichtung
der Reiter linear entlang der Verschiebevorrichtung angeordnet ist.
-
Das
Seil 14 ist fest mit dem Reiter 294 verbunden,
so dass dann, wenn der Reiter relativ zu der Laststange 12 verschoben
wird, ein zusätzli ches
Seil 14 entweder in die Laststange hineingezogen wird oder
von der Laststange abgezogen wird.
-
Die
Drehung der Verschiebevorrichtung 292 wird von einer Benutzerschnittstelle 296 wie
etwa einer Sechskant-, einer Sechskantkopf- oder Schraubenschnittstelle
bereitgestellt. Typischerweise umfasst die Benutzerschnittstelle
ein Universalgelenk 298, so dass die Schnittstelle von
einer nicht kollinearen Ausrichtung mit der Verschiebevorrichtung
aus betätigt
werden kann.
-
Obwohl
die (lineare) Verschiebevorrichtung 292 und der zugehörige Reiter 294 in
der ersten Konfiguration gezeigt sind, ist es selbstverständlich,
dass verschiedene alternative Mechanismen wie zum Beispiel Sperrzahnräder und
Sperrklinken, Kolben, einschließlich
hydraulische und pneumatische Mechanismen sowie auch Trommelsysteme
zum Aufnehmen und Ausgeben eines Abschnitts eines Seils 14 in einem
Querschnittsbereich einer Laststange 12 verwendet werden
können,
um als eine Trimmeinstellungshöhe
in einem Rigging-System zu funktionieren.
-
Installation
-
Vorzugsweise
ist die Hebeanordnung 10 so konstruiert, dass sie eine
vorbestimmte Anzahl an Seilen 14 und folglich eine entsprechende
Anzahl an Wickelabschnitten 162 auf der Trommel 160 und Führungsrollen 80 aufnimmt.
Außerdem
sind die internen Umlenkrollen 220 sowie die externen Umlenkrollen 220 beim
Versand in dem Rahmen 20 angeordnet. Außerdem wird jedes Seil 14 vorher
aufzogen, so dass die Seiltopologie ihrem eigenen Seilweg folgt.
-
Die
Hebeadapter 26 kommen mit dem Seil 14 über ein
Gewinde in Eingriff, und die separaten Klemmanordnungen 40 werden
mit einem Paar von Seilen von der Trommel 160 verbunden.
Das Seil 14 wird von dem jewei ligen Wickelabschnitt zugeführt und
die Klemmanordnungen werden mit dem Gebäude verbunden. Dann wird die
Trommel 160 gedreht, um den Rahmen 20 in die Installationsposition
hochzuheben. Die Klemmanordnungen 40, die mit dem Rahmen 20 verbunden
sind, werden mit einem benachbarten Träger des Gebäudes verbunden. Die Klemmanordnungen 40 kommen
mit den jeweiligen Trägern
in Eingriff und werden ausreichend festgezogen, um die Klemme relativ
zu dem Träger
festzuhalten. Die Lasthebeklemmanordnungen an den Seilen 14 werden
von dem Gebäude
und den Seilen entfernt, und die Hebeadapter werden von dem Rahmen entfernt.
Somit wird der Rahmen 20 relativ zu der Struktur festgehalten.
-
Wenn
der Rahmen 20 an den jeweiligen Trägern befestigt ist, werden
die externen Umlenkrollen 220 von dem Rahmen entfernt und
ausreichend Seil 14 wird von der Trommel 160 abgezogen,
um die Umlenkrolle nahe dem jeweiligen strukturellen Träger anzuordnen.
Dann wird die Umlenkrolle 220 mit dem Träger durch
die Klemmanordnung 40 verbunden. Das Zugseil 222 von
jeder Umlenkrolle 220 kann betriebsmäßig mit einer Laststange 12 oder
einer Last verbunden werden. Die Trimmeinstellung 290 wird dann
verwendet, um die relative Länge
der Falllinie je nach Bedarf einzustellen.
-
Da
die Führungsrollen 80 einander
longitudinal entlang der Drehachse der Trommel 160 überlappen,
hat der Rahmen 20 eine Breite von etwa 22,86–27,94 cm
(9–11
Inch). Somit kann eine Vielzahl von Rahmen 20 mit dem Gebäude in einer
aneinandergrenzenden Beziehung verbunden werden, wobei die Trommelachse
parallel dazu verläuft,
um eine Position bei 30,48 cm (12 Inch) Zentren bereitzustellen,
wie dies in 12 zu sehen ist. Alternativ dazu
können
die Rahmen entlang der Breite der Bühne versetzt angeordnet werden,
wie in 13 zu sehen ist, da der Rahmen 20 so
konstruiert werden kann, dass er die externen Umlenkrollen 220 in
jeglicher Beziehung zu den internen Umlenkrollen umfasst. Das heißt, der
zweite Rahmen ist von dem ersten Rahmen in der Längsrichtung derart beabstandet, dass
die Enden der aufeinanderfolgenden Rahmen voneinander beabstandet
sind.
-
Betrieb
-
Beim
Betrieb drehen sich bei Betätigung
des Motors 110 die Antriebswelle 112 und die Trommel 160 in
der Abwickelrotation. Diese Rotation setzt den Bremsbelag 134 fest
und schraubt die Druckplatte 136 weg von der Antriebsscheibe 132,
was es erlaubt, dass das Seil 14 von jedem Wickelabschnitt aus
der Trommel 160 an dem jeweiligen Abzugspunkt ausgegeben
wird.
-
Die
Rotation der Welle 114, die das Seil 14 auf der
Trommel 160 aufwickelt oder von dieser abwickelt, bewirkt
auch die Rotation des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts der
Welle. Die Rotation des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts
relativ zu dem Schlussstück 115 induziert
eine lineare Verschiebung der Trommel 160 entlang der Achse der
Trommeldrehung während
der Aufwickel- und Abwickelrotation der Trommel.
-
Das
Gewindeschneiden des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts, die
Größe der Trommel 160 und
des Seils 14 werden so ausgewählt, dass der Seilablenkungswinkel
oder das Seilablenkungswinkellimit zwischen jeder Führungsrolle 80 und
dem Abzugspunkt des jeweiligen Wickelabschnitts 162 aufrechterhalten
wird. Somit wird durch die Längsverschiebung
der Trommel 160 während der
Abwickel- und Aufwickelrotation der Seilablenkungswinkel für jede Führungsrolle 80 und
den entsprechenden Abzugspunkt in dem Wickelabschnitt 162 aufrechterhalten.
-
Wenn
die Seilablenkungswinkel automatisch aufrechterhalten werden, besteht
kein Bedarf nach einer beweglichen Verbindung zwischen einer Vielzahl
von Führungsrollen 80 entlang
der spiralförmigen
Halterung und dem Rahmen, um einen gewünschten Seilablenkungswinkel
aufrechtzuerhalten.
-
In
der Vorspannmechanismus-Konfiguration steigt die Spannung in der
Torsionsfeder, wenn die Trommel 160 mit einer Abwickelrotation
gedreht wird. Somit hilft die Torsionsfeder bei Rotation der Welle und
folglich der Trommel in der Aufwickelrichtung bei einer solchen
Drehung, wodurch der Effekt des Gewichts der Last wie z.B. der Laststange
und jeder zugehörigen
Ausrüstung
reduziert wird. Diese Reduktion der effektiven Last erlaubt es,
dass die Dimensionierung des Motors und des Getriebes dementsprechend
angepasst werden kann.
-
Obwohl
die vorliegende Beschreibung in bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Alternative Ausführungsbeispiele, Konfigurationen
oder Modifikationen, die von der Erfindung eingeschlossen werden,
können
von den Fachleuten auf diesem Gebiet durchgeführt werden, wobei diese Ausführungsbeispiele,
Konfigurationen, Modifikationen oder Äquivalente in dem Schutzbereich
der Erfindung liegen können,
wie er durch die anhängenden
Ansprüche
definiert ist.
-
- 10
- Hebeanordnung
- 12
- Laststange
- 14
- Seil
- 20
- Rahmen
- 22
- Querträger
- 24
- modularer
Abschnitt
- 30
- Führungsrollenhalterung
- 40
- Klemmanordnung
- 50
- Führungskörper
- 52
- Zähne
- 53
- Schlitz
- 60
- Arretiervorrichtung
- 62
- Kontaktriegel
- 63
- Schlitz
- 64
- Ohr
- 66
- Kontakteinheit
- 140
- Spannachsbolzen
- 141
- Bremsgewinde
- 143
- Spanngewinde
- 146
- Spannmutter
- 70
- Schieber
- 72
- Gewindewelle
- 76
- freies
Ende
- 80
- Führungsrolle
- 90
- Steuerleiterstreifen
- 92
- Gehäuse
- 100
- Antriebsmechanismus
- 110
- Motor
- 111
- lineares
Gleitstück
- 114
- Antriebswelle
- 115
- Schlussstück
- 120
- Getriebe
- 130
- Lastbremse
- 132
- Antriebsscheibe
- 133
- Kupplung
- 134
- Bremsbelag
- 136
- Druckplatte
- 139
- Sperrklinke
- 270
- Seitenplatte
- 273
- peripherer
Kanal
- 275
- Zugangsschlitz
- 280
- Detektor
- 160
- drehbare
Trommel
- 162
- Wickelabschnitt
- 170
- Segment
- 172
- Nase
- 174
- Aussparung
- 176
- Längsabschnitt
- 180
- starrer
Kern
- 200
- Steuergerät
- 220
- Umlenkrolle
- 222
- Zugseil
- 224
- Durchlaufseil
- 226
- Kupplungshalterung
- 230
- Zugseilscheibe
- 240
- Trägerseilscheibe
- 250
- stromaufwärtige Führung
- 251
- Durchlaufseileintrittsöffnung
- 253
- Zugseileintrittsöffnung
- 260
- stromabwärtige Führung
- 263
- Zugseilaustrittsöffnung
- 282
- Kette
bzw. Halteseil
- 290
- Rahmeneinstellung
- 292
- Verschiebevorrichtung
- 294
- Reiter
- 296
- Benutzerschnittstelle
- 298
- Universalgelenk