WO1997033144A1 - Safety device for mechanical motor driven systems operating with rods and/or cables - Google Patents

Safety device for mechanical motor driven systems operating with rods and/or cables Download PDF

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WO1997033144A1
WO1997033144A1 PCT/DE1997/000400 DE9700400W WO9733144A1 WO 1997033144 A1 WO1997033144 A1 WO 1997033144A1 DE 9700400 W DE9700400 W DE 9700400W WO 9733144 A1 WO9733144 A1 WO 9733144A1
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safety device
load
output signal
measuring device
load measuring
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Guy Laenen
Jozef Willekens
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/047—Specific indicating or recording arrangements, e.g. for remote indication, for indicating overload or underload

Definitions

  • Safety device for mechanically-motorized devices that work with linkages and / or cables
  • the invention relates to a safety device for mechanically-motorized devices which operate with linkages and / or cable pulls, e.g. Devices for moving stage or studio lights, hanging telescopes, pan-graphs, point-hoists etc.
  • Such a device is, if it is a device for the movement of stage or studio lights, for example suspended from an I-section support which is arranged near the ceiling of a theater or television studio.
  • the said device is movable in the vertical direction; it serves to arrange the stage or studio lights in the vertical level that is desired in each case.
  • the stage or studio lights are in turn on a support element that is suspended from the I-beam
  • the safety device now serves to prevent movement of the device carrying the stage or studio lights if there is an obstacle within the stroke of the device.
  • Known safety devices of this type work on the basis of an overload or underload detection. By means of the overload detection, it is determined whether the forces exerted by the movable device exceed a predetermined maximum force. If such a determination is made, the drive device of the mechanical motorized device are stopped or the drive device must not be started. An overload occurs when the device holding the stage or studio lights is to be moved upwards.
  • the underload detection it is determined if, during a vertical downward movement of the device holding the stage or studio lights, this downward movement is disturbed by objects in the way. If the device mentioned is moved against objects of this type, the forces exerted by this device on a measuring device are reduced. If such an underload is determined, the drive device of the device holding the stage or studio lights is put out of operation or is not put into operation at all.
  • the known safety devices operate on the principle that a mechanical component is deflected in one direction or the other due to overload or underload on the device holding the stage or studio lights.
  • This mechanical component which can be a spring, for example, is provided with a release device in the form of a lever, an arm or the like. combined, which in turn actuates electromechanical microswitches when a maximum possible overload is exceeded or when the maximum possible underload is undershot, which are arranged in such a way that they are actuated by the triggering part under the aforementioned conditions.
  • this microswitch which is either ON or OFF, is in the control unit of the drive device entered the mechanically-motorized device and the drive device takes out of operation under the aforementioned conditions.
  • the mechanical component which is usually designed as a spring, must first be deformed or deflected due to the overload or underload, the triggering part combined with this mechanical component or the spring must mechanically moved, this triggering part must actuate the respective electro-mechanical microswitch, which then inputs its output signal into the control unit of the drive device.
  • the invention is based on the object of providing a securing device for mechanically-motorized devices operating with linkages and / or cables, by means of which, on the one hand, a more precise detection of the forces acting on the mechanically-motorized device and, on the other hand, a Compared to the prior art, a faster reaction to an overload or underload condition is possible.
  • the securing device has a load measuring device, by means of which a current load, which is exerted by the device which is moved mechanically by means of a motor and works with linkages and / or cable pulls, can be continuously detected and a load signal corresponding to the current load can be continuously generated. Due to the continuous detection of the current load present on the mechanical-motor-operated device, it is possible to initiate countermeasures in the form of switching off a drive device of the mechanically-moved device as soon as this current load rises or falls. Due to the continuous recording of the current load, it is also possible to take countermeasures early, for example in the form of repairs or maintenance, in the event of irregularities which do not yet lead to overload or underload conditions.
  • the load measuring device belonging to the securing device according to the invention can expediently have an electrically operating tensile or compressive stress sensor. by virtue of of the tension state determined by the tensile or compressive stress sensor can then be inferred directly to the level of the current load determined by the tensile or compressive stress sensor. Due to the electrical mode of operation of the tensile or compressive stress sensor, an output signal corresponding to this stress state can be generated and forwarded without further intermediate steps.
  • a direct response to the output signal of the load measuring device belonging to the safety device according to the invention is ensured if the output signal continuously generated by the load measuring device and corresponding to the current load is input into a control unit of a drive device of the mechanically-motorized device and the drive device can be switched off by means of the control unit or can be kept out of operation if the output signal of the load measuring device exceeds or falls below an upper or lower limit signal.
  • the upper limit signal can be determined by a maximum permissible load increase per unit time and the lower limit signal by a maximum permissible load decrease per unit time.
  • the load measuring device inputs its output signal into a microprocessor of the control unit of the drive device.
  • the measurement or detection of the current load present on the mechanically-motorized device and the generation of an output signal corresponding to this current load can be continuously realized by a single component if the one that forms the load measuring device of the safety device according to the invention electrically operating tensile or compressive stress sensor is designed as a strain gauge.
  • the current load leads directly to a change in the operating state of the strain gauge, which at the same time results in a change in the voltage state of a circuit having this strain gauge and thus a change in the output signal of the load measuring device.
  • the normal voltage of the strain gauge is associated with an operating state of the mechanically moved device in which there are no faults, such as obstacles or the like.
  • the voltage state of the strain gauge changes with a simultaneous change in the output signal of the circuit of the load measuring device having the strain gauge.
  • the strain gauge can expediently be arranged on the surface of a spring element. A change in the spring from its normal position thus immediately results in a change in the operating state of the strain gauge and thus a change in the output signal of the circuit of the load measuring device having the strain gauge.
  • the strain gauges can be designed as strain gauges whose voltage state, which is proportional to the current load, can be input practically directly as an output signal into the control unit of the drive device of the mechanically moving device.
  • the spring element can then be designed in a simple manner as a leaf spring on which the strain gauges are attached in a suitable manner.
  • Compression stress sensor as a load cell, e.g. on a piezoelectric basis.
  • the load measuring device of the safety device according to the invention should expediently have a load suspension that operates without transverse force.
  • strain gauges are used, these can advantageously be components of a bridge circuit, in particular a Wheatston bridge circuit, by means of the an exact detection and evaluation of changes in length of the strain gauges is possible.
  • the safety device according to the invention can be used in particular to secure pole lights hangers of a stage lighting, a TV studio or other production facilities for event technology.
  • FIG. 1 shows a side view of a securing device according to the invention
  • FIG. 2 shows a front view of the securing device according to FIG
  • FIG. 3 shows a basic illustration of the connection of the safety device according to the invention to a control unit of a drive device
  • FIG. 4 shows a carrying device.
  • a safety device serves e.g. to shut down a device for the movement of stage or studio lights if overload or underload conditions occur due to obstacles present in the movement path of the device.
  • the safety device according to the invention is integrated in the manner described below in the suspension of the mechanical-motorized device.
  • An I-beam 1 is attached in the usual way near a ceiling of a studio.
  • a leaf spring 4 is held on the I-profile carrier 1 by means of two screw fastenings 2, which each encompass one leg of the lower base of the I-profile carrier, and an intermediate clamping plate 3, which leaf spring extends in the direction of the main extent of the I-profile carrier 1 via the intermediate clamping plate 3 protrudes.
  • a supporting part 6 is suspended from the leaf spring 4 by means of a connecting bolt 5, the arrangement of the connecting bolt 5 with respect to the leaf spring 4 being selected such that a change in the mechanical load on the supporting part 6 results in a large change in the deflection of the leaf ⁇ spring 4 leads.
  • steel strips 7 are held on the support part 6, on which a support device 17 shown in FIG. 4 is suspended.
  • This carrying device can be moved mechanically and by motor, so that the stage or study lights can be arranged in the desired vertical level within the studio.
  • the leaf spring 4 forms, with the strain gauges 8 attached to it, a load measuring device 9.
  • the strain gauges 8 are arranged in a suitable circuit, for example in a Wheatston bridge circuit, so that a change in the length of the strain gauges as an output signal by a electrical cable 10 into a control unit 11
  • a drive device of the mechanical-motor-driven device holding the stage or studio lights is input, preferably into a microprocessor 12 of this control unit 11.
  • the two Wheatstone bridge circuits 13 shown in FIG. 3 each consist of two strain gauges 8 and known resistors 14 and 15.
  • a change in the length of the strain gauges 8 of the Wheatstone bridge circuit 13 thus immediately results in a change in the output signal of the Wheatstone bridge circuit 13, with a corresponding change in this output signal by an electronic component 16 in the microprocessor 12 of the control unit 11 of the drive device is entered.
  • the drive device of the device for moving the stage or studio lights is switched off. Since the current load is always known due to the output signal of the Wheatstone bridge circuit 13, this output signal can also be used to detect changes which are above and below an underload or overload condition.
  • strain gauges 8 can be arranged in a modification of the illustrated embodiment on each component of the suspension of the device for the movement of the stage or studio lights which is under tension.
  • the continuous output signal is proportional to the current load. It is generated permanently so that the drive device can be switched off immediately due to an overload or an underload condition as soon as the current load leaves the permissible range.

Abstract

The disclosure concerns a safety device for mechanical motor-driven systems operating with rods and cables, such as devices used for moving stage or studio lights, suspended telescopes, pantographs, point hoists etc. The aim is to make the safety device capable of reacting promptly to an overload or underload and detect changes in the actual load even within the permissible range. To that end, the safety device is provided with a load-measuring device (9) with which the actual load imposed by the system can be measured continuously and an output signal can be generated continuously corresponding to the actual load.

Description

Beschreibungdescription
Sicherungsvorrichtung für mechanisch-motorisch bewegte, mit Gestängen und/oder Seilzügen arbeitende EinrichtungenSafety device for mechanically-motorized devices that work with linkages and / or cables
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungsvorrichtung für mechanisch-motorisch bewegte, mit Gestängen und/oder Seilzü¬ gen arbeitende Einrichtungen, z.B. Einrichtungen für die Be¬ wegung von Bühnen- oder Studioleuchten, Hänge-Teleskope, Pan- tographen, Point-hoists etc.The invention relates to a safety device for mechanically-motorized devices which operate with linkages and / or cable pulls, e.g. Devices for moving stage or studio lights, hanging telescopes, pan-graphs, point-hoists etc.
Eine derartige Einrichtung ist, sofern es sich um eine Ein¬ richtung für die Bewegung von Bühnen- oder Studioleuchten handelt, beispielsweise an einem I-Profilträger aufgehängt, der nahe der Decke eines Theaters oder Fernsehstudios ange¬ ordnet ist. Die genannte Einrichtung ist in Vertikalrichtung bewegbar; sie dient dazu, die Bühnen- bzw. Studioleuchten in demjenigen Vertikalniveau anzuordnen, welches jeweils ge¬ wünscht wird. Die Bühnen- bzw. Studioleuchten sind ihrerseits an einem Tragelement der an dem I-Profilträger aufgehängtenSuch a device is, if it is a device for the movement of stage or studio lights, for example suspended from an I-section support which is arranged near the ceiling of a theater or television studio. The said device is movable in the vertical direction; it serves to arrange the stage or studio lights in the vertical level that is desired in each case. The stage or studio lights are in turn on a support element that is suspended from the I-beam
Einrichtung aufgehängt. Die Sicherungsvorrichtung dient nun¬ mehr dazu, eine Bewegung der die Bühnen- oder Studioleuchten tragenden Einrichtung zu verhindern, falls sich ein Hindernis innerhalb des Hubweges der Einrichtung befindet . Bekannte derartige Sicherungsvorrichtungen arbeiten auf der Grundlage einer Überlast- bzw. einer Unterlasterfassung. Mittels der Überlasterfassung wird festgestellt, ob die seitens der be¬ wegbaren Einrichtung ausgeübten Kräfte eine vorgegebene Höchstkraft überschreiten. Wird eine derartige Feststellung getroffen, muß die Antriebseinrichtung der mechanisch- motorisch bewegten Einrichtung stillgesetzt werden bzw. darf die Antriebseinrichtung nicht in Betrieb gesetzt werden. Eine Überlast tritt auf, wenn die die Bühnen- oder Studioleuchten halternde Einrichtung aufwärts bewegt werden soll.Establishment hung. The safety device now serves to prevent movement of the device carrying the stage or studio lights if there is an obstacle within the stroke of the device. Known safety devices of this type work on the basis of an overload or underload detection. By means of the overload detection, it is determined whether the forces exerted by the movable device exceed a predetermined maximum force. If such a determination is made, the drive device of the mechanical motorized device are stopped or the drive device must not be started. An overload occurs when the device holding the stage or studio lights is to be moved upwards.
Mittels der Unterlasterfassung wird festgestellt, falls bei einer vertikalen Abwärtsbewegung der die Bühnen- oder Studio¬ leuchten halternden Einrichtung diese Abwärtsbewegung durch im Weg befindliche Gegenstände gestört wird. Falls die ge- nannte Einrichtung gegen derartige Gegenstände bewegt wird, verringern sich die seitens dieser Einrichtung auf eine Me߬ einrichtung ausgeübten Kräfte. Wird eine derartige Unterlast festgestellt, wird die Antriebseinrichtung der die Bühnen¬ oder Studioleuchten halternden Einrichtung außer Betrieb ge- setzt bzw. gar nicht erst in Betrieb gesetzt.By means of the underload detection it is determined if, during a vertical downward movement of the device holding the stage or studio lights, this downward movement is disturbed by objects in the way. If the device mentioned is moved against objects of this type, the forces exerted by this device on a measuring device are reduced. If such an underload is determined, the drive device of the device holding the stage or studio lights is put out of operation or is not put into operation at all.
Die bekannten Sicherheitseinrichtungen fungieren auf dem Prinzip, daß ein mechanisches Bauteil aufgrund von Überlast oder Unterlast an der die Bühnen- oder Studioleuchten hal- ternden Einrichtung in die eine oder andere Richtung ausge¬ lenkt wird. Dieses mechanische Bauteil, bei dem es sich bei¬ spielsweise um eine Feder handeln kann, ist mit einer Auslö¬ seeinrichtung in Form eines Hebels, eines Arms od.dgl. kombi¬ niert, die ihrerseits bei Überschreiten einer maximal mögli- chen Überlast bzw. bei Unterschreiten einer maximal möglichen Unterlast elektromechanische Mikroschalter betätigt, die so angeordnet sind, daß sie unter den genannten Voraussetzungen mittels des Auslöseteils betätigt werden. Entsprechend dem Ausgangssignal dieser Mikroschalter, das entweder EIN oder AUS ist, wird in die Steuereinheit der Antriebseinrichtung der mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung eingegeben und setzt die Antriebseinrichtung unter den genannten Vorausset¬ zungen außer Betrieb.The known safety devices operate on the principle that a mechanical component is deflected in one direction or the other due to overload or underload on the device holding the stage or studio lights. This mechanical component, which can be a spring, for example, is provided with a release device in the form of a lever, an arm or the like. combined, which in turn actuates electromechanical microswitches when a maximum possible overload is exceeded or when the maximum possible underload is undershot, which are arranged in such a way that they are actuated by the triggering part under the aforementioned conditions. According to the output signal of this microswitch, which is either ON or OFF, is in the control unit of the drive device entered the mechanically-motorized device and the drive device takes out of operation under the aforementioned conditions.
Zwischen dem Auftreten einer Über- oder einer Unterlast und der Abschaltung der Antriebseinrichtung muß aufgrund der Über- bzw. Unterlast zunächst das üblicherweise als Feder ausgebildete mechanische Bauteil verformt bzw. ausgelenkt werden, muß das mit diesem mechanischen Bauteil bzw. der Fe- der kombinierte Auslöseteil mechanisch bewegt werden, muß dieses Auslöseteil den jeweiligen elektro-mechanischen Mikro¬ schalter betätigen, welcher dann sein Ausgangssignal in die Steuereinheit der Antriebseinrichtung eingibt.Between the occurrence of an overload or an underload and the switching off of the drive device, the mechanical component, which is usually designed as a spring, must first be deformed or deflected due to the overload or underload, the triggering part combined with this mechanical component or the spring must mechanically moved, this triggering part must actuate the respective electro-mechanical microswitch, which then inputs its output signal into the control unit of the drive device.
Sowohl bei der Erfassung der an der mechanisch-motorisch be¬ wegten Einrichtung vorhandenen Kräfte als auch bei der Erzeu¬ gung und Weiterleitung des aus diesen Kräften bei Über- oder Unterlast resultierenden, die Antriebseinrichtung der genann¬ ten mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung stillsetzenden Ausgangssignals sind eine Vielzahl von Bauelementen betei¬ ligt, welche voneinander abhängig sind und fungieren. Darüber hinaus ist eine größere Anzahl aufeinander folgender einzel¬ ner Schritte erforderlich, bis ein eine Überlast oder eine Unterlast anzeigendes Ausgangssignal von den elektro-mecha- nischen Mikroschaltern in die Steuereinheit der Antriebsein¬ richtung eingegeben wird. Darüber hinaus ist im Falle der be¬ kannten Sicherungsvorrichtungen nachteilhaft, daß mittels des von den elektro-mechanischen Mikroschaltern zur Verfügung ge¬ stellten Ausgangssignals lediglich festgestellt werden kann, ob ein Überlast- bzw. Unterlastzustand vorliegt oder nicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherungsvor¬ richtung für mechanisch-motorisch bewegte, mit Gestängen und/ oder Seilzügen arbeitende Einrichtungen zur Verfügung zu stellen, mittels der einerseits eine genauere Erfassung der an der mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung angreifenden Kräfte und andererseits eine im Vergleich zum Stand der Tech¬ nik schnellere Reaktion auf einen Überlast- oder Unterlastzu¬ stand möglich ist.Both in the detection of the forces present on the mechanically moving device and in the generation and transmission of the output signal resulting from these forces in the event of overload or underload and which shut down the drive device of the mentioned mechanically moving device a large number of components are involved, which are interdependent and function. In addition, a larger number of successive individual steps is required until an output signal indicating an overload or an underload is input by the electro-mechanical microswitches into the control unit of the drive device. In addition, in the case of the known safety devices, it is disadvantageous that the output signal provided by the electro-mechanical microswitches can only be used to determine whether an overload or underload condition is present or not. The invention is based on the object of providing a securing device for mechanically-motorized devices operating with linkages and / or cables, by means of which, on the one hand, a more precise detection of the forces acting on the mechanically-motorized device and, on the other hand, a Compared to the prior art, a faster reaction to an overload or underload condition is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieThis object is achieved in that the
Sicherungsvorrichtung eine Lastmeßeinrichtung aufweist, mit¬ tels der eine aktuelle Last, die durch die mechanisch¬ motorisch bewegte, mit Gestängen und/oder Seilzügen arbeiten¬ de Einrichtung ausgeübt wird, kontinuierlich erfaßbar und ein der aktuellen Last entsprechendes Lastsignal kontinuierlich erzeugbar ist. Aufgrund der kontinuierlichen Erfassung der aktuellen, an der mechanisch-motorisch arbeitenden Einrich¬ tung vorliegenden Last ist es möglich, bereits beim Ansteigen bzw. beim Absinken dieser aktuellen Last Gegenmaßnahmen in Form einer Abschaltung einer Antriebseinrichtung der mecha¬ nisch-motorisch bewegten Einrichtung einzuleiten. Aufgrund der kontinuierlichen Erfassung der aktuellen Last ist es dar¬ über hinaus möglich, bei Unregelmäßigkeiten, die noch nicht zu Überlast- oder Unterlastzuständen führen, frühzeitig Ge- genmaßnahmen, beispielsweise in Form von Reparaturen oder Wartungen, einzuleiten.The securing device has a load measuring device, by means of which a current load, which is exerted by the device which is moved mechanically by means of a motor and works with linkages and / or cable pulls, can be continuously detected and a load signal corresponding to the current load can be continuously generated. Due to the continuous detection of the current load present on the mechanical-motor-operated device, it is possible to initiate countermeasures in the form of switching off a drive device of the mechanically-moved device as soon as this current load rises or falls. Due to the continuous recording of the current load, it is also possible to take countermeasures early, for example in the form of repairs or maintenance, in the event of irregularities which do not yet lead to overload or underload conditions.
Zweckmäßigerweise kann die zur erfindungsgemäßen Sicherungs¬ vorrichtung gehörende Lastmeßeinrichtung einen elektrisch ar- beitenden Zug- oder Druckspannungssensor aufweisen. Aufgrund des durch den Zug- oder Druckspannungssensor ermittelten Spannungszustands kann dann direkt auf das Niveau der seitens des Zug- oder Druckspannungssensors ermittelten aktuellen Last geschlossen werden. Aufgrund der elektrischen Arbeits- weise des Zug- oder Druckspannungssensors kann ohne weitere Zwischenschritte ein diesem Spannungszustand entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und weitergeleitet werden.The load measuring device belonging to the securing device according to the invention can expediently have an electrically operating tensile or compressive stress sensor. by virtue of of the tension state determined by the tensile or compressive stress sensor can then be inferred directly to the level of the current load determined by the tensile or compressive stress sensor. Due to the electrical mode of operation of the tensile or compressive stress sensor, an output signal corresponding to this stress state can be generated and forwarded without further intermediate steps.
Ein unmittelbares Ansprechen auf das Ausgangssignal der zur erfindungsgemäßen Sicherungsvorrichtung gehörenden Lastme߬ einrichtung ist sichergestellt, wenn das von der Lastmeßein¬ richtung kontinuierlich erzeugte, der aktuellen Last entspre¬ chende Ausgangssignal in eine Steuereinheit einer Antriebs¬ vorrichtung der mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung eingegeben wird und die Antriebsvorrichtung mittels der Steu¬ ereinheit abschaltbar bzw. außer Betrieb haltbar ist, wenn das Ausgangssignal der Lastmeßeinrichtung ein oberes oder un¬ teres Grenzsignal über- bzw. unterschreitet.A direct response to the output signal of the load measuring device belonging to the safety device according to the invention is ensured if the output signal continuously generated by the load measuring device and corresponding to the current load is input into a control unit of a drive device of the mechanically-motorized device and the drive device can be switched off by means of the control unit or can be kept out of operation if the output signal of the load measuring device exceeds or falls below an upper or lower limit signal.
In einfacher Weise ist es möglich, das obere Grenzsignal durch eine maximal zulässige Last und das untere Grenzsignal durch eine minimal zulässige Last zu definieren.In a simple manner it is possible to define the upper limit signal by a maximum permissible load and the lower limit signal by a minimum permissible load.
Alternativ kann das obere Grenzsignal durch eine maximal zu- lässige Lastzunahme je Zeiteinheit und das untere Grenzsignal durch eine maximal zulässige Lastabnahme je Zeiteinheit be¬ stimmt werden.Alternatively, the upper limit signal can be determined by a maximum permissible load increase per unit time and the lower limit signal by a maximum permissible load decrease per unit time.
Um mit möglichst geringem technisch-konstruktiven Aufwand und mit möglichst geringer Zeitverzögerung zwischen dem Auftreten einer Über- bzw. Unterlast und dem Stillstand der Antriebs- Vorrichtung die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung zu be¬ treiben, ist es vorteilhaft, wenn die Lastmeßeinrichtung ihr Ausgangssignal in einen Mikroprozessor der Steuereinheit der Antriebsvorrichtung eingibt .To do so with the least possible technical and constructive effort and with the least possible delay between the occurrence To operate the safety device according to the invention in the event of an overload or underload and the standstill of the drive device, it is advantageous if the load measuring device inputs its output signal into a microprocessor of the control unit of the drive device.
Die Messung bzw. Erfassung der an der mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung vorhandenen aktuellen Last sowie die Er¬ zeugung eines dieser aktuellen Last entsprechenden Ausgangs- signals kann kontinuierlich durch ein einziges Bauteil reali¬ siert werden, wenn der die Lastmeßeinrichtung der erfindungs¬ gemäßen Sicherungsvorrichtung bildende elektrisch arbeitende Zug- oder Druckspannungssensor als Dehnungsspannungsmesser ausgebildet ist. Die aktuelle Last führt unmittelbar zu einer Veränderung des Betriebszustands des Dehnungsspannungsmes¬ sers, welche gleichzeitig eine Änderung des Spannungszustands einer diesen Dehnungsspannungsmesser aufweisenden Schaltung und damit eine Änderung des Ausgangssignals der Lastmeßein¬ richtung zur Folge hat . Hierbei ist der NormalSpannung des Dehnungsspannungsmessers ein Betriebszustand der mechanisch¬ motorisch bewegten Einrichtung zugeordnet, bei der an dieser Einrichtung keine Störungen, wie Hindernisse od.dgl., vorlie¬ gen. Sobald sich die angreifenden Kräfte aufgrund von Unre¬ gelmäßigkeiten, z.B. Hindernissen, erhöhen oder erniedrigen, ändert sich der Spannungszustand des Dehnungsspannungsmessers mit einer gleichzeitigen Änderung des Ausgangssignals der den Dehnungsspannungsmesser aufweisenden Schaltung der Lastme߬ einrichtung. Zweckmäßigerweise kann der Dehnungsspannungsmesser auf der Oberfläche eines Federelements angeordnet sein. Ein Änderung der Feder aus ihrer Normalstellung hat somit unmittelbar eine Änderung im Betriebszustand des Dehnungsspannungsmessers und damit eine Änderung des Ausgangssignals der den Dehnungsspan¬ nungsmesser aufweisenden Schaltung der Lastmeßeinrichtung zur Folge.The measurement or detection of the current load present on the mechanically-motorized device and the generation of an output signal corresponding to this current load can be continuously realized by a single component if the one that forms the load measuring device of the safety device according to the invention electrically operating tensile or compressive stress sensor is designed as a strain gauge. The current load leads directly to a change in the operating state of the strain gauge, which at the same time results in a change in the voltage state of a circuit having this strain gauge and thus a change in the output signal of the load measuring device. The normal voltage of the strain gauge is associated with an operating state of the mechanically moved device in which there are no faults, such as obstacles or the like. As soon as the attacking forces increase due to irregularities, such as obstacles or decrease, the voltage state of the strain gauge changes with a simultaneous change in the output signal of the circuit of the load measuring device having the strain gauge. The strain gauge can expediently be arranged on the surface of a spring element. A change in the spring from its normal position thus immediately results in a change in the operating state of the strain gauge and thus a change in the output signal of the circuit of the load measuring device having the strain gauge.
In konstruktiv-technisch wenig aufwendiger Weise können die Dehnungsspannungsmesser als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet werden, deren zur aktuellen Last proportionaler Spannungszu¬ stand praktisch unmittelbar als Ausgangssignal in die Steuer¬ einheit der Antriebsvorrichtung der mechanisch-motorisch be¬ wegten Einrichtung eingebbar ist.In a structurally and technically less complex manner, the strain gauges can be designed as strain gauges whose voltage state, which is proportional to the current load, can be input practically directly as an output signal into the control unit of the drive device of the mechanically moving device.
Das Federelement kann dann in einfacher Weise als Blattfeder ausgebildet sein, auf der die Dehnungsmeßstreifen in geeigne¬ ter Weise angebracht sind.The spring element can then be designed in a simple manner as a leaf spring on which the strain gauges are attached in a suitable manner.
Es ist auch möglich, den elektrisch arbeitenden Zug- oderIt is also possible to use the electric train or
Druckspannungssensor als Lastmeßdose, z.B. auf piezoelekti- scher Basis, auszubilden.Compression stress sensor as a load cell, e.g. on a piezoelectric basis.
Zweckmäßigerweise sollte die Lastmeßeinrichtung der erfin- dungsgemäßen Sicherungsvorrichtung eine querkraftfrei arbei¬ tende Lastaufnahme aufweisen.The load measuring device of the safety device according to the invention should expediently have a load suspension that operates without transverse force.
Sofern Dehnungsmeßstreifen eingesetzt werden, können diese vorteilhaft Bestandteile einer Brückenschaltung sein, insbe- sondere einer Wheatston'schen-Brückenschaltung, mittels der eine exakte Erfassung und Auswertung von Längenänderungen der Dehnungsmeßstreifen möglich ist.If strain gauges are used, these can advantageously be components of a bridge circuit, in particular a Wheatston bridge circuit, by means of the an exact detection and evaluation of changes in length of the strain gauges is possible.
Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung kann insbesondere zur Sicherung von Stangenleuchtenhängern einer Bühnenbeleuch¬ tung, eines TV-Studios oder anderen Produktionsstätten der Veranstaltungstechnik eingesetzt werden.The safety device according to the invention can be used in particular to secure pole lights hangers of a stage lighting, a TV studio or other production facilities for event technology.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zei¬ gen:In the following the invention is explained in more detail using an embodiment with reference to the drawing. It shows:
FIG 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherungs¬ vorrichtung, FIG 2 eine Vorderansicht der Sicherungsvorrichtung gemäß FIG1 shows a side view of a securing device according to the invention, FIG. 2 shows a front view of the securing device according to FIG
1, FIG 3 eine prinzipielle Darstellung des Anschlusses der er¬ findungsgemäßen Sicherungsvorrichtung an eine Steuer¬ eineinheit einer Antriebsvorrichtung und FIG 4 eine Trageinrichtung.1, FIG. 3 shows a basic illustration of the connection of the safety device according to the invention to a control unit of a drive device, and FIG. 4 shows a carrying device.
Eine erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung dient dazu, z.B. eine Einrichtung für die Bewegung von Bühnen- oder Studio¬ leuchten stillzusetzen, falls Überlast- oder Unterlastzustän- de aufgrund von in der Bewegungsbahn der Einrichtung vorhan¬ denen Hindernissen auftreten.A safety device according to the invention serves e.g. to shut down a device for the movement of stage or studio lights if overload or underload conditions occur due to obstacles present in the movement path of the device.
Hierzu ist die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung in der im folgenden beschriebenen Weise in die Aufhängung der mecha- nisch-motorisch bewegten Einrichtung integriert. Ein I-Profilträger 1 ist in üblicher Weise nahe einer Decke eines Studios angebracht.For this purpose, the safety device according to the invention is integrated in the manner described below in the suspension of the mechanical-motorized device. An I-beam 1 is attached in the usual way near a ceiling of a studio.
An dem I-Profilträger 1 ist mittels zweier Schraubbefestigun¬ gen 2, die jeweils einen Schenkel der unteren Basis des I- Profilträgers umgreifen, und einer Zwischenklemmplatte 3 eine Blattfeder 4 gehaltert, die in Richtung der Haupterstreckung des I-Profilträgers 1 über die Zwischenklemmplatte 3 vor¬ steht .A leaf spring 4 is held on the I-profile carrier 1 by means of two screw fastenings 2, which each encompass one leg of the lower base of the I-profile carrier, and an intermediate clamping plate 3, which leaf spring extends in the direction of the main extent of the I-profile carrier 1 via the intermediate clamping plate 3 protrudes.
An der Blattfeder 4 ist mittels eines Verbindungsbolzens 5 ein Tragteil 6 aufgehängt, wobei die Anordnung des Verbin¬ dungsbolzens 5 in bezug auf die Blattfeder 4 so gewählt ist, daß eine Änderung der mechanischen Belastung des Tragteils 6 zu einer möglichst großen Änderung der Auslenkung der Blatt¬ feder 4 führt .A supporting part 6 is suspended from the leaf spring 4 by means of a connecting bolt 5, the arrangement of the connecting bolt 5 with respect to the leaf spring 4 being selected such that a change in the mechanical load on the supporting part 6 results in a large change in the deflection of the leaf ¬ spring 4 leads.
Am Tragteil 6 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Stahlbänder 7 gehaltert, an denen eine in FIG 4 dargestellte Trageinrichtung 17 aufgehängt ist. Diese Trageinrichtung ist mechanisch-motorisch bewegbar, so daß die Bühnen- oder Stu¬ dioleuchten in dem gewünschten Vertikalniveau innerhalb des Studios angeordnet werden können.In the illustrated embodiment, steel strips 7 are held on the support part 6, on which a support device 17 shown in FIG. 4 is suspended. This carrying device can be moved mechanically and by motor, so that the stage or study lights can be arranged in the desired vertical level within the studio.
Die Blattfeder 4 bildet mit an ihr angebrachten Dehnungsme߬ streifen 8 eine Lastmeßeinrichtung 9. Die Dehnungsmeßstreifen 8 sind in einer geeigneten Schaltung, z.B. in einer Wheatston'schen-Brückenschaltung, angeordnet, so daß eine Än¬ derung der Länge der Dehnungsmeßstreifen als Ausgangssignal durch ein elektrisches Kabel 10 in eine Steuereinheit 11 ei- ner Antriebsvorrichtung der mechanisch-motorisch bewegten, die Bühnen- oder Studioleuchten halternden Einrichtung einge¬ geben wird, und zwar vorzugsweise in einen Mikroprozessor 12 dieser Steuereinheit 11.The leaf spring 4 forms, with the strain gauges 8 attached to it, a load measuring device 9. The strain gauges 8 are arranged in a suitable circuit, for example in a Wheatston bridge circuit, so that a change in the length of the strain gauges as an output signal by a electrical cable 10 into a control unit 11 A drive device of the mechanical-motor-driven device holding the stage or studio lights is input, preferably into a microprocessor 12 of this control unit 11.
Eine bei einer Laständerung am Tragteil 6 auftretende Verän¬ derung der Position der Blattfeder 4 führt unmittelbar zu Längenänderungen aus den Dehnungsmeßstreifen 8 der in FIG 3 für beide Aufhängungen des Tragteils dargestellten Wheatston'schen-Brückenschaltung 13.A change in the position of the leaf spring 4 which occurs when the load on the support part 6 changes, leads directly to changes in length from the strain gauges 8 of the Wheatston bridge circuit 13 shown in FIG. 3 for both suspensions of the support part.
Die beiden in FIG 3 dargestellten Wheatston'sehen- Brücken¬ schaltungen 13 bestehen jeweils aus zwei Dehnungsmeßstreifen 8 sowie aus bekannten Widerständen 14 bzw. 15.The two Wheatstone bridge circuits 13 shown in FIG. 3 each consist of two strain gauges 8 and known resistors 14 and 15.
Eine Längenänderung der Dehnungsmeßstreifen 8 der Wheatston'schen-Brückenschaltung 13 hat somit unmittelbar ei¬ ne Änderung des Ausgangssignals der Wheatstone-schen- Brük- kenschaltung 13 zur Folge, wobei eine entsprechende Änderung dieses Ausgangssignals durch ein elektronisches Bauteil 16 in den Mikroprozessor 12 der Steuereinheit 11 der Antriebsvor¬ richtung eingegeben wird.A change in the length of the strain gauges 8 of the Wheatstone bridge circuit 13 thus immediately results in a change in the output signal of the Wheatstone bridge circuit 13, with a corresponding change in this output signal by an electronic component 16 in the microprocessor 12 of the control unit 11 of the drive device is entered.
Wird durch die Änderung des Ausgangssignals der Wheatston'schen-Brückenschaltung 13 angezeigt, daß ein Über¬ last- oder Unterlastzustand eingetreten ist, wird die An¬ triebsvorrichtung der Einrichtung für die Bewegung der Büh¬ nen- oder Studioleuchten abgeschaltet. Da aufgrund des Aus.gangssignals der Wheatstone'schen-Brücken- schaltung 13 stets die aktuelle Last bekannt ist, kann dieses Ausgangssignal auch zur Erfassung von Änderungen herangezogen werden, die oberhalb und unterhalb eines Unterlast- bzw. Überlastzustands liegen.If the change in the output signal of the Wheatston bridge circuit 13 indicates that an overload or underload condition has occurred, the drive device of the device for moving the stage or studio lights is switched off. Since the current load is always known due to the output signal of the Wheatstone bridge circuit 13, this output signal can also be used to detect changes which are above and below an underload or overload condition.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Dehnungsmeßstreifen 8 in Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel an jedem un¬ ter Spannung stehenden Bauteil der Aufhängung der Einrichtung für die Bewegung der Bühnen- oder Studioleuchten angeordnet werden kann.It should be noted that the strain gauges 8 can be arranged in a modification of the illustrated embodiment on each component of the suspension of the device for the movement of the stage or studio lights which is under tension.
Das kontinuierliche Ausgangssignal ist proportional zur aktu¬ ellen Last. Es wird permanent erzeugt, um eine Abschaltung der Antriebsvorrichtung aufgrund eines Überlast- oder eines Unterlastzustandes unverzüglich herbeiführen zu können, so¬ bald die aktuelle Last den zulässigen Bereich verläßt. The continuous output signal is proportional to the current load. It is generated permanently so that the drive device can be switched off immediately due to an overload or an underload condition as soon as the current load leaves the permissible range.

Claims

Patentansprüche claims
1. Sicherungsvorrichtung für mechanisch-motorisch bewegte, mit Gestängen und/oder Seilzügen arbeitende Einrichtungen, z.B. Einrichtungen für die Bewegung von Bühnen- oder Studio¬ leuchten, Hänge-Teleskope, Pantographen, Point-hoists etc., g e k e n n z e i c h n e t durch eine Lastmeßeinrichtung (9) , mittels der eine aktuelle Last, die durch die mecha¬ nisch-motorisch bewegte, mit Gestängen und/oder Seilzügen arbeitende Einrichtung ausgeübt wird, kontinuierlich erfaßbar und ein dieser aktuellen Last entsprechendes Ausgangssignal kontinuierlich erzeugbar ist.1.Safety device for mechanically-motorized devices working with linkages and / or cables, e.g. Devices for the movement of stage or studio lights, hanging telescopes, pantographs, point-hoists etc., characterized by a load measuring device (9) by means of which a current load, which is moved by the mechanical-motor, with linkage and / or cable pulling device is exercised, continuously detectable and an output signal corresponding to this current load can be continuously generated.
2. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, deren Lastmeßein- richtung (9) einen elektrisch arbeitenden Zug- oder Druck¬ spannungssensor aufweist .2. A safety device according to claim 1, the load measuring device (9) of which has an electrically operating tensile or compressive stress sensor.
3. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Ausgangssignal der Lastmeßeinrichtung (9) in eine Steuerein- heit (11) einer Antriebsvorrichtung der mechanisch-motorisch bewegten Einrichtung eingegeben wird und die Antriebsvor¬ richtung mittels der Steuereinheit (11) abschaltbar bzw. außer Betrieb haltbar ist, wenn das Ausgangssignal der Lastmeßeinrichtung (9) ein oberes oder unteres Grenzsignal über- bzw. unterschreitet.3. Safety device according to claim 1 or 2, in which the output signal of the load measuring device (9) is input into a control unit (11) of a drive device of the mechanically motor-driven device and the drive device can be switched off by means of the control unit (11) or is out of service if the output signal of the load measuring device (9) exceeds or falls below an upper or lower limit signal.
4. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 3 , bei der das obere Grenzsignal durch eine maximal zulässige Last und das untere Grenzsignal durch eine minimal zulässige Last bestimmt sind. 4. The safety device according to claim 3, wherein the upper limit signal is determined by a maximum permissible load and the lower limit signal by a minimum permissible load.
5. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der das obere Grenzsignal durch eine maximal zulässige Lastzunähme je Zeiteinheit und das untere Grenzsignal durch eine maximal zulässige Lastabnahme je Zeiteinheit bestimmt sind.5. Safety device according to claim 3 or 4, in which the upper limit signal is determined by a maximum permissible load increase per unit time and the lower limit signal by a maximum permissible load decrease per unit time.
6. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der die Lastmeßeinrichtung (9) ihr Ausgangssignal in einen Mikroprozessor (12) der Steuereinheit (11) der An¬ triebsvorrichtung eingibt.6. Safety device according to one of claims 3 to 5, in which the load measuring device (9) inputs its output signal into a microprocessor (12) of the control unit (11) of the drive device.
7. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der elektrisch arbeitende Zug- oder Druckspannungs- sensor als Dehnungsspannungsmesser ausgebildet ist.7. Safety device according to one of claims 2 to 6, in which the electrically operating tensile or compressive stress sensor is designed as a strain gauge.
8. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Deh¬ nungsspannungsmesser auf der Oberfläche eines Federelements angeordnet ist .8. Safety device according to claim 7, in which the strain gauge is arranged on the surface of a spring element.
9. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Deh- nungsspannungsmesser Dehnungsmeßstreifen (8) aufweist.9. The safety device according to claim 8, wherein the strain gauge has strain gauges (8).
10. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Feder¬ element als Blattfeder (4) ausgebildet ist.10. Safety device according to claim 9, in which the Feder¬ element is designed as a leaf spring (4).
11. Sicherungsvorrichtung nach enem der Ansprüche 2 bis 6, bei der der elektrisch arbeitende Zug- oder Druckspannungs- sensor als Lastmeßdose, z.B. auf piezoelektrischer Basis, ausgebildet ist . 11. Safety device according to one of claims 2 to 6, in which the electrically operating tensile or compressive stress sensor is designed as a load cell, for example on a piezoelectric basis.
12. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, deren Lastmeßeinrichtung (9) eine querkraftfrei arbeitende Lastaufnahme aufweist.12. Safety device according to one of claims 1 to 11, the load measuring device (9) has a shear load working.
13. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Dehnungsmeßstreifen (8) Bestandteile einer Brücken¬ schaltung (13) sind, insbesondere einer Wheatston'schen- Brückenschaltung (13) .13. Safety device according to claim 9 or 10, in which the strain gauges (8) are components of a bridge circuit (13), in particular a Wheatston bridge circuit (13).
14. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mittels der ein Stangenleuchtenhänger einer Bühnenbeleuch¬ tung, eines TV-Studios oder anderer Produktionsstätten für Veranstaltungstechnik gesichert wird. 14. Safety device according to one of claims 1 to 13, by means of which a rod light hanger of a stage lighting, a TV studio or other production facilities for event technology is secured.
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