WO2001077571A1 - Seilzug-einrichtung - Google Patents

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WO2001077571A1
WO2001077571A1 PCT/AT2001/000102 AT0100102W WO0177571A1 WO 2001077571 A1 WO2001077571 A1 WO 2001077571A1 AT 0100102 W AT0100102 W AT 0100102W WO 0177571 A1 WO0177571 A1 WO 0177571A1
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cable
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carrier
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PCT/AT2001/000102
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Jens Peters
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Jens Peters
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    • F16M2200/00—Details of stands or supports
    • F16M2200/04—Balancing means

Definitions

  • the present invention relates to a novel cable pull device for the movement of an object, observation device, sensor, a (video) camera, a microphone or the like. over a given base area.
  • Such cable systems for objects such as those mentioned above, represent general prior art and are described in detail, for example, in US Pat. No. 4,710,819.
  • An arrangement disclosed there with four cables has, for example, the following structure:
  • each mast is equipped with a cable winch at the base of the mast and a deflection or cable guide roller arranged at a constant height above the base area.
  • a carrier, pulling and / or guiding rope can be spooled and unwound from each of the four winches and the ropes practically lead to a common point above the base area via the above-mentioned rollers. With their vicinal ends, the ropes are bound to a slide on which the respective object, the sensor, the camera or the like is then attached. is attached.
  • the slide can move over a relatively wide area above said area of 100 x 100 m 2 , for example along a virtual guide area arranged parallel to the base area and at a distance above it eg horizontally.
  • Rope weight and payload i.e. the load of the slide plus the object itself, prevent this.
  • the objects to be moved today by means of cables or the like. usually have relatively small masses. It is often e.g. light video cameras, microphones or the like, as they correspond to the current state of the art of miniaturization.
  • the weight of the carrier or guide ropes for the objects to be moved above a given base area is usually relatively high compared to the mass of the object carrier to be carried by the ropes and to be moved in the desired manner by means of the same with the actual object carried by it.
  • the slide approximately at the common suspension point of the ropes with the object is exactly in the middle between two suspension points, for example Rope guide rollers on the masts, the ropes run to the masts to the left and right at the same angle and they have the same sag.
  • the slide is at the lowest point in the course of the two ropes carrying it, that is, in the lowest point of the entire suspension. If the specimen slide is now moved away from the center just described by coordinated winding or unwinding of the winches arranged on opposite masts, the specimen slide is no longer at the lowest point of the cable suspension from a certain travel distance.
  • this area is referred to as “usable area”, within or along which the specimen slide can always be moved at the same distance from the base area, that is to say within the standard guide area defined above.
  • the usable area is forced to be considerably smaller than the base area defined by the masts or the virtual guide area located above it at a certain height, within and along which an object, e.g. a camera, can be moved at a constant height during a sporting event. Practical tests have shown that the or the like for a two-dimensional method of an object. in a usable area actually available as defined above is only between 60 and 70% of the theoretical standard guiding area.
  • DE 26 32 658 A1 shows a greater number of possibilities for using such multi-cable guides to paint over an area of various geometrical basic shapes in the space above such a basic area with an object. It is stated there on page 11 in the 2nd paragraph that the suspension moves in six different directions can be, which also speaks of the fact that the movement can also take place upwards and downwards.
  • this DE-A1 merely means the suspension for the object to be guided above the basic area and thus the solutions for multi-rope suspensions and guides presented in the above-mentioned DE-A1 do not fundamentally differ from that in the above-mentioned US 7 410 819 A described solution.
  • a lighting device which is located at the tip of a two-part mast, the movable upper part of the mast carrying the lighting device can be moved vertically up and down by means of a cable pull or cable pulls relative to the base part of the mast standing on a base area is. There is no mention of an area-wide guidance of the lighting device.
  • the object of the present invention is to provide a multi-point cable pull device as described above, in its basic features, in particular from the above-mentioned US Pat. No. 4,710,819 A or from DE 26 32 658 A1, for an at least linear, but preferably area management of an object, in particular an observation device, a sensor, a (video) camera or the like. to create, in which on the one hand the range of travel of the named object, i.e. the usable area compared to that which could previously be achieved by means of known multi-point suspensions, is significantly expanded, and on the other hand not only a two-dimensional guidance of the object or the like. within or along a plane, but also within a pre-programmable, arbitrarily spatially shaped, three-dimensional surface.
  • the present invention thus relates to a new cable device for cable device for a linear or at least two-dimensional surface, guiding an object, sensor, observation device, (video) camera or the like, at a distance over a base line or in Distance above a specified base area, above a measuring, monitoring, observation, sports or game area or the like, with two or at least three, at a distance above the base line to be covered or the base area to be covered, and in - the length the base line or the geometric basic shape of the base area mentioned - spaced end, preferably corner positions on suspension or anchoring elements, on masts, pillars, posts, strips, rails, walls, ceilings or the like.
  • the essential features of the new cable pull device now consist in that - for guiding said object (5), the sensor, the (video) camera or the like. carrying object carrier carriage (54) along a desired virtual guide line (60 ') above a base line (2') or along or within an at least two-dimensional virtual guide surface (6) above the base area (2),
  • the suspensions of the rollers are no longer restricted to a certain, constant height above the base area, which can only be changed by interruptions in operation, but rather are at any height and therefore at any distance from the base area full operation variable. It is also ensured that the height adjustment of the rope pulleys during the movement of the object, for example a sensor, can take place along a desired virtual guide surface both upwards and downwards without any significant delay. In addition, this up and down movement or change in the height of the suspension or Anchoring points of the rope guide rollers with a corresponding shortening and / or extension of the ropes can easily be coordinated or conform.
  • the object carrier carriage and thus also the object carried by it i.e. a sensor, a camera, a microphone or the like.
  • the pulling angle towards the object carrier wagon is reduced by lowering the suspension point on the continuously shortening side of the rope.
  • the pulling angles of the ropes are continuously changed in such a way that they counteract a minimum sag at a position other than that where the object carrier wagon is located.
  • An essential feature of the suspension of the object carrier vehicle provided according to the invention which is preferably essentially used as a carrier plate, platform or the like. is formed, and which is bound during operation of its edges, corners or the like, via spaced-apart suspension points to the guide ropes or at their ends on the carrier car, consists in a controlled or controlled alignment of the carrier car in space. It is for reasons of stability and the simplifying starting arrangement for e.g. Rotatable video / camera heads are particularly advantageous to keep this platform in a horizontal position during the movements by means of the cable guides over the entire area to be covered.
  • the position or the deviation of the carrier carriage or the carrier plate from the horizontal is measured by a position sensor on the carrier plate itself and reported back to a control computer, which then adjusts the corresponding rope guide rollers or their anchoring or suspension points so far that the plate resumes its horizontal position or maintains it.
  • This sensor can be of the "gyro" type, that is to say a gyro compass or moment of inertia, or it can be a sensor that measures the angles between the guide cables and the carrier plate where the cables engage the carrier plate. If the center of gravity is known and one of these angles is known, the associated other angles can be calculated in order to keep the support plate horizontal.
  • a special case is when the center of gravity of the entire carrier plate is exactly centered or centric: Then all angles to one another must always be the same size.
  • the advantage of this arrangement according to a) is that it can also regulate influences that come from outside the system, such as, for example, due to wind. There is a certain disadvantage in that it requires more sensors and additional controlled systems.
  • the entire suspension including the support plate can be recorded using a mathematical model. This means that the mathematical formula that causes the control computer to set the appropriate rope lengths for each point in space or the corresponding rope lengths also mathematically take into account the position of the Support plate in the room and adjust their respective position additionally and simultaneously via the height adjustment.
  • the mathematical relationships already mentioned above can be used here.
  • a height position traversability of the rollers or of their anchoring points according to the Ansp r u c h 2 is particularly preferred.
  • an embodiment of the invention according to A n s r u c h 3, by means of which it can be ensured that the object to be guided over the base area, i.e. e.g. a camera for recording or transmitting a sporting event, while it is moving, is always at the lowest point of the cable guide and therefore there is no obstruction of vision due to sagging cables, even if the camera lens is directed horizontally sideways, for example to spectators in the upper tiers of the grandstand of a sports field. Since the slide is always held at the lowest point of the cable sag during the movement process, it is also ensured that the slide always remains horizontal.
  • rollers for guiding the rope on masts, struts or the like are particularly preferred.
  • towering constructs some of which are mentioned in A n s p r u c h 4, but by no means completely.
  • These roller masts or the like. have a stand part and at least one moving part for the height adjustment of the cable guide rollers. You can e.g. in the case of an area within which it is more common to use cameras or the like for recording sporting events. comes, be arranged stationary. But it is equally possible that the masts, for example, on a vehicle, on a vehicle trailer or the like. assembled, and thus mobile and can be easily transported from one event location to another.
  • the new wire rope hoist is also suitable for sweeping over basic areas in halls, buildings, sports arenas and stadiums or the like. suitable.
  • - see the second variant mentioned in claim 4 - corresponding masts, pillars or the like carrying the cable guide rollers can be used. protrude from a roof or from the ceiling of the corresponding structure.
  • the cable guide rollers on the masts or the like. are designed essentially horizontally pivotable. In this way it can be ensured that the main level of the individual cable guide roller - no matter where the object carrier carriage is located above the base area - always conforms to the direction of the guide part guided over the same.
  • the accuracy of the control of the guidance of the object to be guided flat by the novel cable system can bring through an on-line control of the currently current position coordinates of the said object during its movement, such as for the height distance of the object above the base area, that is to say for its z coordinate, and / or for the movability of the same in the x- and in the y-direction can take place according to one of the two or both variants of claim 6.
  • Such a sensor-controlled control of the object guidance by means of the cable pull device according to the invention is particularly advantageous if e.g. a camera should not only be moved in or along a virtual guide surface parallel to the base area, e.g. along a standard guide surface, but if the guide surface for the camera, e.g. can be the case at an off-road sport event, should have a three-dimensional spatial topographic area extension corresponding to the spatial topography of the base area.
  • Cable pull devices according to the invention are built simply and less prone to malfunction, the object carrier carriages or the like at the ends of approximately spider-like to the cable guide rollers on the masts. diverging guide ropes are bound as provided according to the second variant of claim 7 in question.
  • the quite advantageous cable guide systems also provided in the context of the invention deviate with an approximately x, y coordinate-like guide of the object carrier carriage according to A n s p r u c h 8.
  • a synchronously coordinated raising or lowering of the rollers on the masts belonging to a respective group of masts can be advantageous, since in this case there are advantageously no devices on the endless cables between the masts of the respective group of masts Consideration of rope length changes caused by lifting and lowering processes are necessary, and the position of the reels with different reel heights does not have to be adapted to "inclined" rope runs. To bridge longer distances than necessary and therefore a longer one
  • the endlessly circulating carrier ropes each over the roles of the masts posted on the longer sides of the base area or the like. to lead a respective group of masts.
  • Base area to be covered is roughly elongated rectangular, so it can be advantageous to arrange at least one auxiliary mast with support and drainage roller (s) for the carrier rope between the terminal masts of each of the groups of masts, as can be seen in detail from A n s p r u c h 10.
  • Circulating cable car or the chair of a chairlift on the circulating cable as in
  • Such a cable construction constructed with an approximately frame-like circulating rope has the advantage that it practically actually reaches into the corners of the Basisareal or the - corresponding to the same, above it - virtual standard management level reaching usable space, with the further advantage that the edges of the same reach the marginal edges of the standard management level up to a small distance.
  • FIG. 1 shows a cable pull device corresponding to the prior art for a two- or three-dimensional surface guidance of an object, such as e.g. a sensor, a camera, a microphone or the like, above a base area
  • FIG. 2 shows the much smaller real object guidance surface or "usable surface” that is actually available when using a cable pulling device according to FIG. 1 for covering the base surface 3a to 3c show three different curve profiles of chain line curves typical of all cable pull devices or for their support and guide cables carrying an object as defined above
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the device according to the invention for pure linear - Guiding an object along a predetermined guide line with rope guide roller suspension devices that are adjustable in their height over a base section
  • FIG. 5 shows a first embodiment of a cable pull device according to the invention with rope guide rollers anchored on height-adjustable masts
  • FIG. 6 shows a practically analogous one, however with from the ceiling of a building, for example a sports hall or the like, down to practically the base area, in the corner recesses of the building, along rails or the like fastened along one of the walls.
  • FIG. 7 on the same height-adjustable roller anchoring sled which carries the cable guide rollers
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the actually available for covering a base area when using a cable pulling device according to FIGS. 5 and 6, in comparison to that in FIG 2 shows a significantly enlarged usable or guiding surface
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the actually available for covering a base area when using a cable pulling device according to FIGS. 5 and 6, in comparison to that in FIG 2 shows a significantly enlarged usable or guiding surface
  • FIG. 8 shows another embodiment of the device according to the invention with a coordinate cable guide for the object or the like to be guided over a base area
  • FIG. 9 shows another Embodiment of the new cable pull device with a spider web cable guide for the object to be moved or the like above the base area
  • FIG. 10 schematically shows the usable usable surface area which is actually available in comparison with the edges when using a cable pulling device according to FIGS. 8 and 9 for the sweeping of a base area and which is comparatively much closer to the edges.
  • a cable pull drive 7 is arranged in the vicinity of or on the masts 31 to 34 itself, by means of which one of the four in total, via a cable guide roller 3 on the masts 31 to 34 mentioned, is used for rolling up or down Object 5, for example a video camera or the like facing the base area 2.
  • - Carrying, located at a height ho slide 54 extending carrier, guide and / or pull ropes 4 can be taken care of.
  • the drives 7 for the cables 4 are controlled by means of a control (not shown in more detail) such that e.g. by rolling up and thus shortening the rope 4 leading to the mast 32 in the corner position 202, the rope 4 leading to the opposite mast 34 is correspondingly released by the drive 7 there, that is to say unrolled, while the ropes emanating from the two diagonal masts 31 and 33 4 for their extension coordinated in coordination with the aforementioned rope shortening and rope extension, are also released, unrolled or released to a correspondingly controlled extent by their drives 7.
  • the above-mentioned control of the cable drives 7 can now ensure that within a usable area - which in itself has a much smaller area than the base area 2 and is parallel to the same at a high altitude distance ho - the object holder 54 to be moved with that object 5 is continuously constant in it Height ho above the base area 2 can be performed.
  • FIG. 2 shows - with otherwise the same reference numerals - the base area 2 defined by the corners 201 to 204 with the masts 31 - 34 protruding there, above which a slide 54, as described above, with an object 5 to be covered, especially with an observation device, a sensor, a camera or the like, in the case of guidance at a certain altitude above the base area 2, to be guided to the same parallel standard guidance level.
  • FIGS. 3a to 3c show the different courses in each case of two completely not shown hanging points spaced apart from each other from sagging, "completely flexible" ropes having their own weight.
  • cosh means the function "cosine hyperbolic" and a represents a constant.
  • the x distances of points A and B and those of points C and D are the same and both are 2b.
  • FIG. 4 shows a linear object guide running between two masts 31 and 33 on a rope 4, the end points of the base section 2 ′ to be covered by an object 5 held by the rope through the two masts 31 and 33 are defined.
  • the masts 31 and 33 each have a standing part 301 anchored in the floor 200 and a moving part 302 which can be moved vertically up and down along the same, or which can be moved approximately in a sled-like manner.
  • the coordinated, coordinated lowering of the moving part 302 of the left mast 31 with simultaneous lifting of the roller 3 with the moving part 302 of the right mast 33 means that the specimen carrier 54 and the object 5 carried by it actually via the Entire base section 2 'can be moved from mast to mast along a virtual standard guide straight line 60' parallel to the base section 2 ', which at the same time represents a standard guide straight line, without causing an annoying sagging of the cable 4 at another point than at that comes where the slide 54 with the object 5 to be guided between said masts is located.
  • FIG. 5 is the simplest case in the context of the present invention
  • FIG. 5 shows a cable pull device 100 according to the invention for a ho in a standard guide plane 60 above a rectangular base area 2 at a certain height or at all within or along a three-dimensional level spatial, virtual guide surface 6 feasible slide 54 with corresponding object 5, such as Sensor, camera, microphone or the like
  • masts 31, 32, 33, 34 in the corner regions 201, 202, 203 and 204 of the base area each project vertically to the base area 2 mentioned.
  • cable guide rollers 3 can be moved up and down on moving parts 302 by means of corresponding drives 73.
  • a total of four carrier, traction and / or guide ropes 4 are guided over the four rope guide rollers 3, the vicinal ends of the four ropes 4 converging like a spider web above the base area 2 being connected to an object carrier carriage 54 which hangs together on the same, which that at a desired height ho, e.g. object 5 to be guided along a three-dimensional surface 6, in particular a sensor, a camera or the like.
  • the object carrier carriage 54 can have a sensor 5401 for the ongoing determination or control of the current height ho (z coordinate) of the object 5 above the base area 2 and furthermore a sensor 54402 for an exact x / y coordinate position determination of the carriage 54 within the virtual guide surface 6, the sensors just mentioned, for example via a radio and / or infrared radiation connection, are also data flow-connected to the control device 8, and from there with corresponding control pulses, for example for an immediate readjustment of the drives 73, 74 for the cable guide and for the height of the rollers 3 in If the current height ho of the object 5 deviates from the z coordinate of the desired guide surface 6, care can be taken.
  • the virtual standard guide surface 60 which was mentioned briefly above, extends e.g. can serve as a system reference surface for the control or for the usable surface that can be covered with the object carrier wagon and its limits.
  • FIG. 6 shows - with otherwise constant reference sign meanings - a device 100 of this type which is in principle very similar to the cable pull device shown in FIG. 5 in a so-called "hanging" or wall-mounted embodiment.
  • a device 100 of this type which is in principle very similar to the cable pull device shown in FIG. 5 in a so-called "hanging" or wall-mounted embodiment.
  • the corner alcoves of a building 9 covering or surrounding the base area 2 with a ceiling 90, that is to say at the points corresponding to the corners 201-204 of the base area 2, vertical holding strips 31, 32, 33, 34 or the like. fastened, each of which has a stand part 301 fastened to the building wall 91 there, analogous to the stand part of the masts shown in FIG. 5, on or along which, in each case corresponding to the moving part of the masts just mentioned in FIG. 5, a movement - Sledge (302), carriage or the like.
  • FIG. 5 the support and guide ropes 4, which converge approximately in the manner of a spider web to the object carrier carriage 54, are guided over the individually height-adjustable cable guide rollers 3.
  • the guide cable and slide traversing drives and their control device controlling their coordinated acting coordinated action which devices are however designed quite analogously to those of the cable pull system according to FIG. 5.
  • FIG. 7 shows a hatched area which outlines the limits of a usable area 65 of the travelability of an object, as already defined above, within a soft usable area 65 exclusively by means of the movement-coordinating control of the carrier and guide rope drives and the drives for the change in the height of the rope guide rollers object 5 to be moved can be moved horizontally in or along a virtual standard guide surface 60 arranged at a certain height ho above the base area 2 and running parallel to the same. It can be clearly seen that the usable area 65 shown is still relatively strongly constricted along the edges of the base area towards the central region thereof, but that its corners, in contrast to the cable guide systems which correspond to the state of the art, can be reached Usable area extends far into corners 101-104 of base area 2.
  • the individually height-adjustable cable guide rollers 3 two masts 31, 32 and 33 belonging together , 34 - of which rollers 3, at least one for each group is equipped with a drive - is an endless rope sling which performs the function of a carrier and traversing rope 41 and which ensures the coordinate guidance of the object in the y direction.
  • a guide rope deflection carriage 410 with a corresponding rope guide roller 413 is bound to the carrier rope 41, corresponding to each rope section corresponding to each of the sides or edges of the base area 2, so that each of these carriages 410 is forcibly synchronized together with the remaining carriages 410 by means of the circulating carrier rope 41 is movable.
  • a guide rope 42 is ultimately guided over the rollers 413 of the deflecting carriage 410, which leads ultimately from a guide rope drive which is not shown, for example arranged on the respective masts 31 - 34 in the foot region thereof, and which has the vicinal end with that of the object 5 or the like. supporting object carrier car 54 is connected.
  • FIG. 9 allows the object carrier trolley 54 to be brought particularly close to each of the masts 31 - 34 to be lowered, of course, but at the same time also to the support rope 41 guided in a frame-like manner, so that in this type of construction a Usable area of the movability is achievable, which approximates the theoretical movability in the size of the basic area 2 to approximately 10 to 15%.
  • a usable surface 65 which is greatly expanded towards the corners and edges, finally - with the reference signations remaining completely the same - shows FIG. 10 and thus shows one of the essential advantages of the invention, namely the expansion of the area within which an object between corresponding suspension points above one Surface can be guided at least two-dimensionally.

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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Seilzugeinrichtung für lineare oder zweidimensionalflächige Führung eines Objektes, einer Kamera od.dgl. im Abstand über einer Basisstrecke oder über einem Basisareal mit zumindest zwei im Abstand oberhalb der Basislinie oder des Basisareals an Masten od.dgl. angeordneten Seilführungsrollen, über welche jeweils ein mittels Seilantrieb - jeweils mit anderen Führungsseilen abgestimmt koordiniert - ein- oder ausfahrbares Führungsseil für das Objekt od.dgl. führbar ist. Die wesentlichen Merkmale der neuen Einrichtung bestehen darin, dass für eine Führung des Objektes (5) od.dgl. während der Bewegung dessen es tragenden Objekt-Trägerwagens (54) mittels der Führungsseile (4, 41, 42) mittels einer mit den Daten einer Führungslinie (60') oder Führungsfläche (6) beaufschlagten Steuerungseinrichtung (8) unter laufender Positionierung des Objektträgerwagens (54) während dessen Bewegung am Durchhängeminimum der Führungsseile (4, 41, 42) zumindest eine der Seilführungsrollen (3) individuell in ihrer Höhenlage (h1, h2, h3, h4) über der Basisstrecke (2') oder dem Basisareal (2) veränderbar ist bzw. sind.

Description

Seilzug-Einrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Seilzug-Einrichtung für die Bewegung eines Objektes, Beobachtungsgerätes, Sensors, einer (Video-)Kamera, eines Mikrofons od.dgl. über einem vorgegebenen Basisareal. Derartige Seilzugsysteme für Objekte, wie insbesondere die oben genannten, stellen allgemeinen Stand der Technik dar und sind beispielsweise in der US 4 710 819 A im Detail beschrieben. Eine dort geoffenbarte Anordnung mit vier Seilzügen hat beispielsweise folgenden Aufbau:
Von einer freien Fläche bzw. einem Basisareal von beispielsweise 100 x 100 m2 ragen an deren bzw. dessen Eckpunkten vier Masten mit einer Höhe von jeweils 15 m senkrecht in die Höhe. Jeder Mast ist mit einer Seilwinde am Mastfuß und einer in konstanter Höhe über dem Basisareal angeordneten Umlenk- bzw. Seilführungsrolle ausgestattet. Von allen vier Seilwinden aus lässt sich jeweils ein Träger-, Zug- und/oder Führungseil auf- und abspulen und die Seile führen über die oben genannten Rollen praktisch zu einem gemeinsamen Punkt über dem Basisareal. Mit ihren vicinalen Enden sind dort die Seile an einen Objektträger gebunden, an welchem dann das jeweilige Objekt, der Sensor, die Kamera od.dgl. befestigt ist. Durch jeweils aufeinander abgestimmtes, koordiniertes Auf- und Abspulen jedes der vier genannten Seile kann der Objektträger über einen relativ weiten Bereich oberhalb der genannten Fläche von 100 x 100 m2, beispielsweise entlang einer parallel zum Basisareal und im Abstand über demselben angeordneten virtuellen Führungsfläche, also z.B. waagrecht, bewegt werden.
Diese bekannte Anordnung ist relativ einfach gebaut, besitzt jedoch einen wesentlichen Nachteil: Die Fläche, über welche der Objektträger mit seinem Objekt, seinem Sensor, seiner Kamera od.dgl. tatsächlich waagrecht verfahren werden kann, entspricht in nur relativ geringem Ausmaß einer an sich theoretisch zwischen den Masten aufspannbaren
- praktisch dem Basisareal entsprechenden - Standard-Führungsfläche bzw. -ebene, denn
Seilgewicht und Nutzlast, also die Last von Objektträger plus Objekt selbst, verhindern dies.
Gleich an dieser Stelle ist anzumerken, dass die heute mittels Seilzügen zu bewegenden Objekte od.dgl. üblicherweise relativ kleine Massen aufweisen. Es handelt sich dabei häufig z.B. um leichte Video-Kameras, Mikrofone od.dgl., wie sie dem heutigen Stand der Technik der Miniaturisierung entsprechen. Infolgedessen ist meist die Eigenmasse der Träger- bzw. Führungsseile für die oberhalb eines gegebenen Basisareals zu bewegenden Objekte relativ hoch gegenüber der Masse des von den Seilen zu tragenden und mittels derselben in gewünschter Weise zu verfahrenden Objektträgers mit dem von ihm getragenen eigentlichen Objekt.
Zur Erläuterung der im Zusammenhang damit auftretenden Problematik sei folgendes ausgeführt: Wenn sich der etwa am gemeinsamen Aufhängungspunkt der Seile befindliche Objektträger mit dem Objekt genau in der Mitte zwischen zwei Aufhängepunkten, also z.B. Seilführungsrollen an den Masten befindet, so laufen die Seile zu den Masten jeweils nach links und rechts im gleichen Winkel hin und sie weisen die gleiche Durchhängung auf. In diesem Fall befindet sich der Objektträger am tiefsten Punkt des Verlaufes der beiden ihn tragenden Seile, also am tiefsten Punkt der gesamten Aufhängung. Wird nun der Objektträger durch koordiniertes Auf- bzw. Abspulen der an einander gegenüberliegenden Masten angeordneten Seilwinden aus der eben beschriebenen Mitte wegbewegt, so befindet sich der Objektträger ab einer gewissen Verfahrstrecke nicht mehr am tiefsten Punkt der Seilaufhängung. Das immer länger werdende Seil wird infolge seines Eigengewichtes immer mehr durchhängen und schließlich wird das Durchhang-Minimum tiefer liegen als der Objektträger selbst. Ab diesem Punkt kann zwar durch entsprechende Spannung der Seile der Durchhang wieder beseitigt werden, damit wird aber die Höhe des Objektträgers über dem Boden verändert, also z.B. im Falle höherer Seil-Spannung gesteigert, was aber ein Verfahren des Objektes entlang einer zu dem Basisareal parallelen Standardfläche ab dem genannten Punkt verhindert. Ab diesem Zeitpunkt bzw. ab dieser Verfahrensstrecke des Objektträgers ist mit einer solchen bekannten Anordnung von Seilführungs- bzw. Seil- Umlenkrollen auf konstante Höhe aufweisenden Masten die Grenze einer zum Basisareal parallelen Bewegung oberhalb dieses Basisareals erreicht. Als "Nutzfläche" wird im folgenden diese Fläche bezeichnet, innerhalb bzw. entlang welcher der Objektträger immer im gleichen Abstand zum Basisareal, also innerhalb der oben definierten Standard- Führungsfläche, bewegt werden kann. Die Nutzfläche ist gezwungenermaßen erheblich kleiner als die von den Masten definierte Basisfläche bzw. die sich in einer bestimmten Höhe darüber befindliche virtuelle Führungsfläche, innerhalb und entlang welcher ein Objekt, also z.B. eine Kamera, bei einem Sportereignis in gleichbleibender Höhe bewegt werden kann. Praktische Versuche haben ergeben, dass die für ein zweidimensionales Verfahren eines Objektes od.dgl. in einer wie oben definierten Standard-Führungsfläche tatsächlich zur Verfügung stehende Nutzfläche lediglich zwischen 60 und 70 % der an sich theoretischen Standard-Führungsfläche beträgt.
Zum allgemeinen Stand der Technik auf dem Gebiet der Aufhängung und Bewegung von Objekten, wie insbesondere Sensoren, Kameras od.dgl., über einer Beobachtungsfläche ist festzuhalten, dass eine große Zahl von Lösungswegen bekannt geworden ist, wie z.B. Seilzüge zwischen unterschiedlich schräg stellbaren Masten, solche zwischen jeweils einen aufrechten Unter- und einen verschwenkbaren Oberteil aufweisenden Masten, solche zwischen Aufhängungen an Gebäudedecken, vorkragenden Tribünendächern und dgl.
Zum allgemeinen Stand der Technik der Mehrpunkt-Seilaufhängungen und -Seilführungen gibt die DE 26 32 658 A1 eine größere Zahl von Möglichkeiten wieder, mittels solcher Mehrseilführungen Basisareale verschiedener geometrischer Grundformen im Raum oberhalb eines solchen Basisareals mit einem Objekt zu überstreichen. Es ist dort auf Seite 11 im 2. Absatz ausgeführt, dass die Aufhängung in sechs verschiedene Richtungen bewegt werden kann, wobei auch davon die Rede ist, dass die Bewegung auch nach oben und nach unten hin erfolgen kann.
Mit dieser Wendung ist in dieser DE-A1 bloß die Aufhängung für das über dem Basisareal zu führende Objekt gemeint und somit unterscheiden sich die in der genannten DE-A1 vorgestellten Lösungen für Mehrseil-Aufhängungen und -Führungen nicht grundsätzlich von der in der oben genannten US 7 410 819 A beschriebenen Lösung.
Aus der US 3 856 639 A ist eine Beleuchtungseinrichtung bekannt geworden, welche sich an der Spitze eines zweiteiligen Mastes befindet, dessen verfahrbarer, die Beleuchtungseinrichtung tragender, Oberteil mittels Seilzug bzw. Seilzügen relativ zum auf einem Basisareal stehenden Standteil des Mastes senkrecht auf- und abbewegbar ist. Von einer flächenüberstreichenden Führung der Beleuchtungseinrichtung ist dort an keiner Stelle die Rede.
Aus dem japanischen Patent Abstract 9109737 A (970428) ist eine Einrichtung zur Kontrolle der Spannung bzw. Durchhängung von elektrischen Fahrdrähten od.dgl. bekannt geworden, welche auf Basis der Kontrolle der Lage der Spanngewichte der über Rollen geführten Drähte mittels Lichtsensorik arbeitet.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine wie oben beschriebene, in ihren Grundzügen, insbesondere aus der oben genannten US 4 710 819 A bzw. aus der DE 26 32 658 A1 bekannte Mehrpunkt-Seilzug-Einrichtung für eine zumindest lineare, bevorzugt jedoch flächenmäßige Führung eines Objektes, insbesondere eines Beobachtungsgerätes, eines Sensors, einer (Video-)Kamera od.dgl. zu schaffen, bei welcher einerseits der Bereich der Verfahrbarkeit des genannten Objektes, also die Nutzfläche im Vergleich zu jener, welche mittels bekannter Mehrpunkt-Aufhängungen bisher erreichbar waren, wesentlich erweitert ist, und wobei anderseits nicht nur eine zweidimensionale Führung des Objektes od.dgl. innerhalb bzw. entlang einer Ebene, sondern auch innerhalb einer vorprogrammierbaren beliebig räumlich geformten, dreidimensionalen Fläche ermöglicht ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine neue Seilzug-Einrichtung für Seilzug-Einrichtung für eine lineare oder zumindest zweidimensional-flächige, Führung eines Objektes, Sensors, Beobachtungsgerätes, einer (Video-)Kamera od.dgl., im Abstand über einer Basisstrecke oder im Abstand über einem vorgegebenen Basisareal, über einer Mess-, Überwachungs-, Beobachtungs-, Sport- bzw. Spielfläche od.dgl., mit zwei oder zumindest drei, im Abstand oberhalb der zu überstreichenden Basisstrecke oder des überstreichenden Basisareals, und in - der Länge der Basisstrecke oder der geometrischen Grundform des genannten Basisareals entsprechenden - voneinander beabstandeten End-, vorzugsweise Eck-Positionen an Aufhängungs- bzw. Verankerungs-Organen, an Masten, Pfeilern, Pfosten, Leisten, Schienen, Wänden, Decken od.dgl. angeordneten Seilführungsrollen, über welche jeweils ein mittels Seilantrieb - jeweils mit anderen Träger-, Führungs- und/oder Zugseilen abgestimmt koordiniert - verkürz- und/oder verlängerbares bzw. einzieh- und/oder ausfahrbares Träger-, Zug- und/oder Führungsseil für das basisstrecken- oder basisareal- überstreichend zu führende Objekt od.dgl. führbar ist,
Die wesentlichen Merkmale der neuen Seilzug-Einrichtung bestehen nun darin, dass - für eine Führung des das genannte Objekt (5), den Sensor, die (Video-)Kamera od.dgl. tragenden Objekt-Trägerwagens (54) entlang einer gewünschten virtuellen Führungslinie (60') oberhalb einer Basislinie (2') oder entlang bzw. innerhalb einer zumindest zweidimensionalen, virtuellen Führungsfläche (6), oberhalb des Basisareals (2),
- während der Bewegung und Führung des Objekt-Trägerwagens (54) mit dem Objekt (5) od.dgl. mittels der Träger-, Zug- und/oder Führungs-Seile (4, 41 , 42) entlang der genannten Führungslinie (60') oder, entlang bzw. innerhalb der Führungsfläche (6),
- mittels einer mit den Daten bzw. Koordinaten der genannten Führungslinie (60'), oder aber der Führungsfläche (6) beaufschlagten Steuerungs-Einrichtung (8),
- ausgehend von jeweils gegebenen Ausgangs-Höhenlagen der einzelnen Seilführungs- Rollen (3) über den Endpunkten (101', 102') der zu überstreichenden Basisstrecke (2') oder aber über den Eckpunkten (201 - 204) des Basisareals (2), und ausgehend von einer gegebenen, für die jeweilige Höhenlage (ho) des bzw. der linear oder flächig zu führenden Objektes, Sensors, (Video-)Kamera (5) od.dgl. maßgebenden Seil-Spannung bzw. - Durchhängung, - und unter laufender Positionierung des Objekttragerwagens (54) während dessen Bewegung am Durchhängeminimum der Führungsseile (4, 41 , 42) oder im Nahbereich desselben,
- zumindest eine der Seilführungs-Rollen (3) oder aber jede der Seilführungs-Rollen (3) für sich individuell, in ihrer Höhenlage (h1 , h2, h3, h4) bzw. in ihrem Abstand über der Basisstrecke (2') oder über dem Basisareal (2), kontinuierlich veränderbar ist bzw. sind.
Wesentlich an der neuen Einrichtung ist, dass ihr eine entscheidende Modifikation der bisher jeweils nur in fixer Höhe angeordneten Seilrollen, und damit auch der fixen Höhe der Aufhängung bzw. Führung der Seile an den Masten an den Ecken des Basisareals, zugrunde liegt. Es sind erfindungsgemäß nunmehr die Aufhängungen der Rollen nicht mehr auf eine bestimmte, konstante, nur durch betriebsunterbrechende Manipulationen ebenfalls nur in fixem Ausmaß veränderbare Höhe über dem Basisareal beschränkt, vielmehr sind dieselben in ihrer Höhenlage, also in ihrem Abstand über dem Basisareal beliebig und jederzeit bei vollem Betrieb variierbar. Es ist weiters dafür gesorgt, dass die Höhenverstellung der Seilrollen während des Verfahrens des Objektes, beispielsweise eines Sensors, entlang einer gewünschten virtuellen Führungsfläche sowohl aufwärts als auch abwärts ohne wesentliche Verzögerung erfolgen kann. Darüber hinaus kann diese Auf- und Abbewegung bzw. Veränderung der Höhenlage der Aufhängungs- bzw. Verankerungspunkte der Seilführungsrollen mit einer entsprechenden Verkürzung und/oder Verlängerung der Seile problemlos koordiniert erfolgen bzw. konform gehen.
Um nun die variable Höhenverstellung des jeweiligen Aufhängungspunktes einer einzelnen Seilführungsrolle näher zu erläutern, ist folgendes auszuführen: Wenn während eines horizontalen Verfahrens des Objekt-Trägerwagens und damit auch des von ihm getragenen Objektes, also eines Sensors, einer Kamera, eines Mikrofons od.dgl., entlang einer wie oben definierten, zum Basisareal parallelen Standard-Führungsebene in eine Richtung, also z.B. zu einem Eckmast hin, das etwa vom diametral gegenüberliegenden Mast zum Objekt-Trägerwagen verlaufende längere Seil durchzuhängen beginnt, wird durch Senken des Aufhängepunktes auf der sich laufend verkürzenden Seite des Seils der Zugwinkel zum Objekt-Trägerwagen hin verkleinert. Auf der längeren Seite des Seiles wird dagegen gleichzeitig die dortige Seilaufhängung bzw. Seilrolle angehoben und dadurch wird der Zugwinkel vergrößert. Die Zugwinkel der Seile werden dadurch in der Weise laufend verändert, dass sie einem Durchhängungs-Minimum an einer an deren Stelle als jener wo sich der Objekt-Trägerwagen befindet, entgegenwirken.
Während des Laufes des Objekt-Trägerwagens, der vorteilhaft etwa die Grundform einer Platte oder Plattform aufweist oder ihr entspricht, wird jene Seilrolle bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungspunkt angehoben, von welcher sich der Objekt- Trägerwagen durch eine entsprechende Seil-Antriebsbewegung entfernt und jene Seilführungsrolle wird gesenkt, auf welche der Objekt-Trägerwagen gerade zufährt. In einer Endlage treffen Objekt-Trägerwagen und Aufhängepunkt bzw. dortige Seilführungsrolle praktisch zusammen und befinden sich dann in der vorgegebenen Höhe des nun in Richtung abwärts verfahrenen Aufhängepunktes der Rolle, wo dann an das Träger- und Zugseil für den Objekt-Trägerwagen eine zur Basisfläche parallele Tangente angelegt werden kann. Auf diese Weise erreicht die Nutzfläche wesentlich höhere Werte als bei dem bisherigen, in ihrer Höhenlage konstante Seilführungsrollen aufweisenden Seilzug-Einrichtungen.
Zusammenfassend gilt folgendes: Um den bzw. die Objekt-Trägerwagen bzw. -platte mit dem jeweiligen Objekt während eines horizontalen Verfahrvorganges entlang einer Standard-Führungsfläche bzw. -Ebene zum Flächenrand hin immer in gleicher Höhe zu halten, finden zumindest zwei weitere koordinierte Bewegungen statt: ein Anheben und ein mit demselben koordiniertes Absenken der jeweils für die Bewegung des Objekt- Trägerwagens zuständigen bzw. relevanten Seilführungsrollen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt weiters darin, dass der Objektträger immer im Minimum der Seildurchhängung oder zumindest in dessen Nahbereich gehalten wird, wo die Tangente bzw. Tangentialfläche an die Seilverlaufs-Kurve bzw. an die Kurvenverläufe der Seile die Steigung Null aufweist, also im wesentlichen horizontal ist. Dort behält der Objektträger immer seine im wesentlichen horizontale Lage bei. Was die Steuerung der Anhebung und/oder Absenkung der Führungsseilrollen bzw. von deren Aufhängungs- bzw. Verankerungspunkten mittels der beweglichen Masten, Pfosten, Leisten od.dgl. betrifft, so ist dazu folgendes näher auszuführen:
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäß vorgesehenen Aufhängung des Objekt-Trägerwagens, der bevorzugterweise im wesentlichen als Trägerplatte, -plattform od.dgl. ausgebildet ist, und der im Betrieb seiner Ränder, Ecken od.dgl., über im Abstand voneinander angeordnete Aufhängepunkte an die Führungsseile bzw. an deren trägerwagen-seitigen Enden gebunden ist, besteht in einer kontrollierten bzw. gesteuerten Ausrichtung des Trägerwagens im Raum. Es ist aus Gründen der Stabilität und der sich vereinfachenden Ausgangsiage für z.B. drehbare Video-/Kameraköpfe besonders vorteilhaft, diese Plattform bei ihren Bewegungen mittels der Seilführungen über das gesamte zu überstreichende Areal in waagrechter Position zu halten.
Dies kann mittels der individuell höhenverstellbaren Aufhänge- bzw. Verankerungspunkte der Seilrollen immer erreicht werden, wobei bevorzugterweise nach einem der beiden folgenden prinzipiellen Verfahren die Horizontal-Lage-Einstellung und -Aufrechterhaltung erfolgen kann, und zwar entweder a) durch einen Regelkreis oder b) durch ein mathematisches Modell.
Gemäß a) wird die Lage bzw. die Abweichung des Trägerwagens bzw. der Trägerplatte aus der Waagrechten durch einen Lage-Sensor auf der Trägerplatte selbst gemessen und an einen Steuercomputer rückgemeldet, welcher daraufhin die entsprechenden Seilführungsrollen bzw. deren Verankerungs- oder Aufhängepunkte so weit verstellt, dass die Platte ihre waagrechte Lage wieder einnimmt oder eben beibehält. Dieser Sensor kann vom Typ "Gyro", also etwa ein Kreiselkompass oder Trägheitsmomentmesser sein oder aber ein Sensor, der die Winkel zwischen den Führungsseilen und der Trägerplatte dort misst, wo die Seile an der Trägerplatte angreifen. Es lassen sich bei bekanntem Schwerpunkt und Kenntnis eines dieser Winkel die zugehörigen anderen Winkel errechnen, um die Trägerplatte waagrecht zu halten. Ein Sonderfall liegt vor, wenn der Schwerpunkt der gesamten Trägerplatte genau mittig bzw. zentrisch liegt: Dann müssen alle Winkel zueinander immer gleich groß sein.
Der Vorteil dieser Anordnung gemäß a) besteht darin, dass sie auch Einflüsse ausregeln kann, die von außerhalb des Systems kommen, wie z.B. durch Wind. Ein gewisser Nachteil ist dadurch gegeben, dass sie mehr Sensoren und zusätzliche Regelstrecken benötigt. Gemäß b) kann die Erfassung der gesamten Aufhängung inklusive der Trägerplatte nach einem mathematischen Modell erfolgen. D.h. die mathematische Formel, welche den Steuercomputer veranlassen, zu jedem Punkt im Raum bzw. die entsprechenden Seillängen über die Seilwinden einzustellen, berücksichtigen mathematisch außerdem die Lage der Trägerplatte im Raum und stellen deren jeweilige Lage über die Höhenverstellung zusätzlich und gleichzeitig ein. Hierbei kann auf die schon oben angeführten mathematischen Zusammenhänge zurückgegriffen werden.
Der Vorteil dieser Art von Steuerungsmodell liegt darin, dass es einfacher ist und weniger Sensoren benötigt als das vorher erläuterte Modell, sein Nachteil besteht darin, dass es ein Ausregeln von äußeren Einflüssen nicht ermöglicht, was eher dessen Einsatz in geschlossenen Räumen, Hallen od.dgl. nahelegt.
Im Sinne der soeben beschriebenen koordinierten Auf- und Abbewegung der für die jeweilige Bewegung des Objekt-Trägerwagens entlang einer vorbestimmten Führungsfläche relevanten Seilführungsrollen ist eine Höhenlage-Verfahrbarkeit der Rollen bzw. von deren Verankerungspunkten gemäß dem A n s p r u c h 2 besonders bevorzugt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung gemäß A n s p r u c h 3, mittels welcher dafür gesorgt werden kann, dass sich das über dem Basisareal zu führende Objekt, also z.B. eine Kamera zur Aufzeichnung oder Übertragung eines Sportereignisses, während ihrer Verfahrbewegung immer am tiefsten Punkt der Seilführung befindet und somit selbst dann keine Sichtbehinderung infolge durchhängender Seile besteht, wenn das Objektiv der Kamera etwa waagrecht seitwärts gerichtet wird, um beispielsweise Zuschauer auf den oberen Rängen der Tribüne eines Sportplatzes ins Bild zu bekommen. Da der Objektträger während des Verfahrvorganges immer am tiefsten Punkt des Seildurchhanges gehalten wird, ist darüber hinaus dafür gesorgt, dass derselbe immer waagrecht bleibt.
Besonders bevorzugt sind die Rollen für die Seilführung auf Masten, Streben od.dgl. aufragenden Konstrukten angeordnet, von denen einige im A n s p r u c h 4 , allerdings keineswegs vollständig genannt sind. Diese Rollen-Haltemasten od.dgl. weisen einen Standteil und zumindest einen Verfahrteil für die Höhenversteliung der Seilführungs- Rollen auf. Sie können z.B. im Falle eines Areals, innerhalb dessen es häufiger zum Einsatz von Kameras zur Aufzeichnung von Sportereignissen od.dgl. kommt, ortsfest angeordnet sein. Es ist aber gleicherweise möglich, dass die Masten beispielsweise auf einem Fahrzeug, auf einem Fahrzeuganhänger od.dgl. montiert, und somit mobil ausgebildet und problemlos von einem Veranstaltungsort zum anderen transportierbar sind.
Selbstverständlich ist die neue Seilzug-Einrichtung auch für die flächenmäßige Überstreichung von Basisarealen in Hallen, Gebäuden, Sportarenen und -Stadien od.dgl. geeignet. In diesem Fall - siehe dazu die im Anspruch 4 erwähnte zweite Variante - können entsprechende, die Seilführungsrollen tragende Masten, Pfeiler od.dgl. von einer Überdachung oder von der Decke des entsprechenden Bauwerks abwärts ragen.
Wenn es die Geometrie eines solchen Gebäudes zulässt, ist es besonders günstig, die im Anspruch 4 erwähnte dritte Variante zu wählen, bei welcher etwa in den Ecknischen des Raumes bzw. sich entlang derselben hinziehend an einer der dortigen Wände befestigte Führungs-Schienen od.dgl. vorgesehen sind, entlang welcher entsprechende, die für die Führung der Seile vorgesehenen Seilrollen tragende, Schlitten, Gleitstücke od.dgl. auf- und abwärts verfahrbar sind.
Über im Rahmen der Erfindung bevorzugte Arten der Antriebe für die die Seilführungs-Rollen tragenden Verfahrteile der Masten od.dgl. gibt der A n s p r u c h 5 näher Auskunft.
Um ein Abspringen der Führungsseile, insbesondere der Führungsseile von Seilzug- Einrichtungen mit Spinnennetz-Seilführungen von ihren Führungsrollen, zu vermeiden, ist es, wie gemäß diesem Anspruch 5 ebenfalls vorgesehen, günstig, die Seilführungs-Rollen an den Masten od.dgl. im wesentlichen horizontal-winkelverschwenkbar auszubilden. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass die Hauptebene der einzelnen Seilführungsrolle - egal wo sich über dem Basisareal der Objekt-Trägerwagen befindet - immer mit der Verlaufsrichtung des über dieselbe geführten Führungsteiles konform geht.
Die Genauigkeit der Steuerung der Führung des von dem neuartigen Seilzugsystem flächig zu führenden Objektes, also z. B. einer Kamera, kann durch eine On-Line-Kontrolle der jeweils momentan aktuellen Lage-Koordinaten des genannten Objektes während dessen Bewegung bringen, wie sie für den Höhenabstand des Objektes oberhalb des Basisareals, also für dessen z-Koordinate, und/oder für die Verfahrbarkeit desselben in der x- und in der y-Richtung gemäß einer der beiden oder beider Varianten des A n s p r u c h e s 6 erfolgen kann.
Eine derartige sensorkontrollierte Steuerung der Objektführung mittels der erfindungsgemäßen Seilzug-Einrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn z.B. eine Kamera nicht nur in bzw. entlang einer zum Basisareal parallelen virtuellen Führungsfläche, also etwa entlang einer Standard-Führungsfläche verfahren werden soll, sondern, wenn die Führungsfläche für die Kamera, wie dies z.B. bei einer Geländesport- Veranstaltung der Fall sein kann, eine der Raumtopographie des Basisareals entsprechende dreidimensionalräumlich-topographische Flächenerstreckung aufweisen soll.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Objekt selbst mit Hilfe eines Auslegers od.dgl. in seinem Abstand zum Objekt-Trägerwagen hin veränderlich ist, wie dies gemäß A n s p r u c h 7 in dessen erster Variante vorgesehen ist. Dadurch können eventuell nötige Nachjustierungen im Höhenabstand des Objektes vom Basisareal während des Verfahrvorganges vorgenommen werden, welche von der Seil- und Rollensteuerung allein nicht exakt genug bewältigbar sind. Darüber hinaus lässt sich auf diese Weise auch eine zusätzliche Erweiterung der, wie oben definierten, Nutzfläche der Verfahrbarkeit des Objektes erzielen.
Einfach und wenig störungsanfällig sind erfindungsgemäße Seilzug-Einrichtungen gebaut, deren Objekt-Trägerwagen an die Enden von etwa spinnenartig zu den Seilführungs-Rollen an den Masten od.dgl. hin auseinander laufende Führungsseile gebunden sind, wie gemäß der zweiten Variante des in Rede stehenden Anspruches 7 vorgesehen.
Bei einer im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegenden Koordinaten-Führung für ein Objekt, einen Sensor, eine Kamera od.dgl. aufweisenden Seilzug-Einrichtungen ist eine wie soeben beschriebene, fixe Verbindung zwischen Führungsseilen und Objekt- Trägerwagen nicht vorgesehen. Dort erfolgt die Verfindung zwischen Führungsseil und Objekt-Trägerwagen flexibel über Gleit- oder insbesondere Wälz- bzw. Rollen- Verbindungen, wie dies gemäß der dritten Variante des Anspruches 7 vorgesehen ist.
Von den etwa spinnennetzartigen Seilführungen weichen die ebenfalls im Rahmen der Erfindung vorgesehenen, durchaus vorteilhaften Seilführungs-Systeme mit einer, wie oben schon erwähnten, etwa x,y-koordinatenartigen Führung des Objekt-Trägerwagens gemäß A n s p r u c h 8 ab.
Im Rahmen der dort beschriebenen bevorzugten Ausführungsform kann eine jeweils synchron koordinierte Anhebung oder Absenkung der Rollen auf den einer jeweiligen Masten-Gruppe zugehörigen Masten von Vorteil sein, da für diesen Fall an den Endlosseilen zwischen den genannten Masten der jeweiligen Masten-Gruppe vorteilhafterweise keine Einrichtungen zur Berücksichtigung von durch Hebungs- und Senkungsvorgänge hervorgerufenen Seillängen-Veränderungen vonnöten sind, und auch die Lage der Rollen bei unterschiedlichen Rollenhöhen an "schräge" Seilverläufe nicht angepaßt werden muss. Um eine Überbrückung größerer Distanzen als nötig und somit ein stärkeres
Durchhängen der Führungsseile zu vermeiden, ist es - wie gemäß A n s p r u c h 9 vorgesehen, günstig, die endlos umlaufenden Trägerseile jeweils über die Rollen der an den längeren Seiten des Basisareals postierten Masten od.dgl. einer jeweiligen Mastengruppe zu führen. Ist beispielsweise das mit dem Objekt, also z.B. mit einer Kamera od.dgl. zu überstreichende Basisareal etwa ausgeprägt länglich rechteckig, so kann es von Vorteil sein, zwischen den endständigen Masten jeder der Masten-Gruppen zumindest einen Hilfsmast mit Stütz- und Ablaufrolle(n) für das Trägerseil anzuordnen, wie im einzelnen dem A n s p r u c h 10 zu entnehmen. Für diesen Fall ist es dann günstig, die Anbindung des Führungsseil-Umlenkwagens an das endlose Trägerseil z.B. nach Art der Aufhängung bzw. Anbindung der Wagen einer
Umlaufseilbahn bzw. der Sessel eines Sesselliftes am Umlaufseil zu gestalten, wie im
A n s p r u c h 11 geoffenbart.
Schließlich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine der Spinnennetz-Bauart entsprechende Ausführungsform einer Seilzug-Einrichtung gemäß A n s p r u c h 12 von Vorteil.
Eine derartige, mit einem etwa rahmenartigen Umlaufseil ausgestattete Seilzug- Konstruktion hat den Vorteil, dass sie eine praktisch tatsächlich bis in die Ecken des Basisareals bzw. der - demselben entsprechenden, oberhalb desselben sich befindlichen - virtuellen Standard-Führungsebene reichende Nutzfläche ermöglicht, wobei der weitere Vorteil gegeben ist, dass dieselbe mit ihren Rändern bis auf geringe Distanzen an die seitlichen Begrenzungsränder der Standard-Führungsebene heranreicht. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Es zeigen die Fig. 1 eine dem Stand der Technik entsprechende Seilzug-Einrichtung für eine zwei- bzw. dreidimensional-flächige Führung eines Objektes, wie z.B. eines Sensors, einer Kamera, eines Mikrofons od.dgl., über einem Basisareal, die Fig. 2 die bei Einsatz einer Seilzug-Einrichtung gemäß Fig. 1 für die Überstreichung der Basisfläche tatsächlich zur Verfügung stehende, wesentlich kleinere reale Objektführungsfläche bzw. "Nutzfläche", die Fig. 3a bis 3c drei verschiedene Kurvenverläufe von für alle Seilzug- Einrichtungen bzw. für deren ein wie oben definiertes Objekt tragenden Trag- und Führungsseile typischen Kettenlinienkurven, die Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur reinen Linear- Führung eines Objektes entlang einer vorgegebenen Führungslinie mit in ihrer Höhenlage über einer Basisstrecke verstellbaren Seilführungsrollen-Aufhängevorrichtungen, die Fig. 5 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Seilzug-Einrichtung mit auf höhenverstellbaren Masten verankerten Seilführungsrollen, die Fig. 6 eine praktisch analoge, allerdings mit von der Decke eines Gebäudes, beispielsweise einer Sporthalle od.dgl., bis praktisch zur Basisfläche herabreichenden, in den Eckennischen des Gebäudes, entlang von einer der Wände befestigten Schienen od.dgl. mit auf denselben höhenverfahrbaren Rollenverankerungs-Schlitten, welche die Seilführungsrollen tragen, die Fig. 7 ein schematisches Schaubild der bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Seilzug- Einrichtung gemäß den Fig. 5 und 6 für die Überstreichung einer Basisfläche tatsächlich zur Verfügung stehenden, im Vergleich zu der in der Fig. 2 gezeigten Objektführungs-Nutzfläche wesentlich vergrößerten Nutz- bzw. Führungsfläche, die Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Koordinaten-Seilführung für das über einem Basisareal zu führende Objekt od.dgl., die Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der neuen Seilzug-Einrichtung mit einer Spinnennetz-Seilführung für das über dem Basisareal zu bewegende Objekt od.dgl. und die Fig. 10 schematisch die bei Einsatz einer Seilzug- Einrichtung gemäß den Fig. 8 und 9 für die Überstreichung eines Basisareals tatsächlich zur Verfügung stehende, in ihrer Flächenausdehnung vergleichsweise viel näher zu den Rändern hin erweiterte Objektführungs-Nutzfläche.
Die Fig. 1 gibt in wesentlichen Zügen eine dem Stand der Technik entsprechende Vierpunkt-Seilaufhängung wieder, wie sie beispielsweise in der o.a. US 4 710 819 A beschrieben ist:
In den Bereichen der Ecken 201 , 202, 203, 204 eines von einem Objekt 5 zu überstreichenden Basisareals 2 sind vier, senkrecht zum genannten Basisareal aufragende stationäre, Masten 31 , 32, 33, 34 als Aufhängungs- bzw. Verankerungsorgane für sich jeweils an deren oberen Enden befindliche Seilführungs-Rollen 3 angeordnet. Im Nahbereich der oder an den genannten Masten 31 bis 34 selbst ist jeweils ein Seilzugantrieb 7 angeordnet, mittels welchem für ein Auf- oder Abrollen jeweils eines der insgesamt vier, über die Seilführungs-Rollen 3 an den genannten Masten 31 bis 34 zu dem - ein Objekt 5, z.B. eine dem Basisareal 2 zugewandte Videokamera od.dgl. - tragenden, sich in einer Höhe ho befindlichen Objektträger 54 hin verlaufenden Träger-, Führungs- und/oder Zug-Seilen 4 Sorge getragen werden kann.
Die Seilführungs-Rollen 3 sind alle in gleicher konstanter Höhenlage h1=h2=h3 =h4 über dem Basisareal 2 angeordnet. Mittels einer nicht näher gezeigten Steuerung werden die Antriebe 7 für die Seile 4 so gesteuert, dass z.B. durch ein Aufrollen und damit durch ein Verkürzen des zum Mast 32 in der Eckposition 202 führenden Seiles 4 das zum gegenüberliegenden Mast 34 führende Seil 4 vom dortigen Antrieb 7 entsprechend freigegeben, also abgerollt wird, während die von den beiden diagonalständigen Masten 31 und 33 ausgehenden Seile 4 zu ihrer in Abstimmung mit der genannten Seilverkürzung und Seilverlängerung koordinierten Verlängerung ebenfalls in entsprechend gesteuertem Ausmaß von deren Antrieben 7 freigegeben, abgerollt bzw. losgelassen werden.
Die erwähnte Steuerung der Seilantriebe 7 kann nun dafür sorgen, dass innerhalb einer - an sich eine wesentlich kleinere Fläche als das Basisareal 2 aufweisenden, zu demselben im Höhenlage-Abstand ho parallelen - Nutzfläche der zu bewegende Objektträger 54 mit jenem Objekt 5 durchgehend konstant in dieser Höhe ho über dem Basisareal 2 geführt werden kann.
Prinzipiell ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigten Seilzug-Einrichtung 100 sind derartige Einrichtungen zum Überstreichen von Basisarealen mit anderer als quadratischer, bzw. rechteckiger, also z.B. mit dreieckiger oder aber mehr-, insbesondere sechseckiger Form, ausgeführt, wozu im einzelnen auf die eingangs erwähnte und dort näher erläuterte DE 26 32 658 A1 verwiesen sei, welche allerdings keine durch eine Koordinationssteuerung aufeinander abgestimmten Seilzugantriebe, sondern nur von mehreren Personen händisch zu betätigende, derartige Antriebe offenbart. Die Fig. 2 zeigt - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - das durch die Ecken 201 bis 204 mit den dort aufragenden Masten 31 - 34 definierte Basisareal 2, oberhalb welchem ein, wie oben beschriebener, Objektträger 54 mit einem flächenüberstreichend zu führenden Objekt 5, insbesondere mit einem Beobachtungsgerät, einem Sensor, einer Kamera od.dgl., im Falle einer Führung in einer in einer bestimmten Höhenlage über dem Basisareal 2 liegenden, zu derselben parallelen Standard- Führungsebene geführt werden soll. Dabei steht für diesen Fall einer Standardflächen- Führung des Objektes 5 bloß die durch starke Einschnürungen an ihrer Seitenrändern gekennzeichnete und keinesfalls bis in die Nähe der Ecken 201 - 204 des Basisareals 2 reichende bzw. der oberhalb von derselben liegenden nicht gesondert bezeichneten, gleich großen Standard-Führungsebene reichenden schraffierten Nutzfläche 65, innerhalb welcher das mittels der Seilzüge 4 zu führende Objekt 5 tatsächlich geführt werden kann. Diese Nutzfläche 65 beträgt bloß etwa 60 bis maximal 70 % der zwischen den Eckpunkten 201 - 204 des Basisareals 2 bzw. zwischen den Eckpunkten der darüber angeordneten Standard- Führungsebene für ein flächiges Verfahren des Objektes 5 theoretisch zur Verfügung stehenden Fläche.
Die Fig. 3a bis 3c zeigen die jeweils unterschiedlichen Verläufe von zwischen zwei teilweise nicht dargestellten voneinander beabstandeten Aufhängepunkten aus durchhängenden, "vollkommen biegsamen", Eigengewicht aufweisenden Seilen. In der
Gleichgewichtslage nehmen solche Seile die Form einer sogenannten Kettenlinie an. Eine solche Kettenlinie gehorcht im wesentlichen der Formel
y = a • cosh x/a (I)
worin a größer als 0 ist und worin y den Abstand des Seiles in Z-Richtung an irgendeinem Punkt x in x-Richtung über einer Basisfläche, cosh die Funktion "cosinus hyperbolicus" bedeutet und a eine Konstante darstellt. Die Größe der Konstante a hängt jeweils von den mechanischen Bedingungen ab, denen eine Kette bzw. im konkreten Fall ein Seil, unterworfen ist. Je größer der Wert von a, desto flacher verläuft die Kettenlinie, also z.B. dann, wenn ein Seil zwischen den beiden Aufhängungspunkten stark gespannt ist. Geht a jedoch gegen Null, so gehen die beiden Kettenlinien-Schenkel, jeweils ausgehend vom Kurvenminimum am Punkt x = 0, immer mehr in jeweils steile Quasi-Geraden-Äste und schließlich in unendlich steile Geraden-Äste über, welche sich auf der y-Achse schlussendlich decken.
Die drei, in den Fig. 3a bis 3c - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - gezeigten - realten Seildurchhang-Verläufen entsprechenden - Kettenlinien 4 lassen sich alle mit der oben genannten Formel I beschreiben, in welcher die Konstante a jeweils die Werte 5, 1 und 0,1 annimmt. Im wesentlichen gilt, dass sich der Verlauf bzw. die Durchhang-Kurve einer derartigen Kettenlinie 4 nicht wesentlich ändert, wenn die beiden Aufhängungspunkte, z.B. eines ihr entsprechenden masse-behafteten Seiles jeweils entsprechend dem y-Wert, den ein Punkt auf der Kettenlinie dort hat, gewählt werden. Wenn also z.B., wie in Fig. 3a gezeigt, die Aufhängungspunkte A und B beide in einer Höhe y = h1 , jeweils im gleichen Abstand von x = b von der Ordinate bzw. Minimumstelle 0 entfernt sind, so ist die Verlaufs- Funktion der Ketteniinie 4 im wesentlichen die gleiche wie dann, wenn, wie ebenfalls in der Fig. 3a gezeigt, der linke Aufhängungspunkt der y-Koordinate näher, also absinkend gegen C, rückt und der rechte Aufhängungspunkt D in gleichem Maße von der y-Koordinate weg nach rechts, und dem Kurvenverlauf entsprechend aufwärts rückt. Die x-Abstände der Punkte A und B und jene der Punkte C und D voneinander sind gleich und betragen beide jeweils 2b.
Im wesentlichen von diesem Faktum ausgehend, zeigt die Fig. 4 eine zwischen zwei Masten 31 und 33 verlaufende Linear-Objektführung an einem Seil 4, wobei die Endpunkte der von einem vom Seil gehaltenen Objekt 5 zu überstreichenden Basisstrecke 2' durch die beiden Masten 31 und 33 definiert sind. Die Masten 31 und 33 weisen jeweils einen im Boden 200 verankerten Standteil 301 und einen entlang demselben senkrecht auf- und abwärts verschieblichen, bzw. etwa schlittenartig verfahrbaren Verfahrteil 302 auf. Es ist nun - ohne Darstellung einer Abspannung der Seile 4 - gezeigt, wie in einer ersten Position "1" die beiden Seilführungs-Rollen 3 in gleicher Höhe h1=h3 über der Basisstrecke 2' angeordnet sind und wie die dem Verlauf des dazwischen gespannten Seiles 4 entsprechende Kettenlinie symmetrisch ist, ähnlich wie in der vorher behandelten Fig. 3a gezeigt. Bei dieser "symmetrischen" Aufhängung gemäß Position 1 liegt das Minimum bzw. jener Kurvenabschnitt, in welchen eine Tangente t parallel zur Basislinie 2' verläuft, genau in der Mitte zwischen den beiden Masten 31 und 33. Dort befindet sich in einer Höhenlage ho das von dem Seil 4 getragene, entlang einer Führungslinie 6' zu verfahrende Objekt 5.
Wird nun entsprechend der zweiten in der Fig. 4 gezeigten Position "2" die Seilführungs-Rolle 3 am linken Mast 31 abwärts gesenkt und in entsprechender Weise die Seilführungs-Rolle 3 am rechten Mast 33 nach aufwärts in die dortige Position "2" verfahren, so entspricht der Verlauf des Seiles 4 im wesentlichen jener Kettenlinie, wie sie in der Position "1" für die Seildurchhängung maßgebend war. Allerdings ist nun die Ketteniinienkurve so verschoben, dass deren Minimum und damit auch die Stelle mit der horizontalen bzw. zur Basislinie 2' parallelen Tangente dem linken Mast 31 näher gerückt ist. Trotz der gleichbleibenden Höhe ho des am Objekt-Träger 54 befindlichen Objektes 5 und dessen Bewegung entlang einer zur Basislinie 2' parallelen, virtuellen Standard- Führungslinie 60' weist das Seil 4 keine einzige Stelle auf, an welcher es tiefer durchhängt als an jener, wo sich der Objektträger 54 befindet. Schließlich ist noch eine Position "3" gezeigt, bei welcher eine weitere Absenkung der Seilführungs-Rolle 3 am linken Mast 31 erfolgt ist, und eine dementsprechend wesentlich größere Bewegung der Rolle 3 am Mast 33 nach oben hin vorgenommen worden ist. Nunmehr ist die den Verlauf des Seiles 4 beschreibende Kettenlinien-Kurve derart zwischen den beiden Masten 31 und 33 verschoben, dass das Minimum der Kurve, also jener Bereich, wo dieselbe eine horizontale Tangente aufweist, praktisch ganz im Nahbereich des linken Masten 31 bzw. von dessen Seilführungs-Rolle 3 positioniert ist. Auch in dieser Position 3 befindet sich das Objekt 5 wieder in gleicher Höhe ho über der Basisstrecke 2 und es ist somit erreicht, dass der Objektträger 54 mit dem Objekt 5, im vorliegenden Fall praktisch bis zur am Mast 31 sich befindlichen Rolle 3 hin bewegt worden ist. Auf die soeben beschriebene Weise lässt sich durch die aufeinander abgestimmt koordinierte Senkung des Verfahrteils 302 des linken Mastes 31 bei gleichzeitiger Anhebung der Rolle 3 mit dem Verfahrteil 302 des rechten Mastes 33 erreichen, dass der Objektträger 54 und das von ihm getragene Objekt 5 tatsächlich über die gesamte Basisstrecke 2' hinweg von Mast zu Mast entlang einer zur Basisstrecke 2' parallelen virtuellen Standard- Führungsgeraden 60', welche gleichzeitig eine Standard-Führungsgerade darstellt, bewegt werden kann, ohne dass es zu einer störenden Durchhängung des Seiles 4 an einer anderen Stelle als an jener kommt, wo sich der Objektträger 54 mit dem zwischen den genannten Masten zu führenden Objekt 5 befindet. Aufbauend auf der in der Fig. 4 gezeigten Linearführung, welche für entsprechende
Fälle durchaus den einfachsten Fall im Rahmen der vorliegenden Erfindung bildet, zeigt die Fig. 5 eine erfindungsgemäße Seilzug-Einrichtung 100 für einen in einer Standard- Führungsebene 60 über einem rechteckigen Basisareal 2 in einer bestimmten Höhe ho oder aber überhaupt innerhalb bzw. entlang einer dreidimensional räumlichen, virtuellen Führungsfläche 6 führbaren Objektträgers 54 mit entsprechendem Objekt 5, wie z.B. Sensor, Kamera, Mikrofon od.dgl.
Wie schon bei der Seilzug-Einrichtung in der Fig. 1 gezeigt, ragen in den Eckbereichen 201 , 202, 203 und 204 des Basisareals Masten 31, 32, 33, 34 jeweils senkrecht zum genannten Basisareal 2 in die Höhe. Entlang dieser Masten bzw. deren Standteilen 301 sind Seilführungs-Rollen 3 auf Verfahrteilen 302 mittels entsprechenden Antrieben 73 auf- und abwärts bewegbar. Über die vier Seilführungs-Rollen 3 sind insgesamt vier Träger-, Zug- und/oder Führungsseile 4 geführt, wobei die vicinalen Enden der vier oberhalb des Basisareals 2 spinnennetzartig zusammenlaufenden Seile 4 mit einem an denselben gemeinsam hängenden Objekt-Trägerwagen 54 verbunden sind, welcher das in einer gewünschten Höhe ho, z.B. entlang einer dreidimensionalen Fläche 6 zu führende Objekt 5, insbesondere einen Sensor, eine Kamera od.dgl., trägt.
Aus der Fig. 5 ist weiters zu ersehen, wie im gezeigten Fall während der flächenüberstreichenden Führung des Objektes 5 in bzw. entlang der Führungsfläche 6 die zum Objektträger- Wagen 54 führenden Seile 4 verschiedene Längen zu den Masten 31 bis 34 hin annehmen können, und wie die entlang der genannten Masten auf- und abwärts bewegbaren Seilführungs-Rollen 3 sich in der gezeigten Ausgangsposition in gleichen, jederzeit aber änderbaren Höhen h1=h2=h3=h4 über dem Basisareal 2 befinden. Die nicht mit dem Objekt-Trägerwagen 54 verbundenen Enden der über die Rollen 3 geführten Träger-, Zug- und/oder Führungsseile 4 sind mit ihren Seilführungs-Antrieben 74 an jedem der vier Masten verbunden.
Die Fig. 5 zeigt weiters die mit den Antrieben 73 für die Veränderung der Höhenlagen h1 - h4 der Seilführungs-Rollen 3 bzw. von deren Verankerungen mit den Verfahrteilen 302 der Masten 31 - 34 sowie mit den genannten Antrieben 74 für Verlängerung und/oder Verkürzung sowie Spannung der Träger-, Zug- und/oder Führungsseile 4 datenfluss- verbundene Steuereinrichtung 8, welche für eine laufend aufeinander abgestimmte, koordinierte und für eine jeweils erwünschte Bewegung des Objekt-Trägerwagens 54 nötige, ununterbrochen zu Veränderung der Höhenlagen h1 - h4 der Seilführungs-Rollen 3 in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander und von der jeweils nötigen Verkürzung und/oder Verlängerung und/oder Spannung und/oder Lockerung der Seile 4 Sorge trägt.
Zusätzlich kann der Objekt-Trägerwagen 54 einen Sensor 5401 für die laufende Bestimmung bzw. Kontrolle der aktuellen Höhe ho (z-Koordinate) des Objektes 5 oberhalb des Basisareals 2 und weiters einen Sensor 54402 für eine genaue x/y-Koordinaten- Lagebestimmung des Wagens 54 innerhalb der virtuellen Führungsfläche 6 aufweisen, wobei die soeben genannten Sensoren, z.B. über eine Funk- und/oder Infrarotstrahlungs- Verbindung, ebenfalls mit der Steuereinrichtung 8 datenfluss-verbunden sind, und von dort aus mit entsprechenden Steuerimpulsen, beispielsweise für eine sofortige Nachjustierung der Antriebe 73, 74 für die Seilführung sowie für die Höhenlage der Rollen 3 im Falle einer Abweichung der gerade aktuellen Höhe ho des Objektes 5 von der z-Koordinate der gewünschten Führungsfläche 6 Sorge getragen werden kann.
Aus der Fig. 5 ist zu ersehen, wie sich parallel zum Basisareal 2 und im Höhenabstand ho von demselben angeordnet, die vorher schon kurz angesprochene virtuelle Standard-Führungsfläche 60 erstreckt, welche z.B. als System-Bezugsfläche für die Steuerung bzw. für die mit dem Objekt-Trägerwagen insgesamt überstreichbare Nutzfläche und deren Grenzen dienen kann.
Die Fig. 6 zeigt - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - eine zu der in der Fig. 5 gezeigten Seilzug-Einrichtung im Prinzip ganz ähnliche, derartige Einrichtung 100 in einer sozusagen "hängenden" bzw. wandmontierten Ausführungsform. Hier sind in den Ecknischen eines das Basisareal 2 deckenden bzw. umgebenden Gebäudes 9 mit Decke 90, also an den den Ecken 201 - 204 des Basisareals 2 entsprechenden Stellen, senkrecht verlaufende Halteleisten 31, 32, 33, 34 od.dgl. befestigt, welche jeweils einen an der dortigen Gebäudewand 91 befestigten Standteil 301 , analog zum Standteil der in der Fig. 5 gezeigten Masten, aufweisen, auf bzw. entlang welchen, etwa dem Verfahrteil der soeben genannten Masten der Fig. 5 entsprechend, jeweils ein Verfahr- Schlitten (302), -Wagen od.dgl. mit auf demselben angeordneten Führungsseilrollen 3 auf- und abwärts verfahrbar ist. In gleicher Weise, wie in Fig. 5 gezeigt, sind über die individuell höhenverfahrbaren Seilführungsrollen 3 die etwa spinnennetzartig zum Objekt-Trägerwagen 54 hin zusammenlaufenden Träger- und Führungsseile 4 geführt. Nicht gesondert gezeigt sind in der Fig. 6 die Führungsseil- und Schlitten-Verfahr-Antriebe und deren ihr aufeinander abgestimmt koordiniertes Agieren kontrollierende Steuereinrichtung, welche Einrichtungen zur Steuerung allerdings ganz analog zu jenen des Seilzug-Systems gemäß Fig. 5 ausgebildet sind. Die Fig. 7 zeigt eine schraffierte Fläche, welche die Grenzen einer, wie schon oben definierten, Nutzfläche 65 der Verfahrbarkeit eines Objektes umreißen, innerhalb weicher Nutzfläche 65 ein ausschließlich mittels der bewegungs-koordinierenden Steuerung der Träger- und Führungsseil-Antriebe und der Antriebe für die Veränderung der Höhenlage der Seilführungsrollen zu bewegendes Objekt 5 in bzw. entlang einer in bestimmter Höhe ho über dem Basisareal 2 angeordneten, parallel zu demselben verlaufenden, virtuellen Standard-Führungsfläche 60 zweidimensional horizontal verfahrbar ist. Es ist deutlich erkennbar, dass die gezeigte Nutzfläche 65 entlang der Basisareal-Ränder zu deren Mittelbereich hin jeweils noch relativ stark eingeschnürt ist, dass sie mit ihren Ecken allerdings im Gegensatz zu der mit - dem Stand der Technik entsprechenden - Seilzug- Führungs-Systemen erreichbaren Nutzfläche weit bis in die Ecken 101 - 104 des Basisareals 2 hineinreicht.
Die Fig. 8 zeigt - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - eine weitere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Seilzug-Einrichtung 100 mit einer Koordinatenführung. Hier bilden die die Eckpunkte 201 - 204 des Basisareals 2 definierenden, nicht näher gezeigten, Masten 31 und 32 sowie 33 und 34 jeweils eine linke 3100 und eine rechte Mastengruppe 3300. Über die individuell höhenverstellbaren Seilführungsrollen 3 jeweils zweier zusammengehöriger Masten 31 , 32 und 33, 34 - von welchen Rollen 3 zumindest jeweils eine pro Gruppe mit einem Antrieb ausgestattet ist - ist eine die Funktion eines Träger- und Verfahrseils 41 ausübende Endlos-Seiischlinge führt, welche für die Koordinaten-Führung des Objekts in y-Richtung Sorge trägt.
An jedes der Trägerseile 41 ist ein Führungsseil-Umlenkwagen 410 mit hier bloß je zwei Umlenkrollen 413 gebunden und mit dem eben benannten Trägerseil 41 in der y- Richtung verfahrbar. Es ist nun dafür gesorgt, dass jeweils die Masten 31 , 32 und 33, 34, also die Masten jeder Gruppe 3100 bzw. 3300 gemeinsam synchron, z.B. in Höhenlagen von h1 = h2 und von h3 = h4, höhenverstellbar sind, sodass jedes der beiden Trägerseile 41 praktisch immer (quasi-)parallel zur Basisfläche 2 verläuft, wenn auch in zum jeweils anderen unterschiedlichen Höhenlagen.
Über die Umlenkrollen 413 jedes der beiden Führungsseil-Umlenkwagen 410 ist nun ein für die zwei- oder dreidimensionale Verfahrbarkeit des Objekt-Trägerwagens 54 mit dem von ihm flächenmäßig zu verfahrenden Objekt 5 od.dgl. in x-Richtung verantwortliches Führungsseil 42 geführt, welches zwischen den Umlenkrollen 413 der beiden Wagen 410 jeweils eine zum Objekt-Trägerwagen 54 hin gerichtete Schlaufe 4200 bildet, die dort mit ihrem Schlaufenumkehr-Maximum um mindestens eine, zur Sicherung der Lagestabilität des Objekt-Trägerwagens, vorteilhafterweise jedoch um jeweils zwei Schlaufenführungs-Rollen 543 desselben geführt ist. Die beiden Enden der Führungsseile 42 sind mit entsprechend gesteuerten, im übrigen nicht gezeigten, Führungsseil-Antrieben verbunden. Bei der in Fig. 9 gezeigten, hier wieder der Spinnennetz-Bauart entsprechenden, erfindungsgemäßen Ausführungsform der neuen Seilzug-Einrichtung 100 ist - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - vorgesehen, dass - etwa rahmenartig - über die selbstverständlich ebenfalls individuell höhenverstellbaren Seilführungsrollen 3 an den Masten 31 - 34 ein Haupt-Trägerseil 41 nach Art eines Endlosseiles mit - an sich von einem oder mehreren der Masten getragenen, aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Fig. 9 jedoch jeweils im Abstand vom jeweiligen Mast eingezeichneten Längsausgleich- und Spannorganen 415 in Form von symbolisch angedeuteten Federn 4151 geführt bzw. gespannt ist. Dem Trägerseil 41 ist ein für dessen Umlauf verantwortlicher, in der Figur nicht gezeigter, Antrieb zugeordnet. An das Trägerseil 41 ist jeweils - pro jeder der Seiten bzw. Ränder des Basisareals 2 entsprechendem, Seilabschnitt - ein Führungsseil-Umlenkwagen 410 mit entsprechender Seilführungsrolle 413 gebunden, sodass jeder dieser Wagen 410 zwangshaft synchron zusammen mit den übrigen Wagen 410 mittels des Umlauf-Trägerseils 41 bewegbar ist. Über die Rollen 413 des Umlenkwagens 410 ist jeweils ein letztlich von einem nicht gezeigten, z.B. an den jeweiligen Masten 31 - 34 in deren Fußbereich angeordneten Führungsseil-Antrieb ausgehendes Führungsseil 42 geführt, das mit seinen vicinalen Ende mit dem des Objektes 5 od.dgl. tragenden Objekt-Trägerwagen 54 verbunden ist.
Die in der Fig. 9 gezeigte Art der Konstruktion erlaubt ein besonders nahes Heranführen des Objekt-Trägerwagens 54 an jeden der dabei selbstverständlich jeweils abzusenkenden Masten 31 - 34, aber gleichzeitig auch an das rahmenartig umlaufend geführte Trägerseil 41 , sodass bei dieser Art der Konstruktion eine Nutzfläche der Verfahrbarkeit erzielbar ist, welche der theoretischen Verfahrbarkeit in Größe des Basisareals 2 bis etwa auf 10 bis 15 % herankommt. Eine derart zu den Ecken und Rändern hin stark erweiterte Nutzfläche 65 gibt - bei völlig gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - schließlich die Fig. 10 wieder und zeigt damit einen der wesentlichen Vorteile der Erfindung, nämlich die Erweiterung der Fläche, innerhalb welcher ein Objekt zwischen entsprechenden Aufhängepunkten oberhalb einer Fläche zumindest zweidimensional flächig geführt werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
Seilzug-Einrichtung für eine lineare oder zumindest zweidimensional-flächige, Führung eines Objektes, Sensors, Beobachtungsgerätes, einer (Video-)Kamera od.dgl., im Abstand über einer Basisstrecke oder im Abstand über einem vorgegebenen Basisareal, über einer Mess-, Überwachungs-, Beobachtungs-, Sport- bzw. Spielfläche od.dgl., mit zwei oder zumindest drei, im Abstand oberhalb der zu überstreichenden Basisstrecke oder des überstreichenden Basisareals, und in - der Länge der Basisstrecke oder der geometrischen Grundform des genannten Basisareals entsprechenden - voneinander beabstandeten End-, vorzugsweise Eck-Positionen an Aufhängungs- bzw.
Verankerungs-Organen, an Masten, Pfeilern, Pfosten, Leisten, Schienen, Wänden, Decken od.dgl. angeordneten Seilführungsrollen, über welche jeweils ein mittels Seilantrieb - jeweils mit anderen Träger-, Führungs- und/oder Zugseilen abgestimmt koordiniert - verkürz- und/oder verlängerbares bzw. einzieh- und/oder ausfahrbares Träger-, Zug- und/oder Führungsseil für das basisstrecken- oder basisareal- überstreichend zu führende Objekt od.dgl. führbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- für eine Führung des das genannte Objekt (5), den Sensor, die (Video-)Kamera od.dgl. tragenden Objekt-Trägerwagens (54) entlang einer gewünschten virtuellen Führungslinie (60') oberhalb einer Basislinie (2') oder entlang bzw. innerhalb einer zumindest zweidimensionalen, virtuellen Führungsfläche (6), oberhalb des Basisareals
(2),
- während der Bewegung und Führung des Objekt-Trägerwagens (54) mit dem Objekt (5) od.dgl. mittels der Träger-, Zug- und/oder Führungs-Seile (4, 41 , 42) entlang der genannten Führungslinie (60') oder, entlang bzw. innerhalb der Führungsfläche (6),
- mittels einer mit den Daten bzw. Koordinaten der genannten Führungslinie (60'), oder aber der Führungsfläche (6) beaufschlagten Steuerungs-Einrichtung (8),
- ausgehend von jeweils gegebenen Ausgangs-Höhenlagen der einzelnen Seilführungs- Rollen (3) über den Endpunkten (101', 102') der zu überstreichenden Basisstrecke (2') oder aber über den Eckpunkten (201 - 204) des Basisareals (2), und ausgehend von einer gegebenen, für die jeweilige Höhenlage (ho) des bzw. der linear oder flächig zu führenden Objektes, Sensors, (Video-)Kamera (5) od.dgl. maßgebenden Seil- Spannung bzw. -Durchhängung,
- und unter laufender Positionierung des Objekttragerwagens (54) während dessen Bewegung am Durchhängeminimum der Führungsseile (4, 41 , 42) oder im
Nahbereich desselben,
- zumindest eine der Seilführungs-Rollen (3) oder aber jede der Seilführungs-Rollen (3) für sich individuell, in ihrer Höhenlage (h1, h2, h3, h4) bzw. in ihrem Abstand über der Basisstrecke (2') oder über dem Basisareal (2), kontinuierlich veränderbar ist bzw. sind.
Seilzug-Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass - unter Annahme einer ebenen und zu einem ebenfalls ebenen Basisareal parallelen, virtuellen Objekt- Führungsfläche (= Standard-Führungsebene) - für die Führung des Objektes (5) od.dgl. oberhalb des Basisareals (2) die Seilführungsrollen (3) bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungsorgane mittels der von der Steuereinrichtung (8) steuerbaren Seilführungsrollen-Verfahrantrieb (73) bei gleichzeitiger entsprechender Verlängerung und Verkürzung der Trag-, Zug- und/oder Führungs-Seile (4, 41 , 42) mittels Seilzug- und Spann-Antrieb (74, 741 , 742) bei Annäherung des Objekt-Trägerwagens (54) an einen - der den Eckpunkten (201 , 202, 203, 204) des Basisareals (2) entsprechenden - Eckpunkt der Führungsfläche (6) höhenlage-absenkbar ist, während zumindest eine der restlichen Seilführungsrollen (3) bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungsorgane in entsprechendem, unterschiedlichem Ausmaß - mit der genannten Absenkung der erstgenannten Seilführungsrolle (3) koordiniert - höhenlage-anhebbar ist bzw. sind.
Seilzug-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuer-Einrichtung (8) während des Verfahrens des Objekt-Trägerwagens (54) mit dem Objekt (5) od.dgl. die Antriebe (73) für Höhenlage-Absenkung und/oder -Anhebung der
Seilführungsrollen (3) so steuerbar sind, dass sich der Objekt-Trägerwagen (54) in den oder zumindest im Nah-Bereich der Kettenkurven-Minima der Träger-, Zug- und/oder Führungsseile (4) bzw. im Bereich der zum Basisareal (2) parallelen Horizontal-Lage der Tangente (t) oder Tangentialebene an die - der Durchhängung der Seite (4) entsprechenden Kettenkurven - oder aber sich der Trägerwagen (54) selbst im wesentlichen in Horizontallage befindet.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Seilführungsrollen (3) an - in ihrer Länge bzw. Höhe stufenweise oder kontinuierlich verstellbaren, von den Ecken in von den Eckbereichen (201 - 204) des von dem Objekt (5) od.dgl. zu überstreichenden Basisareals (2), bevorzugt senkrecht und zueinander parallel, aufragenden Masten (31 , 32, 33, 34), Streben, Pfeilern, Pfosten, Säulen, od.dgl. mit jeweils einem ortsfesten oder ortsfest gehaltenen Standteil (301) und mindestens einem in dessen Längserstreckungs-Richtung mittels von der Steuereinrichtung (8) steuerbarem Verfahrantrieb (73) auf- und abwärtsbewegbaren, ein- oder mehrteiligen, die Seilführungsrolle(n) (3) tragenden Verfahr-Teil (303) angeordnet sind, oder - dass die Seilführungsrollen (3) bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungs-Organe an von einer Decke (90), Überdachung oder dgl. eines Gebäudes (9), einer Halle od.dgl. oberhalb der Basisfläche (2) abwärts ragenden, in ihrer Länge bzw. Abwärts- Ragtiefe stufenweise oder kontinuierlich verstellbaren Masten, Streben, Pfeilern, Pfosten, Säulen od.dgl. mit einem ortsfesten oder ortsfest gehaltenen Hängeteil und mindestens einem - in dessen Längserstreckungs-Richtung mittels von der Steuereinrichtung (8) steuerbarem Verfahrantrieb auf- und abwärtsbewegbaren - ein- oder mehrteiligen, die Seilführungsrollen (3) tragenden Verfahr-Teile (303) angeordnet sind oder - dass die Seilführungsrollen (3) bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungs-Organe auf, an den Wänden (91) eines das Basisareal (2) umgebenden Gebäudes (9), insbesondere im Bereich von deren Innen-Eckbereichen angeordneten bzw. befestigten, bevorzugt sich entlang derselben senkrecht erstreckenden - Halteleisten (31 , 32, 33, 34) mit auf, an oder in (Hohl-)Schienen (301 ) od.dgl. als Standteil gleit- oder rollengeführten, mittels von der Steuereinrichtung (8) gesteuertem Verfahrantrieb
(7, 73) auf- und abwärtsbewegbaren Verfahrschlitten (302) als Verfahrteil angeordnet sind.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass die die Seilführungsrollen (3) bzw. deren Aufhängungs- bzw. Verankerungs-
Organe tragenden Verfahr-Teile (303) Masten (31 , 33, 34) bzw. Verfahr-Schlitten (302) der Leisten od.dgl. mittels Spindeltrieb, Zahnrad-, Zahnstangen-, Zahnriementrieb, Seiltrieb, Pneumatik- und/oder Hydrauliktrieb relativ zu den Standteilen (301) auf- und abwärts verfahrbar sind, und/oder - dass die Seilführungsrollen (3) - dem jeweiligen konkreten Verlauf der Träger-, Zug und/oder Führungsseile (4) entsprechend - ho zontal-winkel-verschwenkbar ausgebildet sind.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass der - das oberhalb des Basisareals (2) innerhalb einer gewünschten virtuellen
Führungsfläche (6) zu führende Objekt (5) tragende - Objekt-Trägerwagen (54) oder das Objekt (5) selbst zumindest eine Abstandsmess-Sensor-Einrichtung (5401) zur - im wesentlichen kontinuierlichen - Ermittlung von dessen aktuellem Höhenabstand (ho) über dem Basisareal (2) aufweist und dass die von der genannten Sensor- Einrichtung (5401), vorzugsweise Echolot- oder Laser-Entfernungsmess-Einrichtung, ermittelten Vertikal-Positions-Daten, bevorzugt drahtlos, mittels Infrarot, Funk od.dgl., der Steuerungs-Einrichtung (8) für die Seilspann-, -lockerungs- und -führungs-Antriebe (7, 74) und für die Antriebe (73) zur Höhenlage-Veränderung der Seilführungsrollen (3) zuführbar sind, und/oder
- dass der - das oberhalb des Basisareals (2) innerhalb einer gewünschten virtuellen Führungsfläche (6) zu führende Objekt (5) tragende - Objekt-Trägerwagen (54) bzw. das Objekt (5) selbst eine Sensor-Einrichtung (5402), z.B. DGPS-Einrichtung, zur kontinuierlichen Ermittlung von dessen aktueller (Horizontal-Koordinaten-)Position auf der vom genannten Objekt (5) od.dgl. zu bestreichenden virtuellen Führungsfläche (6) oberhalb des Basisareals (2) aufweist und dass die von der genannten Sensor- Einrichtung (5402) ermittelten Horizontal-Positions-Daten, bevorzugt drahtlos, mittels Infrarot, Funk od.dgl., der Steuerungs-Einrichtung (8) für die Seilspannungs-,
-lockerungs- und -führungs-Antriebe (7, 74) und für die Antriebe (7, 73) zur Höhenlage- Veränderung der Seilführungsrollen (3) zuführbar sind.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, - dass das über einem Basis-Areal (2) zu führende Objekt (5) od.dgl. an einem iängenveränderlichen Ausleger od.dgl. des Objekt-Trägerwagens (54) angeordnet ist, mittels welchem der Abstand zwischen Objekt (5) od.dgl. und Objekt-Trägerwagen (54) veränderbar ist, und/oder
- dass der Objekt-Trägerwagen (54) an die Träger-, Führungs- und/oder Zugseile (4, 41 , 42), insbesondere an jeweils an eines ihrer Enden, vorzugsweise lösbar, gebunden ist und/oder
- dass der Objekt-Trägerwagen (54) über an demselben drehgelagerte Seilführungsrollen (543) mit den über diese Rollen (543) geführten Träger-, Führungsund/oder Zugseilen (4, 41 , 42) verbunden ist.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
- dass jeweils zumindest an den Endpunkten (201 , 202, 203, 204) von an zwei aneinander gegenüberliegenden Seiten bzw. Begrenzungslinien (212, 234) des Basis- Areals (2) jeweils eine Gruppe (3100, 3300) von zumindest zwei einander benachbarten und einander zugeordneten Masten (31 , 32; 33, 34) od.dgl. angeordnet ist, über deren Seilführungsrollen (3) jeweils ein Trägerseil (41 ) geführt ist, mittels welchem ein an dasselbe gebundener, Führungsseil-Umlenk-Wagen (410) zwischen den beiden endständigen Masten (31 , 32; 33, 34) jeder der Masten-Gruppen (3100, 3300) hin- und her-bewegbar ist, - dass mittels aufeinander abgestimmt koordinierter Antriebe der beiden Trägerseile
(41 ), die beiden Führungsseil-Umlenk-Wagen (410) synchron zueinander parallel bewegbar sind, - dass weiters jeweils über zumindest an den beiden endständigen Masten (31 , 32, 33, 34) jeder der Masten-Gruppen angeordnete Seilführungsrollen (3) jeweils ein Objekt- Trägerwagen- bzw. Objekt-Führungsseil (42) geführt ist, welches unter Bildung jeweils einer Umkehr-Schlaufe (4200) im Bereich zwischen den beiden Trägerseilen (41 ) über die Umlenkrolien (413) des jeweiligen Seilumlenkwagens (410) geführt ist,
- dass die beiden Schlaufen (4200) der Objekt-Führungsseile (42) über die Schlaufenführungs-Rollen (543) des das flächenüberstreichend zu führende Objekt (5) od.dgl. tragenden Objekt-Trägerwagens (54) geführt sind, und
- dass der Objekt-Trägerwagen (54) mit dem Objekt (5) mittels der beiden, jeweils mit ihren Antrieben (742) koordiniert verkürz- und/oder verlängerbaren Objekt- Führungsseile (42) im Bereich zwischen den beiden Trägerseilen (41) jeweils im wesentlichen bis zu denselben hin quer, insbesondere senkrecht, zu deren Erstreckungsrichtung hin und her bewegbar ist,
- wobei es bevorzugt ist, wenn jeweils die Seilführungsrollen (3) der Masten (31 , 32; 33, 34) einer jeden der Masten-Gruppen (3100, 3300) gemeinsam synchron und in untereinander gleichem Ausmaß höhenverstellbar sind.
Seilzug-Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - für den Fall eines ausgeprägt rechteckigen Basisareals (2) mit an dessen Ecken (201 - 304) positionierten Masten (31 - 34) od.dgl. - die Trägerseite (41 ) zwischen den beiden jeweiligen Masten
(31 , 32; 33, 34) der die längeren Rechteckseiten des Basisareals (2) begrenzenden Masten-Gruppen (3100, 3300) geführt sind.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass - im Falle von großen Abständen zwischen den endständigen Masten (31 , 32; 33, 34) jeder der Masten-Gruppen (3100, 3300) - zwischen den genannten endständigen Masten jeder der genannten Gruppen zumindest ein Hilfs-Führungsmast (312, 334) mit einer Seilführungs-Halterung oder Seilhalterolle für das jeweilige Trägerseil (41 ) angeordnet ist.
Seiizug-Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Trägerseil (41 ) und Führungsseil-Umlenkwagen (410) mit einem die Seilrollen der Hilfs-Führungsmasten (312, 334) umgreifenden Bügel nach Art der Aufhängung der Wagen von Umlaufseilbahnen od.dgl. ausgebildet ist.
Seilzug-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, - dass an den Eckpunkten (101 - 104) des Basisareals (2) jeweils höhenverstellbare
Masten (31 - 34) angeordnet sind, über deren Seilführungsrollen (3) im wesentlichen oberhalb aller Begrenzungslinien des Basisareals (2) zumindest ein durch zumindest eine Spann-Schlaufenführung (4100) mit Spanngewicht, -feder (4101 ), -trieb od.dgl. bei Längenveränderung in gewünschtem Ausmaß gespannt gehaltenes mit Antrieb ausgestattetes Tragseil (42) geführt ist, wobei an jeden der den Seiten des Basisareals (2) entsprechenden Abschnitte des Trägerseils (41) jeweils ein zusammen mit den restlichen Führungsseil-Umlenkwagen (410) synchron bewegbarer Führungsseil- Umlenkwagen (410) gebunden ist, und - dass über die Rolle(n) (413) des Führungsseil-Umlenkwagens (410) jeweils ein mit einem den Führungsseil-Antrieben der restlichen Führungsseile (42) von einer Steuerungs-Einrichtung koordiniert gesteuertem Führungsseil-Antrieb verbundenes
Führungsseil (42) zum mit dessen trägerwagen-seitigem Ende verbundenen Objekt- Trägerwagen (54) mit dem Objekt (5) od.dgl. geführt ist.
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