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Dokumentenidentifikation DE60114632T2 10.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001305251
Titel MODULARE HEBEANORDNUNG
Anmelder Hoffend jun., Donald A., Pittsford, N.Y., US
Erfinder Hoffend, Jr., Donald A., Pittsford, US
Vertreter Flügel Preissner Kastel Schober, 80335 München
DE-Aktenzeichen 60114632
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.07.2001
EP-Aktenzeichen 019560416
WO-Anmeldetag 27.07.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/23875
WO-Veröffentlichungsnummer 2002010057
WO-Veröffentlichungsdatum 07.02.2002
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2003
EP date of grant 02.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.08.2006
IPC-Hauptklasse B66D 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B66D 1/39(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Hebe- und Hochziehmechanismen, insbesondere eine Hebeanordnung, die zum Anheben und Absenken einer Last in Theater- und Bühnenumgebungen verwendet werden kann, wobei die Hebeanordnung eine modulare, in sich geschlossene Einheit ist, die ohne weiteres in einer großen Vielfalt von Gebäudekonfigurationen installiert werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Veranstaltungsorte wie zum Beispiel Theater, Arenen, Konzerthallen, Auditorien, Schulen, Clubs, Tagungszentren und Fernsehstudios verwenden Laststangen (battens) oder Verstrebungen (trusses) zum Aufhängen von Beleuchtung, Dekorationen, Vorhängen und anderen Ausrüstungsgegenständen, die relativ zu einer Bühne oder einem Boden bewegt werden. Diese Laststangen umfassen für gewöhnlich Rohrabschnitte oder zusammengefügte Rohrabschnitte, die eine gewünschte Länge der Laststange bilden. Die Laststangen können eine Länge von 15,24 m (50 Fuß) oder mehr aufweisen. Zum Tragen von schweren Lasten, oder wenn die Aufhängungspunkte 4,57 m bis 9,14 m (15–30 Fuß) voneinander beabstandet sind, können die Laststangen entweder als Leiter-, Dreiecks- oder Kastentragwerkskonfigurationen hergestellt werden.

Laststangen müssen für das Austauschen und das Warten der aufgehängten Ausrüstungsgegenstände oft abgesenkt werden. Um die Kraft zu verringern, die notwendig ist, um die Laststangen anzuheben oder abzusenken, sind die Laststangen oftmals mit einem Gegengewicht ausgestattet. Die Gegengewichte reduzieren das effektive Gewicht der Laststangen und aller zugehörigen Lasten.

Ein typisches Gegengewichtssystem stellt einen beträchtlichen Kostenfaktor dar. Die Erstellung einer T-Träger-Wand mit einer Höhe von 21,34 m bis 24,38 m (70 Fuß bis 80 Fuß) und einer Tiefe von 9,14 m (30 Fuß) kann über drei Wochen dauern. Nach der Installation der T-Träger-Wand müssen noch die Führungsrollenträger, die Ladebrücken, die Indexleuchten und Hebezeugsysteme integriert werden. Deshalb sind mit der reinen Installation eines Gegengewichtssystems beträchtliche Kosten verbunden. Die gesamte Installationszeit kann sich von 6 bis zu 12 Wochen erstrecken.

Es steht eine Anzahl von Hochhebe- und Hochziehsystemen zum Stützen, Anheben und Absenken der Laststangen zur Verfügung. Eines der gängigsten und am wenigsten teuren Laststangen-Hochhebesysteme ist ein mit einem Gegengewicht versehener Schlitten, der ein bewegliches Gegengewicht zum Ausbalancieren der Laststange und der von der Laststange getragenen Ausrüstung umfasst.

Andere gängige Hochhebe- oder Hochziehsysteme verwenden eine Winde zum Anheben oder Absenken der Laststangen. Normalerweise werden handbetätigte oder elektrisch betätigte Winden verwendet, um die Laststangen anzuheben oder abzusenken. Bei teuren Operationen wird gelegentlich eine hydraulische oder pneumatische motorisierte Winde oder Zylindervorrichtung verwendet, um die Laststange anzuheben oder abzusenken.

Eine Winde, die eine Trommel und Umlenkrollen auf feststehenden Halterungen hat, ist in der DE-A-42 04 153 offenbart. Es sind ein oder mehrere Seile ausgehend von der Trommel zu einer Last vorhanden, die um die Umlenkrollen gespannt sind. Die Trommel ist in einer axialen Richtung verschiebbar, um so den Punkt, an dem sich das Seil auf der Trommel aufwickelt oder von dieser abwickelt, der jeweiligen Rolle gegenüberliegend zu halten. Auf diese Weise kann ein Teil des Seils zwischen der Trommel und der Rolle immer horizontal gehalten werden. Die Trommel ist so angeordnet, dass sie auf einer vertikalen Achse gleitet und dreht. Zur Erzeugung dieser axialen Bewegung treibt ein Elektromotor eine Gewindespindel an.

Viele Hebesysteme haben eine oder mehrere Sperrvorrichtungen und wenigstens eine Form einer Überlastungsbegrenzungsvorrichtung. Bei einem Gegengewichtssystem kann eine Sperrvorrichtung ein handbetätigtes Seil umfassen, das an einem Ende der Oberseite des Gegengewichtträgers (Tragvorrichtung) befestigt ist und dann über eine Führungsrolle hinunter zu der Bühne durch einen Handseilkloben zum Festsetzen des Gegengewichts an der Verwendungsstelle und dann um einen Bodenkloben herum und zurück nach oben zu dem Boden des Gegengewichtträgers verläuft. Die Handseilarretierung setzt das Seil fest, wenn entweder die Last, die mit der Laststange verbunden ist, oder die Gegengewichtslasten ausgewechselt oder nachgeglichen werden, und setzt die Lasten fest, wenn sie sich nicht bewegen.

Bei einem Sandsack-Gegengewichtssystem ist die Sperrvorrichtung lediglich ein Seil, das an einer auf der Bühne montierten Bolzenquerstange (pin rail) abgebunden wird, während die Überlastungsgrenze durch die Größe des Sandsacks reguliert wird. Bei diesem Rigging-Design kann aber eine Anzahl von zusätzlichen Säcken zu dem Satz von Seilsträngen hinzugefügt werden und dadurch die sichere Grenze bei der Aufhängung von Seilen überschreiten und das Überlastungsbegrenzungsmerkmal vernichten.

Handbetätigte Winden werden gelegentlich freilaufen, wenn sie schwer beladen sind und werden dann die aufgehängte Last auf gefährliche Weise fallen lassen. Andere Arten von Handwinden verwenden eine Sperrradsicherung, aber auch diese Winden sind wiederum anfällig dafür, frei zu laufen, wenn sie schwer beladen und handbetätigt werden.

Deshalb besteht der Bedarf nach einer Hebeanordnung, die traditionelle Gegengewichtssysteme ersetzen kann. Außerdem besteht der Bedarf nach einer Hebeanordnung, die ohne Schwierigkeiten in verschiedenen Gebäudekonfigurationen und -Layouts installiert werden kann. Es besteht auch ein Bedarf nach einer Hebeanordnung mit einer modularen Konstruktion zur Erleichterung der Konfigurierung auf jede einer Vielfalt von Installationen. Ein Bedarf besteht auch nach einer Hebeanordnung, die einen vorbestimmten Seilablenkungswinkel während des Anhebens und Absenkens einer Last aufrechterhalten kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt gemäß Anspruch 1 eine Hebeanordnung bereit, die in verschiedenen Umgebungen, einschließlich Theater- oder Bühnenkonfigurationen, verwendet werden kann. Das vorliegende System ist auch so konfiguriert, dass es bei der Umwandlung traditioneller Gegengewichtssysteme in ein gegengewichtsfreies System helfen kann. Die vorliegende Erfindung stellt des weiteren eine Hebeanordnung bereit, die so konfiguriert sein kann, dass sie im wesentlichen in der Grundfläche der zugehörigen Falllinien liegt.

Die vorliegende Erfindung umfasst einen Heberahmen, eine Vielzahl von Führungsrollen (head blocks), die mit dem Rahmen verbunden sind, und eine Trommel, die mit dem Rahmen um eine Längsachse der Trommel herum drehbar verbunden ist, wobei die Trommel auch entlang ihrer Längsachse relativ zu den Führungsrollen verschiebbar ist, um einen vorbestimmten Seilablenkungswinkel zwischen den Führungsrollen aufrechtzuerhalten.

In einer weiteren Konfiguration kann die vorliegende Erfindung einen Vorspannmechanismus wie etwa eine Torsionsfeder umfassen, der zwischen dem Rahmen und der Trommel zur Reduzierung des effektiven Gewichts der Last oder der Laststange und jeglicher zugehöriger Ausrüstung angeschlossen ist.

Die Hebeanordnung der vorliegenden Erfindung verwendet einen modularen Rahmen zur Unterbringung einer unterschiedlichen Anzahl von Führungsrollen. Die Hebeanordnung umfasst auch eine modulare Trommelkonstruktion, die die einfache und ökonomische Konfiguration des Systems zur Anpassung an verschiedene Bühnengrößen erlaubt. Die Hebeanordnung zieht weiterhin in Erwägung, dass die Führungsrollen, die mit dem Rahmen verbunden sind, radial um die Drehachse der Trommel herum beabstandet sind. In einer weiteren Konfiguration sind die Führungsrollen radial und longitudinal relativ zu der Drehachse der Trommel beabstandet, um in einem spiralförmigen oder in einem serpentinenförmigen Weg relativ zu der Trommel zu liegen.

Die Hebeanordnung der vorliegenden Erfindung erwägt außerdem eine Lastbremse zur Reduzierung der Risiken, die mit Antriebs- oder Motordefekten verbunden sind. Außerdem zieht die vorliegende Erfindung eine Klemmanordnung zum problemlosen Ineingriffbringen des Rahmens mit den strukturellen Trägern in Betracht, die jede einer Vielzahl von Abmessungen aufweisen können. Außerdem ist ein Strom-/Steuerleiterstreifen (power/control strip) zur Zuführung von Strom zu einer Hebeanordnung sowie von Steuersignalen vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin Umlenkrollen (loft blocks) zur Führung des Seils von dem modularen Rahmen zu den Laststangen. In einer weiteren Konfiguration zieht die vorliegende Erfindung eine selektive Höhenverstellung oder Trimmeinstellung für einen Abschnitt einer Laststange relativ zu dem jeweiligen Seil in Erwägung. Eine weitere Konfiguration der vorliegenden Erfindung stellt einen Sicherheitsanschlag zur Beendigung der Bewegung einer Laststange bei der Erfassung eines Hindernisses in einer beabsichtigten Bewegungsbahn der Laststange bereit.

Die vorliegende Erfindung stellt eine gebrauchsfertige Hebeanordnung mit einer Rigging; Strom und Steuerung zur Manipulation der Laststangen bereit, ohne dass die Konstruktion eines traditionellen Gegengewichtssystems benötigt wird, oder ohne dass auf vorher installierte Gegengewichtssysteme aufgebaut wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Heben einer Last mit Hilfe der oben genannten Hebeanordnung und ein Verfahren zum Installieren einer Vielzahl von Hebeanordnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Teilschnittansicht eines Gebäudes mit einer Vielzahl von strukturellen Elementen, mit dem die Hebeanordnung verbunden ist.

2 ist eine vergrößerte perspektivische Teilschnittansicht der installierten Hebeanordnung.

3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Antriebsmechanismus für die Hebeanordnung.

4a ist eine perspektivische Ansicht der Verbindung der Trommel, des Antriebsmechanismus und des Rahmens zur Rotation der Trommel und Verschiebung der Trommel und des Antriebsmechanismus.

4b ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 4a.

5 ist eine Seitenansicht einer Trommel.

6 ist eine Stirnansicht einer Trommel.

7 ist eine perspektivische Ansicht eines Trommellängssegments.

8 ist eine Querschnittsansicht eines Trommellängssegments.

9 ist eine perspektivische Teilschnittansicht einer Klemmanordnung.

10 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Umlenkrolle.

11 ist eine Querschnittansicht der Trimmeinstellung.

12 ist eine schematische Darstellung einer Vielzahl von Rahmen, die mit einem Gebäude verbunden sind.

13 ist eine schematische Ansicht einer alternativen Anordnung des Rahmens relativ zu einem Gebäude.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Unter Bezugnahme auf 1 wird die Hebeanordnung 10 der vorliegenden Erfindung verwendet, um selektiv eine Laststange 12 relativ zu einem Gebäude oder einer Umgebungsstruktur anzuheben, abzusenken und zu lokalisieren. Vorzugsweise bewegt die Hebeanordnung 10 eine damit verbundene Laststange 12 zwischen einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position.

Obwohl der Begriff "Laststange" in Verbindung mit der Theater- und Bühnenumgebung, einschließlich Dekoration, Arbeitsbühne, Beleuchtung sowie auch der Tonausrüstung, benutzt wird, ist es selbstverständlich, dass der Begriff jede Last einschließt; die mit einem wickelbaren Seil verbindbar ist.

Der Begriff "Seil" wird hier verwendet, um jeglichen Draht, jegliches Metall, Kabel, Faserseil, Drahtseil oder jedes andere im allgemeinen unelastische wickelbare Material zu umfassen.

Der Begriff "Gebäude" wird verwendet, um eine Struktur oder Einrichtung einzuschließen, mit der die Hebeanordnung verbunden werden kann, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf Veranstaltungsorte, Theater, Arenen, Konzerthallen, Auditorien, Schulen, Clubs, Unterrichtseinrichtungen, Bühnen, Kongresszentren, Fernsehstudios, Vorstellungsräume, und Plätze von religiösen Versammlungen. Der Begriff "Gebäude" umfasst selbstverständlich auch Kreuzfahrtschiffe, die Laststangen verwenden können.

Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 umfasst die Hebeanordnung 10 einen Rahmen, wenigstens eine Führungsrolle 80, einen Antriebsmechanismus 100, eine drehbare Trommel 160 und eine entsprechende Umlenkrolle 220.

Die Hebeanordnung 10 ist so konstruiert, dass sie mit wenigstens einem Seil 14 zusammenarbeitet. Typischerweise ist die Anzahl an. Seilen wenigstens vier, kann aber auch acht oder mehr sein. Wie in den Figuren gezeigt ist, erstreckt sich ein Seilweg von der Trommel 160 durch eine entsprechende Führungsrolle 80 zum Durchführen um eine Umlenkrolle 220 herum und endet an der Laststange 12.

Rahmen

Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Rahmen 20 ein starres Gerüst, an dem die Trommel 160, der Antriebsmechanismus 100 und die Führungsrolle 80 befestigt sind. In einer bevorzugten Konfiguration ist der Rahmen 20 größenmäßig so bemessen, dass er den Antriebsmechanismus 100, die Trommel 160, eine Führungsrolle 80 und eine Umlenkrolle 220 einschließt. Aber es ist selbstverständlich, dass der Rahmen ein Rückgrat bilden kann, mit dem die Bauteile verbunden werden.

Der Rahmen 20 kann in der Form eines Gitters oder eines Kastens vorliegen. Der Rahmen 20 kann aus Winkeleisen, Stäben, Traversen, Rohren oder anderen strukturellen Elementen gebildet sein. Typischerweise umfasst der Rahmen 20 untereinander verbundene Läufer, Streben und Querbalken 22. Die Läufer, Streben und Querbalken können durch Schweißen, Löten, Vernieten, Bolzen oder lösbare Verbindungselemente verbunden werden. Die spezielle Konfiguration des Rahmens ist wenigstens teilweise von der beabsichtigten Betätigungsumgebung und der vorbekannten Belastung diktiert. Zur Reduzierung des Gewichts des Rahmens 20 wird ein relativ leichtgewichtiges und starkes Material wie etwa Aluminium bevorzugt. Aber auch andere Materialien, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Metalle, Legierungen, Verbundwerkstoffe und Kunststoffe können als Antwort auf Designparameter verwendet werden. Obwohl der Rahmen 20 in einer Gerüstkonfiguration gezeigt ist, ist es selbstverständlich, dass der Rahmen wie ein Kasten oder eine Einfassung umschlossen sein kann, der/die Wände hat, um einen Innenraum zu definieren und zu umschließen.

Vorzugsweise ist der Rahmen 20 aus einer Vielzahl von modularen Abschnitten 24 gebildet, wobei die Abschnitte ohne weiteres miteinander verbunden werden können, um einen Rahmen einer gewünschten Länge bereitzustellen. Somit kann der Rahmen 20 eine Vielzahl von Seilen und folglich Trommellängen unterbringen.

Der Rahmen 20 ist so konstruiert, dass er mit dem Gebäude verbindbar ist. Der Rahmen 20 kann eine feststehende Kupplung und eine Schiebekupplung umfassen, wobei der Abstand zwischen der feststehenden Kupplung und der Schiebekupplung variiert werden kann, um sich an verschiedene Gebäudespannen anzupassen. Typische Verbindungen des Rahmens 20 mit dem Gebäude umfassen Klammern, Verbindungselemente, Bolzen und Bügel. Diese Verbindungsglieder können in dem Rahmen integriert sein oder können separate Bauteile sein, die während der Installation des Rahmens angebracht werden. Wie hier beschrieben ist, sind einstellbare Klemmanordnungen 40 zum Halten des Rahmens relativ zu dem Gebäude vorgesehen.

Der Rahmen 20 umfasst auch oder kommt kooperativ in Eingriff mit Halterungen für den Antriebsmechanismus und Lagern für die Trommel. Vor allem umfasst der Rahmen ein Paar von Schienen zum Abstützen des Antriebsmechanismus, eine Translationswelle und ein mit einem Gewinde versehenes Schlussstück (keeper). Wie in der Beschreibung des Antriebsmechanismus 100 dargelegt ist, ist der Antriebsmechanismus mit dem Rahmen 20 zum Verschieben mit der Trommel entlang der Rotationsachse der Trommel verbunden.

In der ersten Konfiguration des Rahmens 20 hat der Rahmen eine Gesamtlänge von etwa 3,05 m (10 Fuß), eine Breite von etwa 27,94 cm (11 Inch) und eine Höhe von etwa 43,18 cm (17 Inch).

Der Rahmen 20 umfasst eine Führungsrollenhalterung 30 zur Positionierung der Führungsrollen in einer feststehenden Position relativ zu dem Rahmen. In einer bevorzugten Konstruktion ist die Führungsrollenhalterung 30 eine spiralförmige Halterung konzentrisch zu der Drehachse der Trommel. Die Steigung der spiralförmigen Halterung wird wenigstens teilweise von der Länge der Trommel 160, der Größe der zugehörigen Führungsrollen 80, dem Abstand des installierten Rahmens und der Anzahl an Seilen, die von der Trommel gezogen werden sollen, bestimmt. Somit kann sich die spiralförmige Führungsrollenhalterung 30 von etwa 5° der Trommel bis zu über 180° erstrecken. Die spiralförmige Halterung erlaubt es den Führungsrollen 80, sich entlang der Längsachse der Trommelrotation zu überlappen, ohne einander störende Seilwege zu schaffen.

Obwohl die spiralförmige Halterung 30 als eine kontinuierliche krummlinige Strebe gezeigt ist, ist es selbstverständlich, dass eine Vielzahl von separaten Halterungen verwendet werden kann, wobei die separaten Halterungen so ausgewählt werden, dass sie einen spiralförmigen oder serpentinenförmigen Weg um die Drehachse der Trommel 160 herum definieren.

In einer weiteren Konstruktion können die Führungsrollenhalterungen 30 lediglich radial um die Achse der Trommeldrehung in einer gemeinsamen Längsposition entlang der Drehachse der Trommel beabstandet sein. Das heißt, statt dass sie entlang der Längsachse der Trommel 160 angeordnet sind, sind die Führungsrollenhalterungen 30 eher an einer feststehenden Längsposition der Trommel angeordnet. Aber man hat herausgefunden, dass die Breite des Rahmens 20 durch die radiale und longitudinale Verschiebung der Führungsrollen 80 entlang einem serpentinenförmigen Weg um die Drehachse der Trommel herum reduziert werden kann, wobei die Führungsrollen bei etwa 100° und vorzugsweise 90° zueinander liegen.

Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Hebeanordnung 10 in der Konfiguration mit sieben Seilen zwei interne und fünf externe Umlenkrollen 220. Die internen Umlenkrollen 220 sind in dem Rahmen 20 angeordnet, und die externen Umlenkrollen 220 sind betriebsmäßig außerhalb des Rahmens befestigt, wie in 1 zu sehen ist. Aber die Hebeanordnung 10 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Vielzahl von externen Umlenkrollen 220 ausgehend von jedem Ende des Rahmens positioniert. Das heißt, zwei oder mehr Umlenkrollen 220 können von dem einen Ende des Rahmens 20 beabstandet sein, und zwei oder mehr Umlenkrollen können von dem anderen Ende des Rahmens beabstandet sein.

Außerdem kann die Anzahl an internen Umlenkrollen 220 in Abhängigkeit von der Konfiguration der Hebeanordnung 10 von keiner bis zu einer, zwei, drei oder mehr reichen.

Hebeadapter

Außerdem kann der Rahmen einen Hebeadapter 26 oder Halterungen zum lösbaren Einrasten des Hebeadapters umfassen. Es wird vorweggenommen, dass eine Vielzahl von Hebeadaptern verwendet werden kann, was wenigstens teilweise von der Größe des Rahmens 20 und der Konfiguration des Gebäudes diktiert wird. Der Hebeadapter 26 umfasst eine Seilscheibe 28, wie zum Beispiel eine Umlenkrolle, die mit beabstandeten Stellen des Rahmens verbunden ist. Der Hebeadapter 26 kann auch eine Klemmanordnung 40 zum lösbaren Einrasten mit einem Träger des Gebäudes umfassen. Der Hebeadapter 26 wird so ausgewählt, dass der Rahmen auf eine betriebsfähige Position hochgehoben und mit dem Gebäude durch zusätzliche Klemmanordnungen 40 verbunden werden kann.

Führungsrollen

Eine Vielzahl von Führungsrollen 80 ist mit der Führungsrollenhalterung 30 verbunden. Die Anzahl an Führungsrollen entspricht der Anzahl an Seilen 14, die von der Hebeanordnung 10 gesteuert werden sollen. Die Führungsrollen 80 stellen eine Führungsfläche bereit, um die der Seilweg die Richtung von der Trommel 160 in eine im allgemeinen horizontale Richtung ändert. Die Führungsfläche kann die Form einer Gleitfläche oder einer Bewegungsfläche aufweisen, die sich entsprechend dem Lauf des Seils bewegt. Jede Führungsrolle 80 zieht das Seil 14 von einem entsprechenden Wickelabschnitt entlang einer Tangente zu der Trommel 160. Der Winkel zwischen der Führungsrolle 80 und dem jeweiligen Seilabzugspunkt von der Trommel 160 kann von jeder der Führungsrollen 80 relativ zu der Trommel wiederholt werden.

Wenn die Führungsrollen 80 an der Führungsrollenhalterung 30 befestigt werden, wie zum Beispiel an der spiralförmigen Halterung, können sich die Führungsrollen entlang der Drehachse der Trommel überlappen. Die Überlappung erlaubt eine Reduktion der Größe der Hebeanordnung 10. Das heißt, eine spiralförmige Halterung der Führungsrollen 80 erlaubt es den Führungsrollen, sich radial sowie auch longitudinal relativ zu der Drehachse der Trommel zu überlappen. Durch das radiale Überlappen kann die Vielzahl von Führungsrollen 80 betriebsmäßig in einem Abschnitt des Trommelumfangs und vorzugsweise in einem 90°-Bogen positioniert werden. Somit kann die betriebsfähige Position der Führungsrollen 80 in einem Durchmesser der Trommel untergebracht werden. Durch das Anordnen der Führungsrollen innerhalb einer Abmessung, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Trommel 160 ist, kann die Breite des Rahmens 20 auf im wesentlichen diejenige des Trommeldurchmessers reduziert werden.

Jede Führungsrolle 80 umfasst im allgemeinen ein Paar von Seitenplatten, eine Welle, die sich zwischen den Seitenplatten erstreckt, begleitende Lager zwischen den Seitenplatten und der Welle, und eine Scheibe (Seilscheibe), die mit der Welle zur Rotation relativ zu den Seitenplatten verbunden ist. Die Führungsrolle 80 kann auch einen Fuß zum Verbinden der Führungsrolle mit der Führungsrollenhalterung und folglich mit dem Rahmen umfassen. Es ist selbstverständlich, dass die Führungsrollen 80 jede einer Vielfalt von Konfigurationen aufweisen können, wie zum Beispiel Führungsflächen oder Räder, die eine Verschiebung des Seils relativ zu der Führungsrolle erlauben, und die vorliegende Erfindung ist nicht auch einen bestimmten Typ von Konstruktion der Führungsrolle beschränkt.

Antriebsmechanismus

Der Antriebsmechanismus 100 ist betriebsmäßig mit der Trommel 160 zur Drehung der Trommel und zur Verschiebung der Trommel entlang ihrer Längsachse, der Drehachse der Trommel, verbunden. Unter Bezugnahme auf die 4a und 4b umfasst der Antriebsmechanismus 100 einen Motor 110, wie zum Beispiel einen Elektromotor, und ein Getriebe 120 zur Übertragung der Drehbewegung des Motors auf eine Antriebswelle 114. Der Motor 110 kann einer von verschiedenen drehmomentstarken Elektromotoren wie z.B. Wechselstrom-Inverter-Elektromotoren (ac inverter duty motors), Gleichstrommotoren oder Stellmotoren sowie auch hydraulische Motoren sein.

Das Getriebe 120 wird ausgewählt, um die Antriebswelle 114 und die Trommel in einer Aufwickel-(Anhebe-)-Drehung und einer Abwickel-(Absetz-)-Drehung zu drehen. Das Räderwerk des Getriebes 120 wird wenigstens teilweise von der vorbekannten Last, den gewünschten Hebegeschwindigkeiten (Geschwindigkeiten) und dem Motor bestimmt. Ein typisches Getriebe wird von SEW oder Emerson hergestellt.

Der Antriebsmechanismus 100 kann mit dem Rahmen 20 so verbunden werden, dass der Antriebsmechanismus und die Trommel 160 während der Drehung der Trommel relativ zu dem Rahmen verschoben werden. Vorzugsweise sind der Antriebsmechanismus 100 und der Rahmen 20 größenmäßig so bemessen, dass der Antriebsmechanismus von dem Rahmen umschlossen wird. Alternativ dazu kann der Antriebsmechanismus 100 mit einer Plattform verbunden sein, die außerhalb des Rahmens 20 gleitet und sich somit entlang der Rotationsachse mit der Trommel verschiebt. Die Auswahl zur Verbindung des Antriebsmechanismus 100 mit dem Rahmen 20 wird wenigstens teilweise von den beabsichtigten Betriebsparametern und den Herstellungsüberlegungen bestimmt.

In einer bevorzugten Konstruktion, die in den 4a und 4b gezeigt ist, umfasst die Antriebswelle 114 einen mit einem Gewinde versehenen Antriebsabschnitt. Der Antriebsabschnitt kann durch das Verbinden eines mit einem Gewinde versehenen Stabes mit der Welle oder durch die Ausbildung der Welle mit einem mit einem Gewinde versehenen Antriebsabschnitt gebildet werden. Der mit einem Gewinde versehene Antriebsabschnitt steht über das Gewinde mit einem Schlussstück 115 in Eingriff, das wiederum fest mit dem Rahmen 20 verbunden ist. Das Schlussstück 115 umfasst einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt oder eine Schraubenmutter, die an einer Platte befestigt ist, die den mit dem Gewinde versehenen Abschnitt aufnimmt. Das heißt, unter Bezugnahme auf die 2 dreht die Rotation der Welle 114 nicht nur die Trommel 160, sondern die Trommel verschiebt sich auch nach links oder nach rechts relativ zu dem Rahmen 20 und folglich relativ zu den angebrachten Führungsrollen. Da der Antriebsmechanismus 100 an der Trommel 160 angebracht ist und an dem Rahmen 20 entlang einem linearen Gleitstück 111 angebracht ist, verschiebt sich der Antriebsmechanismus auch entlang der Drehachse der Trommel relativ zu dem Rahmen.

Die Antriebswelle kann jeden einer Vielfalt von Querschnitten haben, aber eine bevorzugte Konstruktion der Antriebswelle hat einen facettierten Querschnitt wie z.B. hexagonal.

Trommel

Die Trommel 160 ist mit dem Rahmen 20 zur Rotation relativ zu dem Rahmen um die Drehachse und zur Verschiebung relativ zu dem Rahmen entlang der Drehachse verbunden. Somit ist die Trommel 160 relativ zu dem Rahmen 20 in einer Aufwickeldrehung mit einer begleitenden Aufwickelverschiebung und einer Abwickeldrehung mit einer begleitenden Abwickelverschiebung zum Aufwickeln und Abwickeln eines Abschnitts des Seils 14 um einen jeweiligen Wickelabschnitt herum drehbar.

Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist die Trommel 160 horizontal montiert und umfasst die horizontale Längsdrehachse. Die Trommel 160 umfasst wenigstens einen Wickelabschnitt 162. Der Wickelabschnitt 162 ist ein Teil der Trommel 160, der so konstruiert ist, dass er eine Wicklung des Seils 14 für eine gegebene Falllinie aufnimmt. Der Wickelabschnitt 162 kann eine mit Rillen oder Konturen versehene Oberfläche zur Aufnahme des Seils umfassen. Alternativ dazu kann der Wickelabschnitt 162 eine glatte Oberfläche sein. Die Anzahl an Wickelabschnitten 162 entspricht der Anzahl an Seilen 14, die von der Hebeanordnung 10 gesteuert werden sollen. Wie in 2 gezeigt ist, gibt es auf der gezeigten Trommel sieben Wickelabschnitte 162.

Jeder Wickelabschnitt 162 ist größenmäßig so ausgelegt, dass er eine ausreichende Länge des Seils 14 halten kann, um eine angeschlossene Laststange 12 zwischen einer vollständig abgesenkten Position und einer vollständig angehobenen Position anordnen zu können. Wie gezeigt ist, ist eine einzige Wicklung des Seils 14 auf jedem Wickelabschnitt 162 angeordnet. Aber es ist in Erwägung gezogen, dass die Trommel 160 so gesteuert werden kann, dass sie mehrere Schichten von Wicklungen in einem gegebenen Wickelabschnitt 162 bereitstellen kann.

Wie in den 58 gezeigt ist, ist bei einer Konfiguration der Hebeanordnung 10 die Trommel 160 eine modulare Konstruktion. Die Trommel 160 ist aus wenigstens einem Segment 170 gebildet. Das Trommelsegment 170 definiert wenigstens einen Teil eines Wickelabschnitts 162. In einer ersten Konfiguration ist jedes Trommelsegment 170 aus einem Paar von zusammenpassenden Hälften um die Längsachse herum gebildet. Jede Hälfte umfasst eine Außenfläche, die einen Teil des Wickelabschnitts bildet, und eine interne Kupplungsfläche. Die interne Kupplungsfläche der Trommel entspricht einem Teil des Querschnitts der Antriebswelle 114.

Wenn sie zusammengesetzt sind, bilden die Trommelhälften einen äußeren Wickelabschnitt, und die interne Kupplungsfläche kommt mit der facettierten Antriebswelle zur Drehung der Trommel in Eingriff. Obwohl die interne Kupplungsfläche der Trommel verschiedene Konfigurationen haben kann, einschließlich Schlitze, einrückbare Arretierungen oder Zähne, verwendet eine bevorzugte Konstruktion eine facettierte Antriebswelle 114 mit z.B. einem dreieckigen, rechteckigen; sechseckigen, achteckigen Querschnitt.

Unter Bezugnahme auf 8 sind in einer alternativen modularen Konstruktion der Trommel 160 die Segmente 170 aus länglichen Abschnitten 176 gebildet, wobei alle Abschnitte identisch sind und eine Anzahl von Windungen definieren. Vorzugsweise sind die länglichen Abschnitte 176 identisch und sind durch Reibpassung zusammengebaut, um eine Trommel einer gewünschten Länge zu bilden. Jedes Segment 170 umfasst eine Vielzahl von Nasen 172 und entsprechenden Aussparungen 174 zum Einrasten zusätzlicher Segmente. Bei dieser Konfiguration hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die länglichen Segmente 176 um einen im wesentlichen starren Kern 180 herum, z.B. einen Aluminiumkern, wie er in 6 zu sehen ist, anzuordnen. Der Kern 180 stellt eine strukturelle Steifigkeit für die Segmente 176 bereit. Außerdem benötigt der Kern 180 keine aufwendigen Herstellungsprozesse und kann je nach Bedarf lediglich auf die passende Länge zugeschnitten werden.

Die modulare Bauweise der Trommel 160 erlaubt das einfache Zusammenbauen einer Vielfalt von Trommellängen. In einer ersten Konfiguration hat die Trommel einen Durchmesser von etwa 7 Inch mit einer rechtsgängigen Spiralsteigung von 0,20. Außerdem kann die Trommel aus einem Kunststoff wie z.B. einem Duroplast- oder Thermoplastmaterial aufgebaut werden.

Die Trommel 160 umfasst die oder ist fest verbunden mit der Antriebswelle 114, wobei die Antriebswelle relativ zu dem Rahmen 20 drehbar befestigt ist.

Vorspannmechanismus

Obwohl die Hebeanordnung 10 verwendet werden kann, ohne dass Gegengewichte benötigt werden, wird es in Betracht gezogen, dass ein Vorspannmechanismus verwendet werden kann, um die effektive Last zu reduzieren, die von der Hebeanordnung angehoben werden soll. So kann zum Beispiel eine Torsionsfeder zwischen der Welle 114 und dem Rahmen 20 angeordnet sein, so dass bei der Drehung der Welle in einer ersten Richtung (im allgemeinen eine Abwickelrichtung) die Torsionsfeder vorgespannt ist und somit die Drehung der Trommel in einer Aufwickel- oder Heberotation erzwingt. Außerdem kann die vorliegende Hebeanordnung 10 betriebsmäßig mit einem existierenden Gegengewichtssystem verbunden werden, wobei der Antriebsmechanismus 100 die existierenden Gegengewichte steuert.

Seilweg

Die Position der Führungsrollen 80 an der spiralförmigen Führungsrollenhalterung 30, der Trommeldurchmesser und die Seilstärke werden so ausgewählt, dass sie einen Teil des Seilweges und insbesondere einen Seilabzugspunkt definieren. Der Seilweg beginnt ausgehend von einem Wickelabschnitt 162 auf der Trommel zu einem tangentialen Abzugspunkt von der Wicklung um die Trommel 160. Dann erstreckt sich der Seilweg zu der jeweiligen Führungsrolle 80. Der Seilweg wird von der Führungsrolle 80 umgeleitet, so dass er sich horizontal entlang der Länge des Rahmens 20 zu einer entsprechenden Umlenkrolle 220 erstreckt, wobei die Umlenkrolle intern oder extern zum Rahmen sein kann. Jeder Seilweg umfasst den Abzugspunkt und einen Seilablenkungswinkel, den Winkel zwischen dem Abzugspunkt und der jeweiligen Führungsrolle 80.

Da sich ein Teil des Seilwegs für jedes Seil parallel zu der Längsachse der Trommel erstreckt, sind die Abzugspunkte für die Vielzahl von Wickelabschnitten 162 aufgrund der Befestigung der Führungsrollen 80 entlang der spiralförmigen Führungsrollenhalterung 30 um den Umfang der Trommel 160 herum beabstandet. In einer ersten Konfiguration von 2 sind die sieben Abzugspunkte in einem Bogen von etwa 90° des Trommelumfangs angeordnet.

Im allgemeinen ist eine gleiche Länge von Seil 14 um jeden Wickelabschnitt angeordnet. Die Länge der Seilwege zwischen dem Abzugspunkt und dem Ende des Rahmens 20 ist für verschiedene Seilwege unterschiedlich. Somit kann sich eine unterschiedliche Länge von Seil 14 vom jeweiligen Abzugspunkt zu dem Ende des Rahmens 20 erstrecken. Aber die Hebeanordnung 10 ist so konstruiert, dass eine gleiche Länge von jedem Seil 14 von jedem Wickelabschnitt 162 der Hebeanordnung 10 betriebsmäßig abgespielt werden kann.

Lastbremse

Die Lastbremse 130 ist mechanisch zwischen der Trommel 160 und dem Getriebe 120 angeordnet, wie in 3 gezeigt ist. Die Lastbremse 130 umfasst eine Antriebsscheibe 132, einen Bremsbelag 134, eine Druckplatte (driven disc) 136 und ein umfangsseitiges Sperrzahnrad 138, einen Spannachsbolzen (tensioning axle) 140 und eine Spannmutter 146.

Die Antriebsscheibe 132 ist zur Rotation mit der Antriebswelle 114 in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz verbunden. Das heißt, die Antriebsscheibe 132 ist fest an der Antriebswelle 114 befestigt. Die Antriebsscheibe 132 umfasst eine konzentrische, mit einem Gewinde versehene Kupplung 133. Die Druckplatte 136 ist feststellbar mit der Trommel 160 zur Rotation mit der Trommel verbunden. Die Druckplatte 136 ist feststellbar mit dem Spannachsbolzen 140 verbunden. Der Spannachsbolzen 140 erstreckt sich ausgehend von der Druckplatte 136. Der Spannachsbolzen 140 umfasst einen oder ist feststellbar verbunden mit einem Satz von Bremsgewinden 141 und einem beabstandeten Satz von Spanngewinden 143. Der Bremsbelag 134, eine Reibscheibe, wird um den Spannachsbolzen 140 herum zwischen der Antriebsscheibe 132 und der Druckplatte 136 angeordnet und umfasst vorzugsweise das periphere Sperrzahnrad 138, das selektiv mit einer Sperrklinke 139 in Eingriff kommt.

Zum Zusammenbauen der Lastbremse 130 wird der Spannachsbolzen 140 durch eine entsprechende Öffnung in dem Getriebe 120 derart angeordnet, dass die Spanngewinde 143 aus dem Getriebe 120 herausragen. Die Bremsgewinde 141 greifen in die mit einem Gewinde versehene Kupplung 133 der Antriebsscheibe 132 ein. Die Spannmutter 146 wird auf den Spanngewinden 143 angeordnet. Der Bremsbelag 134 wird somit zwischen der Antriebsscheibe 132 und der Druckplatte 135 angeordnet, um eine Reibungsfläche für jede dieser Scheiben bereitzustellen.

Bei der Rotation des Motors 110 in einer Anhebe- oder Aufwickelrichtung schrauben sich die Bremsgewinde 141 in die entsprechende mit einem Gewinde versehene Kupplung 133 auf der Antriebsscheibe 132, wodurch bewirkt wird, dass die Druckplatte 136 und die Antriebsscheibe 132 den Bremsbelag 134 zusammendrücken. Das heißt, der Längsabstand zwischen der Antriebsscheibe 132 und der Druckplatte 136 wird kleiner. Die Antriebsscheibe 132, der Bremsbelag 134 und die Druckplatte 136 drehen sich somit als eine Einheit, wenn das Seil 14 auf die Trommel 160 gewickelt wird.

Zum Absenken oder Abwickeln des Seils 14 von der Trommel 160 werden der Motor 110 und folglich die Antriebsscheibe 132 in der entgegengesetzten Richtung gedreht. Bei der Initiierung dieser Richtungsrotation rastet die Sperrklinke 139 in das Sperrzahnrad 138 ein, um die Drehung des Bremsbelags 134 zu verhindern. Wenn die Antriebsscheibe 132 durch den Motor 110 in der Absenkrichtung gedreht wird, neigen die Bremsgewinde 141 dazu zu bewirken, dass sich die Druckplatte 136 von der Antriebsscheibe 132 und folglich von dem Bremsbelag 134 weg bewegt, wodurch erlaubt wird, dass die Last an der Trommel 160 die Trommel in einer Abwickelrichtung dreht. Bei Beendigung der Rotation der Antriebsscheibe 132 in der Absenkdrehrichtung bewirkt die Last an dem Seil 14, dass die Trommel 160 und folglich die Druckplatte 136 die Bremsgewinde 141 weiter in die Kupplung 133 gegen den nun fixierten Bremsbelag 134 schrauben, wodurch die Abwickelrotation der Trommel beendet wird.

Die Spannmutter 146 wird verwendet, um den Grad des Lösens der Druckplatte 136 von dem Bremsbelag 134 zu bestimmen. Die Spannmutter 146 kann auch verwendet werden, um eine Anpassung an die Abnutzung an dem Bremsbelag 134 vorzunehmen. Somit stellt die vorliegende Konfiguration eine allgemeine Balance zwischen der durch den Motor induzierten Rotation der Antriebsscheibe 132 in der Abwickelrichtung und dem Drehmoment bereit, das durch die Last an dem Kabel 14 erzeugt wird, das dazu tendiert, eine Bremskraft anzulegen, wenn die Druckplatte 136 in Richtung auf die Antriebsscheibe 132 geschraubt wird.

Klemmanordnung

Der Rahmen 20 und die externen Umlenkrollen 220 sind an dem Gebäude durch wenigstens eine einstellbare Klemmanordnung 40 montiert. Jede Klemmanordnung 40 umfasst einen J-förmigen Führungskörper (sleeve) 50, eine Arretiervorrichtung 60 und einen J-förmigen Schieber 70. Der Führungskörper 50 und der Schieber 70 haben jeweils ein geschlossenes Ende und einen Schenkel. Die geschlossenen Enden des Führungskörpers 50 und des Schiebers 70 sind so konstruiert, dass sie mit dem Flansch eines Trägers in Eingriff kommen, wie in 1 gezeigt ist.

Der Schenkel des Führungskörpers 50 ist größenmäßig so bemessen, dass er die Arretiervorrichtung 60 und einen Abschnitt des Schenkels des Schieber 70 gleitend aufnimmt. Der Führungskörper 50 umfasst eine Vielzahl von nach innen überstehenden Zähnen 52 in regelmäßig beabstandeten Abständen entlang der Längsabmessung des Schenkels des Führungskörpers.

Die Arretiervorrichtung 60 ist größenmäßig so bemessen, dass sie gleitend in dem Schenkel des Führungskörpers 50 aufgenommen wird. Die Arretiervorrichtung 60 umfasst ein Paar von einander gegenüberliegenden Schlitzen 63, wie in 9 gezeigt ist. Ein Kontaktriegel 62 mit entsprechenden Ohren 64 ist in den Schlitzen 63 angeordnet. Die Schlitze 63 in der Arretiervorrichtung 60 und die Ohren 64 des Kontaktriegels 62 sind größenmäßig so bemessen, dass sie die vertikale Verschiebung des Kontaktriegels zwischen einer unteren Kontaktposition und einer angehobenen Freigabeposition erlauben. Der Kontaktriegel 62 ist größenmäßig so bemessen, dass er in die Zähne 52 des Führungskörpers 50 in der Kontaktposition eingreift und in der angehobenen Position oberhalb der Zähne angeordnet ist, wodurch die Zähne unter dem Kontaktriegel hindurchwandern können. Die Arretiervorrichtung 60 umfasst des weiteren eine mit einem Gewinde versehene Kontaktmutter 66, die relativ zu der Arretiervorrichtung fixiert ist.

Der Schieber 70 ist mit der Arretiervorrichtung 60 durch eine mit einem Gewinde versehene Welle 72 verbunden. Die Gewindewelle 72 ist drehbar an dem Schieber 70 angebracht und umfasst ein freies Ende 76 zur selektiven Drehung der Welle. Die Drehung der Gewindewelle 72 kann durch einen Kreuzschlitzschraubenkopf oder einen gewöhnlichen Schraubenkopf, einen Sechskantkopfschraubenkopf oder eine ähnliche Struktur erzielt werden. Die Gewindewelle 72, die Arretiervorrichtung 60 und der Schieber 70 werden ausgewählt, um zu erlauben, dass die Arretiervorrichtung von dem Schieber zwischen einem maximalen Abstand etwa gleich dem Abstand zwischen benachbarten Zähnen 52 in dem Führungskörper 50 und einem minimalen Abstand beabstandet ist, in dem die Arretiervorrichtung an dem Schieber anliegt.

Außerdem umfasst der Führungskörper 50 einen Langschlitz 53, der sich entlang der Länge des Schenkels erstreckt, der die Zähne 52 hat. Der Schlitz 53 erlaubt es einer Bedienperson, den Kontaktriegel 62 anzufassen und den Eingriffriegel nach oben in die angehobene Freigabeposition zu drücken, wodurch es dem Führungskörper 50 und der Arretiervorrichtung 60/dem Schieber 70 erlaubt wird, relativ zueinander und zu dem Träger bewegt zu werden, wodurch entweder die Freigabe der Klemmanordnung 40 oder die erneute Einstellung auf einen Trägerabschnitt mit einer anderen Größe erlaubt wird. In einer bevorzugten Konstruktion sind der Führungskörper 50, die Arretiervorrichtung 60 und der Schieber 70 größenmäßig so bemessen, dass sie die Trägerflansche unterbringen, die eine Spannweite von 101,6 mm bis 254,0 mm (4 Inch bis 10 Inch) haben. Der Führungskörper 50, die Arretiervorrichtung 60 und der Schieber 70 sind aus 3,175 mm (1/8 Inch) Pressstahl gebildet.

Steuer-Strom-Leiterstreifen

Wie in 2 gezeigt ist, erwägt die vorliegende Erfindung auch einen Steuer-/Strom-Leiterstreifen 90, der größenmäßig so bemessen ist, dass er zwischen den Flanschen eines Trägers angeordnet werden kann. Der Steuerleiterstreifen 90 umfasst ein Gehäuse 92 und Kabel zum Zuführen von elektrischem Strom sowie auch von Steuersignalen. Das Gehäuse 92 stellt eine Abstützung für die Kabel bereit und kann die Kabel im wesentlichen umschließen oder lediglich eine Aufnahme der Kabel bereitstellen. Typischerweise umfasst der Steuerleiterstreifen 90 Verbindungen bei 12 Inch Zentren, um mit einer Vielzahl von Rahmen 20 in Eingriff zu kommen. Der Steuerleiterstreifen 90 ist an dem Träger durch jede einer Vielfalt von Mechanismen befestigt, die Klebstoffe, mit Gewinde versehene Verbindungselemente sowie auch Klammern umfassen.

Umlenkrolle

Wie in 1 gezeigt ist, ist die Vielzahl von Umlenkrollen 220, die der Vielzahl von Führungsrollen 80 entspricht, mit dem Gehäuse in einer beabstandeten Beziehung vom Rahmen 20 befestigt. Die Umlenkrollen 220 werden verwendet, um den Teil des Seilweges von einem im allgemeinen horizontalen Wegabschnitt, der sich ausgehend von dem Rahmen 20 erstreckt, zu einem im allgemeinen vertikalen Wegabschnitt zu definieren, der sich zu der Laststange 12 oder der Last erstreckt. In Abhängigkeit von der Länge der Laststange 12 und der Breite der Bühne kann es nur eine oder zwei Umlenkrollen 220 oder auch so viele wie sechs, acht, zwölf oder mehr geben.

Wie in 2 gezeigt ist, sind zwei interne Umlenkrollen 220 in dem Rahmen 20 angeordnet, um es den Seilen 14 zu erlauben, innerhalb der Grundfläche des Rahmens nach unten zu wandern. Somit reduziert die vorliegende Erfindung den Bedarf an einem Seitenflügelraum in einem Gebäude, um die Gegengewichtssysteme unterzubringen.

Typischerweise gibt es bei jeder der Umlenkrollen 220 ein Zugseil 222 und ein Durchlaufseil 224, wobei das Zugseil das Seil ist, das von der Umlenkrolle umgeleitet wird, um sich nach unten zu der Laststange 12 zu erstrecken, und sich das Durchlaufseil in einer im allgemeinen horizontalen Richtung zu der nachfolgenden Umlenkrolle fortsetzt. In einer bevorzugten Konfiguration bringen die Umlenkrollen 220 das Zugseil 222 sowie jegliche Durchlaufseile 224 unter.

Unter Bezugnahme auf 10 umfasst jede Umlenkrolle 220 eine Zugseilscheibe 230, eine optionale Trägerseilscheibe 240, eine stromaufwärtige Führung 250, eine stromabwärtige Führung 260 und ein Paar von Seitenplatten 270. Die Zugseilscheibe 230 ist so konstruiert, dass sie mit dem Zugseil 222 in Eingriff kommt und dieses in Spur hält, und die Trägerseilscheibe oder Spannrolle 240 ist so konstruiert, dass sie das Durchlaufseil 224 unterstützt. Es ist in Betracht gezogen, dass die Zugseilscheibe 230 und die Trägerseilscheibe 240 eine einzige Einheit sein können, die eine Spur für das Zugseil 222 und eine separate Spur/Spuren für die Durchlaufseile 224 haben. In einer bevorzugten Konstruktion ist die Trägerseilscheibe 240 ein separates Bauteil, das mit der Zugseilscheibe 230 in einer Reibpassung in Eingriff kommt, wobei die Zugseilscheibe und die Trägerseilscheibe zusammen rotieren. Diese Konstruktion erlaubt es der Umlenkrolle 220, ohne weiteres je nach Notwendigkeit mit oder ohne die Trägerseilscheibe 240 konstruiert zu werden. Alternativ dazu können die Zugseilscheibe 230 und die Trägerseilscheibe 240 separat drehbare Elemente sein.

Die stromaufwärtige Führung 250 umfasst eine Durchlaufseileintrittsöffnung 251 und eine Zugseileintrittsöffnung 253, wobei die Durchlaufseileintrittsöffnung auf die Trägerseilscheibe 240 ausgerichtet ist und die Zugseileintrittsöffnung auf die Zugseilscheibe 230 ausgerichtet ist. Die stromaufwärtige Führung 250 ist so konfiguriert, dass sie ein Hüpfen oder Rupfen der Seile 14 in ihren jeweiligen Seilscheibenanordnungen reduziert. Die stromabwärtige Führung 260 ist um den existierenden Weg des Zugseils 222 herum angeordnet. Typischerweise umfasst die stromabwärtige Führung eine Zugseilaustrittsöffnung 263.

Die Seitenplatten sind größenmäßig so bemessen, dass sie mit den Zug- und Trägerseilscheiben 230, 240 sowie auch mit den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Führungen 250, 260 in Eingriff kommen, um ein im wesentlichen umschlossenes Gehäuse für die Seile 14 zu bilden. Die Seitenplatte 270 umfasst einen peripheren Kanal 273 zum Ineingriffkommen mit und Halten der stromaufwärtigen Führung 250 und der stromabwärtigen Führung 260. Die peripheren Kanäle 273 umfassen einen Zugangsschlitz 275, der größenmäßig so bemessen ist, dass er die stromaufwärtige Führung 250 und die stromabwärtige Führung 260 dort hindurch führt. In der Betätigungsausrichtung hält der periphere Kanal 273 die stromaufwärtige Führung 250 und die stromabwärtige Führung 260. Aber die Seitenplatten 270 können gedreht werden, um den Zugangsschlitz 275 auf die stromaufwärtige Führung 250 oder die stromabwärtige Führung 260 auszurichten, so dass die Führungen von dem Seitenplatten entfernt werden können. Die Umlenkrolle 220 erlaubt es dadurch, dass Bauteile entfernt werden können, ohne dass die Seile 14 durchgezogen werden müssen und danach erneut aufgezogen werden müssen.

Die Umlenkrolle 220 umfasst eine Welle, um die die Zugseilscheibe 230, die Trägerseilscheibe (falls verwendet) und die Seitenplatten 270 konzentrisch angebracht sind.

Die Umlenkrolle 220 greift in eine Kupplungshalterung (coupling bracket) 226 ein, wobei die Kupplungshalterung mit einer Klemmanordnung 40 verbunden werden kann, so dass die Kupplungshalterung um ein Paar von orthogonalen Achsen bewegt wird, um Toleranzen in dem Gebäude auszugleichen.

Steuergerät

Es wird weiter erwogen, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Steuergerät 200 zum Steuern des Antriebsmechanismus 100 verwendet werden kann. Insbesondere kann das Steuergerät 200 eine speziell angefertigte Vorrichtung sein oder kann alternativ dazu eine Software umfassen, um einen Personal Computer zu betreiben, in dem die Steuersignale für die Hebeanordnung 10 erzeugt werden.

Stoppsensor

Ein Näherungssensor oder Detektor 280 kann relativ zu der Last, der Laststange 12 oder den Elementen befestigt sein, die mit der Laststange 12 verbunden sind. Der Sensor 280 kann einer einer Vielfalt von im Handel erhältlichen Vorrichtungen einschließlich ein Infrarot-, Ultraschall- oder Näherungssensor sein. Der Sensor 280 ist betriebsmäßig mit dem Steuergerät durch eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung wie etwa Infrarot verbindbar. Der Sensor 280 ist so konfiguriert, dass er ein Hindernis in dem Weg der Laststange 12 bei der Bewegung in einer oder beiden der Absenkrichtung oder der Anheberichtung erfasst. Der Sensor 280 stellt ein Signal bereit, so dass das Steuergerät 200 die Rotation des Motors 110 beendet und folglich die Drehung der Trommel 160 und die Bewegung der Laststange 12 stoppt, wenn ein Hindernis erfasst wird.

Es wird erwogen, dass der Sensor 280 mit der Laststange 12 verbunden werden kann, wobei der Sensor eine ausfahrbare Kette oder ein ausfahrbares Halteseil 282 umfasst, die/das größenmäßig so bemessen ist, dass sie/es den Sensor 280 an einem Teil der Last, die von der Laststange getragen wird, anordnen kann. Somit kann der Sensor 280 betriebsmäßig in Bezug auf die Laststange 12 oder die Last angeordnet werden. Vorzugsweise ist der Sensor größenmäßig so bemessen und farblich so ausgelegt, dass die Sichtbarkeit für ein betrachtendes Publikum reduziert ist. Es ist auch selbstverständlich, dass der Sensor so ausgewählt werden kann, dass er verhindert, dass die Laststange in Kontakt mit dem Deck, dem Boden oder der Bühne kommt.

Trimmeinstellung

Unter Bezugnahme auf 11 stellt die vorliegende Erfindung außerdem eine Trimmeinstellung 290 bereit. Das ist die relative Feineinstellung der Länge des Seils in dem Falllinienabschnitt des Seilweges.

In einer ersten Konfiguration der Trimmeinstellung 290 ist die Struktur größenmäßig so bemessen und ausgewählt, dass sie in dem Querschnittsbereich der Laststange 12 angeordnet werden kann. Somit ist die Trimmeinstellung 290 im wesentlichen für das Publikum unsichtbar. Die Trimmeinstellung kann in einem Abschnitt der Laststange 12 angeordnet werden oder einen Teil der Laststange wie etwa eine Spleißstelle oder einen Kuppler bilden.

Die Trimmeinstellung 290 umfasst eine Verschiebevorrichtung (translator) 292, die drehbar an der Laststange 12 entlang ihrer Längsabmessung angebracht ist und einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt umfasst. Die Trimmeinstellung 290 umfasst außerdem einen Reiter 294, der über ein Gewinde mit dem Gewindeabschnitt der Verschiebevorrichtung 292 in Eingriff steht, so dass bei einer Drehung der Verschiebevorrichtung der Reiter linear entlang der Verschiebevorrichtung angeordnet ist.

Das Seil 14 ist fest mit dem Reiter 294 verbunden, so dass dann, wenn der Reiter relativ zu der Laststange 12 verschoben wird, ein zusätzliches Seil 14 entweder in die Laststange hineingezogen wird oder von der Laststange abgezogen wird.

Die Drehung der Verschiebevorrichtung 292 wird von einer Benutzerschnittstelle 296 wie etwa einer Sechskant-, einer Sechskantkopf- oder Schraubenschnittstelle bereitgestellt. Typischerweise umfasst die Benutzerschnittstelle ein Universalgelenk 298, so dass die Schnittstelle von einer nicht kollinearen Ausrichtung mit der Verschiebevorrichtung aus betätigt werden kann.

Obwohl die (lineare) Verschiebevorrichtung 292 und der zugehörige Reiter 294 in der ersten Konfiguration gezeigt sind, ist es selbstverständlich, dass verschiedene alternative Mechanismen wie zum Beispiel Sperrzahnräder und Sperrklinken, Kolben, einschließlich hydraulische und pneumatische Mechanismen sowie auch Trommelsysteme zum Aufnehmen und Ausgeben eines Abschnitts eines Seils 14 in einem Querschnittsbereich einer Laststange 12 verwendet werden können, um als eine Trimmeinstellungshöhe in einem Rigging-System zu funktionieren.

Installation

Vorzugsweise ist die Hebeanordnung 10 so konstruiert, dass sie eine vorbestimmte Anzahl an Seilen 14 und folglich eine entsprechende Anzahl an Wickelabschnitten 162 auf der Trommel 160 und Führungsrollen 80 aufnimmt. Außerdem sind die internen Umlenkrollen 220 sowie die externen Umlenkrollen 220 beim Versand in dem Rahmen 20 angeordnet. Außerdem wird jedes Seil 14 vorher aufzogen, so dass die Seiltopologie ihrem eigenen Seilweg folgt.

Die Hebeadapter 26 kommen mit dem Seil 14 über ein Gewinde in Eingriff, und die separaten Klemmanordnungen 40 werden mit einem Paar von Seilen von der Trommel 160 verbunden. Das Seil 14 wird von dem jeweiligen Wickelabschnitt zugeführt und die Klemmanordnungen werden mit dem Gebäude verbunden. Dann wird die Trommel 160 gedreht, um den Rahmen 20 in die Installationsposition hochzuheben. Die Klemmanordnungen 40, die mit dem Rahmen 20 verbunden sind, werden mit einem benachbarten Träger des Gebäudes verbunden. Die Klemmanordnungen 40 kommen mit den jeweiligen Trägern in Eingriff und werden ausreichend festgezogen, um die Klemme relativ zu dem Träger festzuhalten. Die Lasthebeklemmanordnungen an den Seilen 14 werden von dem Gebäude und den Seilen entfernt, und die Hebeadapter werden von dem Rahmen entfernt. Somit wird der Rahmen 20 relativ zu der Struktur festgehalten.

Wenn der Rahmen 20 an den jeweiligen Trägern befestigt ist, werden die externen Umlenkrollen 220 von dem Rahmen entfernt und ausreichend Seil 14 wird von der Trommel 160 abgezogen, um die Umlenkrolle nahe dem jeweiligen strukturellen Träger anzuordnen. Dann wird die Umlenkrolle 220 mit dem Träger durch die Klemmanordnung 40 verbunden. Das Zugseil 222 von jeder Umlenkrolle 220 kann betriebsmäßig mit einer Laststange 12 oder einer Last verbunden werden. Die Trimmeinstellung 290 wird dann verwendet, um die relative Länge der Falllinie je nach Bedarf einzustellen.

Da die Führungsrollen 80 einander longitudinal entlang der Drehachse der Trommel 160 überlappen, hat der Rahmen 20 eine Breite von etwa 22,86–27,94 cm (9–11 Inch). Somit kann eine Vielzahl von Rahmen 20 mit dem Gebäude in einer aneinandergrenzenden Beziehung verbunden werden, wobei die Trommelachse parallel dazu verläuft, um eine Position bei 30,48 cm (12 Inch) Zentren bereitzustellen, wie dies in 12 zu sehen ist. Alternativ dazu können die Rahmen entlang der Breite der Bühne versetzt angeordnet werden, wie in 13 zu sehen ist, da der Rahmen 20 so konstruiert werden kann, dass er die externen Umlenkrollen 220 in jeglicher Beziehung zu den internen Umlenkrollen umfasst. Das heißt, der zweite Rahmen ist von dem ersten Rahmen in der Längsrichtung derart beabstandet, dass die Enden der aufeinanderfolgenden Rahmen voneinander beabstandet sind.

Betrieb

Beim Betrieb drehen sich bei Betätigung des Motors 110 die Antriebswelle 112 und die Trommel 160 in der Abwickelrotation. Diese Rotation setzt den Bremsbelag 134 fest und schraubt die Druckplatte 136 weg von der Antriebsscheibe 132, was es erlaubt, dass das Seil 14 von jedem Wickelabschnitt aus der Trommel 160 an dem jeweiligen Abzugspunkt ausgegeben wird.

Die Rotation der Welle 114, die das Seil 14 auf der Trommel 160 aufwickelt oder von dieser abwickelt, bewirkt auch die Rotation des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts der Welle. Die Rotation des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts relativ zu dem Schlussstück 115 induziert eine lineare Verschiebung der Trommel 160 entlang der Achse der Trommeldrehung während der Aufwickel- und Abwickelrotation der Trommel.

Das Gewindeschneiden des mit einem Gewinde versehenen Abschnitts, die Größe der Trommel 160 und des Seils 14 werden so ausgewählt, dass der Seilablenkungswinkel oder das Seilablenkungswinkellimit zwischen jeder Führungsrolle 80 und dem Abzugspunkt des jeweiligen Wickelabschnitts 162 aufrechterhalten wird. Somit wird durch die Längsverschiebung der Trommel 160 während der Abwickel- und Aufwickelrotation der Seilablenkungswinkel für jede Führungsrolle 80 und den entsprechenden Abzugspunkt in dem Wickelabschnitt 162 aufrechterhalten.

Wenn die Seilablenkungswinkel automatisch aufrechterhalten werden, besteht kein Bedarf nach einer beweglichen Verbindung zwischen einer Vielzahl von Führungsrollen 80 entlang der spiralförmigen Halterung und dem Rahmen, um einen gewünschten Seilablenkungswinkel aufrechtzuerhalten.

In der Vorspannmechanismus-Konfiguration steigt die Spannung in der Torsionsfeder, wenn die Trommel 160 mit einer Abwickelrotation gedreht wird. Somit hilft die Torsionsfeder bei Rotation der Welle und folglich der Trommel in der Aufwickelrichtung bei einer solchen Drehung, wodurch der Effekt des Gewichts der Last wie z.B. der Laststange und jeder zugehörigen Ausrüstung reduziert wird. Diese Reduktion der effektiven Last erlaubt es, dass die Dimensionierung des Motors und des Getriebes dementsprechend angepasst werden kann.

Obwohl die vorliegende Beschreibung in bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Alternative Ausführungsbeispiele, Konfigurationen oder Modifikationen, die von der Erfindung eingeschlossen werden, können von den Fachleuten auf diesem Gebiet durchgeführt werden, wobei diese Ausführungsbeispiele, Konfigurationen, Modifikationen oder Äquivalente in dem Schutzbereich der Erfindung liegen können, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.

10Hebeanordnung 12Laststange 14Seil 20Rahmen 22Querträger 24modularer Abschnitt 30Führungsrollenhalterung 40Klemmanordnung 50Führungskörper 52Zähne 53Schlitz 60Arretiervorrichtung 62Kontaktriegel 63Schlitz 64Ohr 66Kontakteinheit 140Spannachsbolzen 141Bremsgewinde 143Spanngewinde 146Spannmutter 70Schieber 72Gewindewelle 76freies Ende 80Führungsrolle 90Steuerleiterstreifen 92Gehäuse 100Antriebsmechanismus 110Motor 111lineares Gleitstück 114Antriebswelle 115Schlussstück 120Getriebe 130Lastbremse 132Antriebsscheibe 133Kupplung 134Bremsbelag 136Druckplatte 139Sperrklinke 270Seitenplatte 273peripherer Kanal 275Zugangsschlitz 280Detektor 160drehbare Trommel 162Wickelabschnitt 170Segment 172Nase 174Aussparung 176Längsabschnitt 180starrer Kern 200Steuergerät 220Umlenkrolle 222Zugseil 224Durchlaufseil 226Kupplungshalterung 230Zugseilscheibe 240Trägerseilscheibe 250stromaufwärtige Führung 251Durchlaufseileintrittsöffnung 253Zugseileintrittsöffnung 260stromabwärtige Führung 263Zugseilaustrittsöffnung 282Kette bzw. Halteseil 290Rahmeneinstellung 292Verschiebevorrichtung 294Reiter 296Benutzerschnittstelle 298Universalgelenk

Anspruch[de]
  1. Hebeanordnung, insbesondere zum Anheben und Absenken einer Last (12), die mit dem Ende eines Zugseils (14) verbunden ist, umfassend:

    (a) einen Rahmen (20) zum Einrasten von beabstandeten obenliegenden Trägern, wobei der Rahmen (20) eine Grundfläche definiert;

    (b) eine mit dem Rahmen (20) um eine horizontale Drehachse herum drehbar verbundene Trommel (160), die einen Antriebsmechanismus (100) zum Drehen der Trommel (160) enthält, wobei die Trommel (160) eine Vielzahl von Wickelabschnitten (162) aufweist und die Trommel (160) relativ zu dem Rahmen (20) entlang der Drehachse verschiebbar ist;

    (c) eine Vielzahl von Seilen (14), die auf jedem der Wickelabschnitte (162) aufgewickelt sind und die sich tangential ausgehend von der Trommel (160) erstrecken;

    (d) eine Vielzahl von Führungsrollen (80), die mit dem Rahmen (20) verbunden sind, wobei eine Führungsrolle (80) jedem der Seile (14) zugeordnet ist, um den Weg der Seile (14), die sich tangential ausgehend von der Trommel (160) erstrecken, zu einem im allgemeinen horizontalen Abschnitt umzuleiten; und

    (e) eine Vielzahl von Umlenkrollen (220), die angeordnet sind, um den Weg jedes Seils (14) von dem im allgemeinen horizontalen Abschnitt zu einem im allgemeinen vertikalen Abschnitt umzuleiten;

    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Umlenkrollen eine interne Umlenkrolle (220) ist, die mit dem Rahmen (20) verbunden ist und den Weg mindestens eines der Seile (14) von dem im allgemeinen horizontalen Abschnitt zu einem im allgemeinen vertikalen Abschnitt umleitet, der in der Grundfläche des Rahmens (20) liegt.
  2. Hebeanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vorspannmechanismus, der mit dem Rahmen (20) und der Trommel (160) verbunden ist und die Drehung der Trommel (160) in einer ersten Drehrichtung verhindert.
  3. Hebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (20) ein Gehäuse umfasst, das größenmäßig so bemessen ist, dass es die Führungsrollen (80), die interne Umlenkrolle (220) und die Trommel (160) einschließt, wobei das Gehäuse eine Falllinienöffnung umfasst, die auf den vertikalen Abschnitt des ersten Seilweges ausgerichtet ist.
  4. Hebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Klemmanordnung (40), die mit dem Rahmen (20) zum Ineingriffkommen mit den obenliegenden Trägern verbunden ist, um die Drehachse in einer horizontalen Richtung zu fixieren.
  5. Hebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Getriebe (120), das mit dem Rahmen (20) verbunden ist.
  6. Hebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Lastbremse (130), die mit der Trommel (160) verbunden ist.
  7. Hebeanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einfassung, die mit dem Rahmen (20) verbunden ist, wobei die Einfassung größenmäßig so ausgelegt ist, dass sie die Trommel (160), die interne Umlenkrolle (220), die Lastbremse (130) und die Führungsrollen (80) einschließt.
  8. Hebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (80) mit dem Rahmen (20) entlang eines spiralförmigen Weges relativ zu der Drehachse der Trommel (160) verbunden sind.
  9. Hebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Führungsrollenhalterung (30) zum Fixieren der Führungsrollen (80) in einer feststehenden Position relativ zu dem Rahmen (20), wobei sich die Führungsrollenhalterung (30) um die Drehachse der Trommel (160) herum erstreckt.
  10. Hebeanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollenhalterung (30) einen spiralförmigen oder serpentinenförmigen Weg um die Drehachse der Trommel (160) herum definiert.
  11. Verfahren zum Heben einer Last (12) mit Hilfe einer Hebeanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend:

    (a) das Verbinden eines Rahmens (20) mit beabstandeten obenliegenden Trägern, wobei der Rahmen (20) eine drehbare Trommel (160) mit einer horizontalen Drehachse, eine Führungsrolle (80) und eine interne Umlenkrolle (220) umfasst, wobei die drehbare Trommel (160), die Führungsrolle (80) und die interne Umlenkrolle (220) in einem Gehäuse aufgenommen sind;

    (b) das Durchführen eines Seils (14) von der Trommel (160) um die Führungsrolle (80) herum, um einen horizontalen Weg zu definieren;

    (c) das Durchführen des Seils (14) um die interne Umlenkrolle (220) herum, um das Seil vertikal ausgehend von dem Gehäuse durchzuführen; und

    (d) das Verschieben der Trommel (160) entlang der Drehachse während der Rotation der Trommel (160).
  12. Verfahren zum Installieren einer Vielzahl von Hebeanordnungen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend:

    (a) das Verbinden einer ersten Anordnung (10) mit einem Paar von obenliegenden strukturellen Trägern, wobei die erste Hebeanordnung (10) eine erste drehbare Trommel (160), eine erste Führungsrolle (80) und eine erste interne Umlenkrolle (220) umfasst, die mit einem Rahmen (20) verbunden sind; und

    (b) das Verbinden einer zweiten Hebeanordnung (10) mit dem Paar von obenliegenden strukturellen Trägern derart, dass sie an der ersten Hebeanordnung (10) anliegt, wobei die zweite Hebeanordnung (10) eine zweite drehbare Trommel (160), eine zweite Führungsrolle (80) und eine zweite interne Umlenkrolle (220) umfasst, die mit einem zweiten Rahmen (20) verbunden sind.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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