DE102012204397A1 - Event winch, particularly for use in event technology using traction control, has traction unit that is guided over deflection roller, where monitoring device is arranged between frame and deflection roller - Google Patents
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Abstract
Description
Winden werden in verschiedensten Gebieten eingesetzt. Ein wichtiges und sehr anspruchsvolles Einsatzgebiet von Winden ist die Veranstaltungstechnik, weil sich dort viele Zuschauer in unmittelbarer Nähe der Winden befinden und eine Gefährdung der Zuschauer durch einen an der Winde hängenden Schauspieler oder einen an der Winde hängenden Gegenstand unter allen Umständen vermieden werden muss. Winches are used in various areas. An important and very demanding application of winches is the event technology, because there are many spectators in the immediate vicinity of the winds and a danger to the audience by a hanging on the wind actor or hanging on the winch object must be avoided under all circumstances.
Besonders hohe Anforderungen an den Betrieb und die Sicherheit dieser Winden werden naturgemäß dann gestellt, wenn an dem Zugmittel der Winde ein Schauspieler eingehängt ist und dieser durch die Veranstaltungshalle „fliegt“ und nur durch das Zugseil gehalten wird. Die Anforderungen sind nicht nur wegen der lebenden „Last“ an dem Zugmittel von der Bergung bis hin zur Veranstaltungstechnik. Bei dieser Anwendung ist es außerdem besonders schwierig, unzulässige Zugkräfte auf dem Seil zu erfassen, weil das Gewicht eines Schauspielers mit weniger als 100 Kg eine vergleichsweise leichte Last ist, die deshalb schwer zu detektieren und zu überwachen ist. Naturally, particularly high demands on the operation and safety of these winches are made when an actor is mounted on the traction device of the winch and this "flies" through the event hall and is held only by the pull rope. The requirements are not only because of the living "load" on the means of traction from salvage to event technology. In addition, in this application, it is particularly difficult to detect inadmissible tensile forces on the rope, because the weight of an actor of less than 100 kg is a comparatively light load, which is therefore difficult to detect and monitor.
Nachfolgend wird im Zusammenhang mit der Erfindung der Begriff „Eventwinde“ gebraucht. Damit wird umgangssprachlich eine Winde bezeichnet, an deren Zugmittel eine Schauspielerin oder ein Schauspieler angehängt werden darf. Selbstverständlich lässt sich der erfindungsgemäßen (Event-)Winde zugrunde liegende technische Konzept auch auf alle anderen Windentypen und Einsatzgebiete übertragen. Hereinafter, the term "event winch" is used in connection with the invention. This colloquially refers to a winch on the traction means an actress or an actor may be attached. Of course, the technical concept underlying the (event) winch according to the invention can also be applied to all other types of wind and fields of application.
Herkömmliche Eventwinden umfassen einen Rahmen, der häufig als Stahlfachwerk ausgeführt ist, eine Trommel für ein Zugmittel, eine Antrieb und Überwachungsmittel zur Überwachung der auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft. Das Überwachungsmittel soll verhindern, dass unzulässige hohe Kräfte auf den Schauspieler einwirken und diesen verletzen können. Conventional event winches include a frame, which is often designed as a steel framework, a drum for a traction means, a drive and monitoring means for monitoring the tensile force acting on the traction means. The monitoring device is intended to prevent inadmissible high forces acting on the actor and injure him.
Die Trommel dient dazu das Zugmittel, wie beispielsweise ein Stahlseil, aufzuwickeln oder abzuwickeln. Angetrieben und gebremst wird die Trommel über einen Antrieb, der beispielsweise einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe, beispielsweise in Form eines Schneckengetriebes mit teilweiser oder vollständiger Selbsthemmung, eines Stirnradgetriebes oder eines Planetengetriebes umfasst. Selbstverständlich können bei der erfindungsgemäßen Winde auch eine oder zwei aktive Bremseinrichtungen für die Trommel beziehungsweise das Zugmittel vorgesehen sein. The drum serves to wind or unwind the traction means, such as a steel cable. The drum is driven and braked by means of a drive comprising, for example, an electric motor and a reduction gear, for example in the form of a worm gear with partial or complete self-locking, a spur gear or a planetary gear. Of course, in the winch according to the invention also one or two active braking devices for the drum or the traction means can be provided.
Um die auf das Zugmittel wirkende Zugkraft zu erfassen ist es bekannt, die Trommel und den Antrieb pendelnd zu lagern und zusätzlich eine Drehmomentstütze vorzusehen. Über die Drehmomentstütze ist es möglich, die auf das Zugmittel wirkende Zugkraft zu ermitteln. Allerdings ist diese Ermittlung der Zugkräfte mit großen systembedingten Ungenauigkeiten behaftet. In order to detect the tensile force acting on the traction means, it is known to store the drum and the drive oscillating and additionally provide a torque arm. About the torque arm, it is possible to determine the tensile force acting on the traction means. However, this determination of the tensile forces is subject to large systemic inaccuracies.
Dies liegt zum Teil daran, dass je nach Einbaulage der Winde das Gewicht von Trommel und Antrieb von der Drehmomentstütze ganz oder teilweise aufgenommen wird. Dadurch ergibt sich eine Verfälschung des Messergebnisses dahingehend, dass eine höhere Zugkraft angezeigt wird als tatsächlich auf das Zugmittel wirkt. Wenn nun die gleiche Winde „über Kopf“ eingebaut wird, dann wirkt das Gewicht von Trommel und Antrieb entlastend auf die Drehmomentstütze, sodass in Folge dessen eine zu geringe auf das Zugmittel wirkende Zugkraft detektiert wird. This is partly because depending on the installation position of the winch, the weight of the drum and drive of the torque arm is partially or completely absorbed. This results in a falsification of the measurement result to the effect that a higher tensile force is displayed as actually acting on the traction means. If now the same winch is installed "overhead", then the weight of the drum and drive relieves the load on the torque arm, as a result of which a tensile force acting too low on the traction means is detected.
Diese systematischen Fehler, die von der Einbaulage der Winde abhängen, sind durchaus erheblich, weil ein Antrieb mit Trommel etwa 50 Kg und mehr wiegen kann. Setzt man das Eigengewicht der Trommel und des Antriebs in Relation zu dem Gewicht eines Schauspielers von weniger als 100 Kg, ergibt sich dadurch ein systematischer Fehler von etwa 100 %. Ein solcher großer Fehler ist selbstverständlich nicht tolerierbar. These systematic errors, which depend on the installation position of the winch, are quite considerable, because a drive with a drum can weigh about 50 kg and more. Substituting the net weight of the drum and the drive in relation to the weight of an actor of less than 100 Kg, this results in a systematic error of about 100%. Of course, such a big mistake is not tolerable.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Seilwinde bereitzustellen, die es erlaubt mit einer sehr viel höheren Genauigkeit die auf das Zugmittel wirkende Zugkraft sicher zu erfassen. Dabei soll auch die Einbaulage der Winde keinen oder allenfalls einen geringen Einfluss auf den Messfehler haben. The invention is therefore based on the object to provide a winch, which allows to capture the tensile force acting on the traction means with a much higher accuracy. In this case, the installation position of the winch should have no or at most a small effect on the measurement error.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Winde mit Zugkraftüberwachung, umfassend einen Rahmen, eine Trommel für ein Zugmittel, einen Antrieb und Überwachungsmittel zur Überwachung der auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft, dadurch gelöst, dass das Zugmittel über eine erste Umlenkrolle geführt wird, und dass das Überwachungsmittel zur Überwachung der auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft zwischen dem Rahmen und der ersten Umlenkrolle angeordnet ist. This object is achieved in a winch with traction monitoring, comprising a frame, a drum for a traction means, a drive and monitoring means for monitoring the tensile force acting on the traction means, achieved in that the traction means is guided over a first guide roller, and that the monitoring means arranged to monitor the tensile force acting on the traction means between the frame and the first deflection roller.
Dadurch, dass das Überwachungsmittel zur Überwachung der auf das Zugkraft wirkenden Zugkraft zwischen dem Rahmen und der Umlenkrolle, die ja nur ein sehr geringes Eigengewicht von wenigen 100 Gramm hat, angeordnet ist, ist die von dem Überwachungsmittel erfasste Kraft nahezu identisch mit dem auf das Zugmittel wirkenden Zugkraft, sodass eine sehr genaue Kraftmessung erfolgen kann. Auch die Einbaulage der Winde hat nahezu keinen Einfluss auf das Messergebnis, weil bei einem Gewicht eines Schauspielers von beispielsweise 75 Kg das Eigengewicht der Umlenkrolle von beispielsweise 375 Gramm nur einen Messfehler von etwa in der Größenordnung von +/–1 % verursacht, je nach Einbaulage der Winde. Dies bedeutet gegenüber dem herkömmlichen Eventwinden eine Verringerung des systematischen von der Einbaulage abhängigen Messfehlers um etwa den Faktor 100! Characterized in that the monitoring means for monitoring the tensile force acting on the tensile force between the frame and the pulley, which indeed only a very small weight of a few 100 grams, is arranged, the force detected by the monitoring means is almost identical to that on the traction means acting tensile force, so that a very accurate force measurement can be done. The installation position of the winch has almost no effect on the measurement result, because at a weight of an actor, for example, 75 kg, the weight of the pulley, for example, 375 Gram causes only a measurement error of about the order of +/- 1%, depending on the installation position of the winch. Compared with conventional event winches, this means a reduction of the systematic measuring error dependent on the installation position by a factor of approximately 100!
Eine weitere Verringerung des Messfehlers wird dadurch erreicht, dass die Umlenkrolle ähnlich einem Flaschenzug zu einer Verdoppelung der auf das Überwachungsmittel wirkenden Zugkraft führt, wenn man einen Umschlingungswinkel des Zugmittels um die erste Umlenkrolle von 180 Grad unterstellt. Dies bedeutet aber auch, dass die auf das Überwachungsmittel wirkenden Kräfte verdoppelt werden, was sich in einer entsprechend höheren Auflösung beziehungsweise Messgenauigkeit niederschlägt. Wegen der vergleichsweise geringen Anhängelast an dem Zugmittel der erfindungsgemäßen Eventwinde stellt die Verdopplung keine der auf das Überwachungsmittel wirkenden Kräfte kein Problem dar. Es gibt eine Vielzahl von am Markt verfügbaren Überwachungsmitteln, deren Messbereich ausreichend ist. A further reduction of the measurement error is achieved in that the deflection roller similar to a pulley to a doubling of the force acting on the monitoring means traction leads, assuming a wrapping angle of the traction device to the first pulley of 180 degrees. However, this also means that the forces acting on the monitoring means are doubled, which is reflected in a correspondingly higher resolution or measurement accuracy. Because of the comparatively low trailer load on the traction means of the event winch according to the invention, the doubling does not present any of the forces acting on the monitoring means. There is a large number of monitoring means available on the market whose measuring range is sufficient.
Als Überwachungsmittel können die verschiedensten Kraftaufnehmer dienen. Dabei können alle bekannten Messprinzipien, sei es die Dehnung eines elastischen Zugstabs in Verbindung mit Dehnmessstreifen, Piezoelemente oder Membranelemente, eingesetzt werden. Welchem Messprinzip der Vorzug gegeben wird, hängt von den Umständen des Einzelfalls ab. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz eines bestimmten Messprinzips zu Erfassung der Kraft zwischen erster Umlenkrolle und Rahmen beschränkt. As a monitoring means can serve a variety of force transducer. In this case, all known measuring principles, be it the elongation of an elastic tension rod in conjunction with strain gauges, piezo elements or membrane elements, are used. Which measurement principle is given preference depends on the circumstances of the individual case. However, the invention is not limited to the use of a specific measurement principle for detecting the force between the first deflection roller and the frame.
Es haben sich zwei Arten der Kraftmessung als besonders geeignet erwiesen: Two types of force measurement have proven to be particularly suitable:
Zwischen dem Rahmen und der Lagerung der Umlenkrolle beziehungsweise einer Aufnahme für die erstel Umlenkrolle ist ein Kraftaufnehmer angeordnet. Dieser Kraftaufnehmer wird überwiegend auf Zug beansprucht. Between the frame and the storage of the deflection roller or a receptacle for the erstel deflection roller, a force transducer is arranged. This load cell is mainly subjected to train.
Alternativ kann ein Bolzen, der zur Lagerung der ersten Umlenkrolle dient, als Überwachungsmittel ausgebildet sein. In diesem Fall verursachen die auf das Zugmittel wirkenden Zugkräfte ein Biegemoment und eine Scherkraft in dem Bolzen. Eine oder beide Belastungen können zum Beispiel ebenfalls durch Dehnmessstreifen erfasst werden und daraus die auf das Zugmittel wirkenden Zugkräfte erfasst werden. Aus Gründen der Redundanz können auch beide Alternativen gleichzeitig eingesetzt werden. Alternatively, a bolt which serves to support the first deflection roller may be designed as monitoring means. In this case, the tensile forces acting on the traction means cause a bending moment and a shearing force in the pin. For example, one or both loads can also be detected by strain gauges and from this the tensile forces acting on the traction means can be detected. For reasons of redundancy, both alternatives can be used simultaneously.
Um die für den Einsatz als Eventwinde erforderliche Sicherheit gegen Versagen des Überwachungsmittel zu gewährleisten, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zwischen Rahmen und erster Umlenkrolle eine Abreisschutz vorgesehen. Dieser Abreisschutz kann beispielsweise in Form von einer oder mehreren Zugstäben ausgeführt sein, die zwischen erster Umlenkrolle und dem Rahmen so angeordnet sind, dass sie beim normalen Betrieb das Überwachungsmittel nicht beeinflussen. Lediglich wenn das Überwachungsmittel brechen sollte, dann übernimmt der Abreißschutz die Übertragung von der ersten Umlenkrolle wirkenden Kräfte auf den Rahmen. In order to ensure the necessary security against failure of the monitoring means for use as a event winch, a departure protection is provided in a further advantageous embodiment of the invention between the frame and the first pulley. This anti-abrasion protection may for example be in the form of one or more tension rods, which are arranged between the first deflection roller and the frame so that they do not influence the monitoring means during normal operation. Only when the monitoring means should break, then the anti-tearing takes over the transmission of forces acting on the frame from the first deflection roller.
Bei der erfindungsgemäßen Winde kann In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Rahmen ein Seilauslass vorgesehen. Dieser Seilauslass sorgt dafür, dass das Zugmittel nicht von der ersten Umlenkrolle springen kann. Außerdem ist dadurch gewährleistet, dass das Zugmittel immer an einer definierten Stelle des Rahmens aus diesem austritt. Wenn das Seil in der Mitte zwischen zwei Eckpunkten des in etwa quaderförmigen Rahmens austritt, dann wird auch dadurch die Verwendbarkeit der Winde unabhängig von der Einbausituation verbessert. In the winch according to the invention In a further advantageous embodiment of the invention, a cable outlet is provided on the frame. This rope outlet ensures that the traction means can not jump from the first pulley. In addition, this ensures that the traction means always exits at a defined point of the frame from this. If the rope exits in the middle between two corner points of the roughly cuboidal frame, then the usability of the winch is thereby also improved regardless of the installation situation.
Um eine optimale Führung des Zugmittels von der Trommel bis hin zum Seilauslass und der ersten Umlenkrolle zu gewährleisten, können in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine zweite Umlenkrolle und optional eine dritte und/oder eine vierte Umlenkrolle für das Zugmittel vorgesehen sein. In order to ensure optimal guidance of the traction means from the drum to the rope outlet and the first deflection roller, a second deflection roller and optionally a third and / or a fourth deflection roller for the traction means can be provided in a further advantageous embodiment of the invention.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Trommel axial verschiebbar in dem Rahmen geführt, sodass je nachdem ob die Trommel voll oder leer ist oder ein Zwischenstadium zwischen diesen beiden Beladungszuständen hat, das Seil immer unter dem gleichen Winkel beziehungsweise mit der gleichen Ausrichtung auf die dritte Umlenkrolle beziehungsweise eine Seilführung im Bereich der dritten Umlenkrolle trifft. Dadurch wird die Sicherheit und Lebensdauer des Zugmittels verbessert. In a further advantageous embodiment of the invention, the drum is guided axially displaceable in the frame, so that depending on whether the drum is full or empty or has an intermediate stage between these two loading conditions, the rope always at the same angle or with the same orientation to the third Deflection pulley or a cable guide in the third deflection roller meets. This improves the safety and durability of the traction device.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Trommel axial nicht verschiebbar in dem Rahmen drehbar zu lagern und stattdessen einen Seileinlass in axialer Richtung relativ zu der Trommel zu verfahren, um ein optimales Auf- oder Abwickeln des Zugmittels zu erreichen. Of course, it is also possible to rotatably support the drum axially non-displaceable in the frame and instead to move a cable inlet in the axial direction relative to the drum in order to achieve an optimal winding or unwinding of the traction means.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnungen, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, der Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims can be removed. All disclosed in the drawing, the description and the patent claims may be essential to the invention both individually and in any combination.
Zeichnung drawing
Es zeigen: Show it:
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
In den
Die erfindungsgemäße Eventwinde besteht aus einem quaderförmigen Rahmen, der verschiedene Versteifungen, Verstärkungen und Streben aufweist, um die erforderliche Steifigkeit und Belastbarkeit zu erreichen. The Eventwinde invention consists of a cuboid frame having various stiffeners, reinforcements and struts to achieve the required stiffness and load capacity.
Der quaderförmige Rahmen
Um die erfindungsgemäße Eventwinde beispielsweise in ein mit einem Traggestell oder einer anderen Struktur sicher verbinden zu können, sind an den Stirnseiten insgesamt acht Gewindehülsen
Innerhalb des Rahmens
Es ist in der
Das Zugseil verlässt die Trommel
Wenn das Zugseil
Wie man beispielsweise aus der
Die Trommel
Wenn nun das Zugseil
In
Die
Durch die Aussteifungen (siehe die Bezugszeichen
Die Lagerung der Umlenkrollen
Im Gegensatz dazu ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Umlenkrolle
Lediglich für den Fall des Versagens durch Bruch des Kraftaufnehmers
Die auf das Zugseil
Wenn nun an dem Zugseil
Der Einfluss der Gewichtskraft der ersten Umlenkrolle
Der Kraftaufnehmer
In der
In dieser Ansicht ist die dritte Umlenkrolle
In der
Der Vollständigkeit halber ist in der
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch die erfindungsgemäße Führung des Zugseils über die erste Umlenkrolle
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