Pneu­ma­tisch, hy­drau­lisch oder elek­trisch be­we­gen?

Oh­ne An­trieb kei­ne Be­we­gung – de­ren Prin­zip und Aus­füh­rung er­schließt un­ter­schied­li­che Mög­lich­kei­ten in der Gestal­tung ki­ne­ti­scher Ef­fek­te.

Production Partner - - Kinetik | Antriebe - Text: Hans-eber­hard Ko­the | Bil­der: Ein­zel­nach­weis be­ach­ten

Als An­trie­be für al­le Ar­ten von sze­ni­schen Be­we­gun­gen – Ki­ne­tik – ste­hen hy­drau­li­sche (Flüs­sig­keit), pneu­ma­ti­sche (Gas) oder elek­tri­sche Sys­te­me zur Ver­fü­gung. Hy­drau­li­sche Sys­te­me sind in der La­ge, schwers­te Las­ten zu be­we­gen und wer­den üb­li­cher­wei­se bo­den­ste­hend zum An­he­ben ein­ge­setzt. Auf­grund der re­la­tiv ho­hen Ge­räusch­ent­wick­lung muss ein Ag­gre­gat bei ge­räusch­sen­si­ti­ven An­wen­dun­gen mög­li­cher­wei­se schall­ge­schützt ein­ge­baut oder wei­ter ent­fernt po­si­tio­niert wer­den. Über Schlauch­lei­tun­gen wird die Flüs­sig­keit dann zum ei­gent­li­chen Be­we­gungs­me­cha­nis­mus ge­bracht. Ei­ne even­tu­el­le Le­cka­ge der Lei­tun­gen kann je nach ver­wen­de­ter Flüs­sig­keit auch über den da­mit ver­bun­de­nen Funk­ti­ons­aus­fall hin­aus pro­ble­ma­tisch wer­den. Wenn es um Be­we­gun­gen über grö­ße­re Dis­tan­zen und hö­he­re Ge­schwin­dig­kei­ten geht, ha­ben an­de­re Sys­te­me Vor­tei­le. Pneu­ma­ti­sche An­trie­be eig­nen sich be­son­ders für schnel­le und leich­te An­wen­dun­gen, wie die Aus­lö­sung ei­nes Ka­bu­ki­vor­han­ges oder die Öff­nung des Ver­schlus­ses ei­ner Fall­tür. Möch­te man das An­wen­dungs­feld von pneu­ma­ti­scher Ki­ne­tik weit de­fi­nie­ren, wür­den auch Sky­dan­cer – durch Ven­ti­la­to­ren be­weg­te Stoff­fi­gu­ren – oder die be­son­ders beim ESC be­lieb­te Wind­ma­schi­ne zur dra­ma­ti­schen Be­we­gung von Fri­sur und Kleid da­zu­ge­hö­ren. Auf der Tour von Phil­ipp Poi­sel soll­te ein Fahr­zeug an ei­ner Büh­nen­po­si­ti­on mit aus­fahr­ba­ren Stem­peln leicht an­ge­ho­ben wer­den. Da­mit die He­bem­i­mik nicht in der Büh­ne ein­ge­baut wer­den muss­te, wur­den im Fahr­zeug aus­fahr­ba­re Zy­lin­der mon­tiert, die mit­tels ei­ner im Fahr­zeug mit­ge­führ­ten Druck­luft­fla­sche im ge­wünsch­ten Mo­ment ak­ti­viert wur­den – ei­ne aut­ar­ke und ef­fek­ti­ve Lö­sung.

Die wahr­schein­lich viel­sei­tigs­te An­triebs­form für den mo­bi­len Be­reich ist elek­trisch. Sie ver­ein­bart ver­tret­ba­re Ge­rä­te­grö­ßen, In­stal­lier­bar­keit, An­bin­dungs­mög­lich­keit an wei­te­re Sys-

te­me mit brei­ter Ver­füg­bar­keit auf dem Markt und sie ist re­la­tiv ein­fach ska­lier­bar. Durch den Ein­satz von Fre­quenz­um­rich­tern las­sen sich Rich­tung und Ge­schwin­dig­keit von Elek­tro­mo­to­ren steu­ern. Es ist al­ler­dings nicht so, dass sich ge­for­der­te Ei­gen­schaf­ten nicht auch mit an­de­ren An­triebs­for­men er­rei­chen las­sen. „Die ein­zu­set­zen­de Tech­no­lo­gie hängt im­mer von der je­wei­li­gen An­for­de­rung ab“, weiß Pe­ter Roth-lip­kow von scho­ko pro, ei­nem Ver­an­stal­tungs­tech­nik­dienst­leis­ter mit lang­jäh­ri­ger Er­fah­rung im Be­reich Ki­ne­tik. „Der ers­te Schritt ist die Su­che nach ei­ner tech­ni­schen Lö­sung für die je­wei­li­ge Auf­ga­be.“

Soll et­was auf dem Bo­den ver­fah­ren wer­den, ist ein durch ei­nen Elek­tro­mo­tor an­ge­trie­be­nes Reib­rad na­he­lie­gend. Dreh­büh­nen und Büh­nen­po­des­te kön­nen so ein­fach be­wegt wer­den; bei Ver­wen­dung von Ak­ku und Funk­steue­rung ist dies auch oh­ne läs­ti­ge Ver­ka­be­lung mög­lich. Durch Ein­satz von meh­re­ren An­triebs­rä­dern kann man Fahr­ten mit Rich­tungs­än­de­run­gen vor­neh­men. Sind ex­ak­te Po­si­ti­ons­er­fas­sung und ge­nau Weg­füh­rung wich­tig, bie­tet sich die Ver­wen­dung von Schie­nen­sys­te­men auf dem Bo­den an. In je­dem Fall muss der mög­li­che Schlupf des An­trie­bes be­rück­sich­tigt wer­den, um ein Durch­dre­hen des An­trie­bes zu ver­hin­dern. Auch Une­ben­hei­ten des Un­ter­grun­des kön­nen die Ver­wen­dung ei­nes Reib­rad­an­trie­bes stö­ren. Die Stand­si­cher­heit ho­her Auf­bau­ten, wie zum Bei­spiel zu be­we­gen­de Led­wän­de, ist na­tür­lich zu be­rück­sich­ti­gen und es sind da­für die not­wen­di­gen sta­ti­schen und dy­na­mi­schen Be­rech­nun­gen zu er­stel­len. Auch die Trag­fä­hig­keit des Un­ter­grun­des spielt da­bei ei­ne wich­ti­ge Rol­le. Soll­te die je­wei­li­ge An­for­de­rung die Ver­wen­dung ei­nes Schie­nen­sys­tems un­ter der zu be­we­gen­den Last nicht er­lau­ben – zum Bei­spiel weil ei­ne Schie­ne im Büh­nen­bo­den nicht mög­lich oder im Sicht­be­reich des Pu­bli­kums nicht ge­wünscht ist – kann man ab­hän­gig von der Un­ter­kon­struk­ti­on des Fahr­wa­gens die Schie­ne zur Be­we­gungs­füh­rung auch un­ter der rück­wär­ti­gen, dem Pu­bli­kum ab­ge­wand­ten Sei­te des Bas­e­ments be­fes­ti­gen und an der Vor­der­kan­te nur frei­lau­fen­de Rol­len ver­wen­den.

Ver­ti­kal­be­we­gun­gen

Geht es um Ver­ti­kal­be­we­gun­gen, ist der Elek­troket­ten­zug ein weit ver­brei­te­tes He­be­zeug, be­son­ders für mo­bi­le und va­ria­ble Ein­sät­ze. Win­den und Band­zü­ge ha­ben al­ler­dings auch ih­re An­wen­dungs­be­rei­che. Bei den in der Ver­an­stal­tungs­bran­che ein­ge­setz­ten Win­den wird ein Seil als Trag­mit­tel ver­wen­det, wel­ches im Ver­gleich zu ei­ner Ket­te dün­ner und fi­li­gra­ner und da­mit op­tisch vor­teil­haft ist. Da­bei muss ge­mäß den ein­schlä­gi­gen Vor­schrif­ten das Seil durch Ril­len ge­führt auf ei­ne Seil­trom­mel ge­wi­ckelt wer­den und darf nicht über­ein­an­der lau­fen. Die Trom­mel­grö­ße gibt da­her mit Durch­mes­ser und Trom­mel­län­ge die Ma­xi­mal­seil­län­ge vor, wo­durch das Bau­maß bei Win­den mit lan­gen Sei­len im Ver­gleich zu an­de­ren An­trie­ben deut­lich grö­ßer ist. Durch ent­spre­chen­de Um­len­kun­gen oder win­den­in­ter­ne me­cha­ni­sche Ver­stel­lun­gen wird si­cher­ge­stellt, dass der Ableit­punkt des Sei­les nach un­ten im­mer an der glei­chen Stel­le er­folgt, um zu ver­mei­den, dass sich die Po­si­ti­on je nach Trom­mel­wick-

lung ver­schiebt. Im Be­trieb sind Win­den re­la­tiv ge­räusch­arm; ei­ne me­cha­ni­sche Ablass­ein­rich­tung mit ma­nu­ell zu öff­nen­den Brem­sen zum Ab­las­sen ei­ner Last im Stör­fall – zum Bei­spiel bei Strom­aus­fall – ist ei­ne sinn­vol­le Zu­satz­aus­stat­tung, ins­be­son­de­re bei der Ver­wen­dung in Per­so­nen­flug­wer­ken. Ge­rä­te für den mo­bi­len Be­trieb in der Ver­an­stal­tungs­tech­nik wer­den auch fest ein­ge­baut in Stan­dard­tra­ver­sen­tei­len an­ge­bo­ten, um ei­ne Mon­ta­ge im mo­bi­len Ein­satz zu ver­ein­fa­chen. Mit Win­den las­sen sich üb­li­cher­wei­se Ge­schwin­dig­kei­ten von 1 bis 3 Me­tern pro Se­kun­de und für Son­der­an­wen­dun­gen cir­ca 8 Me­tern pro Se­kun­de (480 Me­tern pro Mi­nu­te/ knapp 30 km/h) er­rei­chen. Ein­satz­mög­lich­kei­ten be­ste­hen durch die ho­hen Ge­schwin­dig­kei­ten und das un­auf­fäl­li­ge Trag­mit­tel ne­ben an­de­ren An­wen­dun­gen auch im Be­reich von Per­so­nen­flug­wer­ken und Fahr­zeugen­t­hül­lun­gen. Bei ho­hen Ge­schwin­dig­kei­ten sind je­doch die deut­lich er­höh­ten dy­na­mi­schen Las­ten im Stör­fall für das Trag­werk als auch für die an­ge­häng­ten Las­ten, ins­be­son­de­re bei Per­so­nen­flug­wer­ken zu be­rück­sich­ti­gen.

Bei Band­zü­gen wird ein Prä­zi­si­ons­stahl­band mit ei­ner Stär­ke von üb­li­cher­wei­se cir­ca ei­nem hal­ben Mil­li­me­ter als Trag­mit­tel ver­wen­det. Bei die­ser Kon­struk­ti­on – auch als Bo­bi­ne be­zeich­net – wird das Band spu­len­för­mig auf­ein­an­der ge­wi­ckelt, wo­durch sich ei­ne kom­pak­te Bau­form er­rei­chen lässt. Ein Band als Trag­mit­tel ist drall­frei und deh­nungs­arm. Auch hier sorgt ei­ne ent­spre­chen­de Band­füh­rung da­für, dass trotz sich je nach Grad der Ab­wick­lung än­dern­dem Durch­mes­ser der Ban­d­rol­le die Po­si­ti­on am Ableit­punkt gleich bleibt. In Be­zug auf die Steue­rung ist je­doch zu be­rück­sich­ti­gen, dass sich Dreh­mo­ment und Be­we­gungs­ge­schwin­dig­keit der an­ge­häng­ten Last durch den sich än­dern­den Durch­mes­ser der Ban­d­rol­le bei gleich­blei­ben­der Ro­ta­ti­ons­ge­schwin­dig­keit der Ach­se än­dert. Auch hier las­sen sich mit bis zu 1,2 Me­tern pro Se­kun­de / 72 Me­ter pro Mi­nu­te ho­he Ge­schwin­dig­kei­ten mit ge­rin­ger Ge­räusch­ent­wick­lung er­rei­chen. Als Nach­teil könn­te man die Tat­sa­che emp­fin­den, dass das Stahl­band zwar nur ein Bruch­teil ei­nes Mil­li­me­ters stark, aber ei­ni­ge Zen­ti­me­ter breit und da­mit op­tisch in man­chen An­wen­dun­gen pro­ble­ma­tisch ist. Band­zü­ge fin­den ins­be­son­de­re dann An­wen­dung, wenn Win­den zu groß und zu schwer sind und ein Ket­ten­zug nicht die ge­wünsch­ten Ei­gen­schaf­ten be­züg­lich Ge­schwin­dig­keit und Ge­räusch­ent­wick­lung bie­tet.

Der be­reits ein­gangs er­wähn­te Elek­troket­ten­zug hat in der Bran­che ei­ne ho­he Ver­brei­tung in un­ter­schied­li­chen Aus­füh­rungs­va­ri­an­ten. Vor­tei­le sind ein kom­pak­tes Bau­maß, fle­xi­ble Ein­bau­mög­lich­kei­ten und ho­he Traglas­ten. Wäh­rend Win­den und Band­zü­ge je nach Aus­füh­rung ei­ni­ge hun­dert Ki­lo­gramm tra­gen kön­nen, er­mög­li­chen Ket­ten­zü­ge für sze­ni­sche Be­we­gun­gen Traglas­ten von über 2 Ton­nen. Die ver­wen­de­ten Ket­ten sind re­la­tiv un­emp­find­li­che Trag­mit­tel und durch Aus­tausch von Ket­te und Ket­ten­spei­cher lässt sich die An­wen­dungs­hö­he der Ge­rä­te im Ver­gleich zu an­de­ren Sys­te­men ein­fach ska­lie­ren. Auf­grund in­dus­tri­el­ler Men­gen­pro­duk­ti­on kön­nen Elek­troket­ten­zü­ge – wie­der­um im Ver­gleich zu an­de­ren in der Ver­an­stal­tungs­bran­che ein­setz­ba­ren Ge­rä­ten – güns­tig an­ge­bo­ten wer­den. Ab­hän­gig von Aus­füh­rung und zu be­we­gen­den Ge­wich­ten las­sen sich Ge­schwin­dig­kei­ten von cir­ca 40 Me­ter pro Mi­nu­te rea­li­sie­ren. Als Nach­teil wä­re ne­ben den Fahr­ge­räu­schen der Po­ly­go­n­ef­fekt zu nen­nen, der bei Ket­ten­zü­gen durch das Füh­ren der Ket­te in der Ket­ten­nuss auf­tritt und der zu­neh­mend mit Ge­schwin­dig­keit und Ket­ten­grö­ße zu ei­nem Auf­schwin­gen der

an­ge­häng­ten Last wäh­rend der Fahr­ten füh­ren kann.

Al­ter­na­ti­ve Po­si­tio­nie­run­gen von An­trie­ben

Al­le He­be­zeu­ge müs­sen sich nicht not­wen­di­ger­wei­se senk­recht über der zu be­we­gen­den Last be­fin­den, son­dern kön­nen über Um­len­kun­gen güns­ti­ger – zum Bei­spiel auch auf dem Bo­den – po­si­tio­niert wer­den. Grün­de da­für könn­ten ei­ne be­grenz­te Trag­fä­hig­keit des Hal­len­dachs oder des Tra­ver­sen­sys­tems sein, wel­ches man nicht zu­sätz­lich durch das Ei­gen­ge­wicht des An­trie­bes be­las­ten möch­te oder auch ei­ne ein­fa­che­re Er­reich­bar­keit – zum Bei­spiel der No­t­ab­lass­ein­rich­tung von Seil­win­den. Al­ler­dings er­höht sich durch die Um­len­kung wie­der die auf­zu­neh­men­de Traglast des Da­ches. Über am ei­gent­li­chen Trag­mit­tel der ver­schie­de­nen An­trie­be an­ge­schla­ge­ne Stahl­sei­le ist so ei­ne Füh­rung bis zur Last mög­lich – auch wenn ei­ne sol­che Kon­struk­ti­on mit Ket­ten­zü­gen nicht sehr se­xy ist. Durch die Nut­zung des Fla­schen­zug­prin­zips – Ein­sche­rung ge­nannt – kann man durch Um­len­kun­gen des Trag­mit­tels bei Ver­min­de­rung der Trag­fä­hig­keit die Ge­schwin­dig­keit er­hö­hen oder um­ge­kehrt – je nach­dem wo die Ein­sche­rung im Sys­tem er­folgt. Be­treibt man mit ei­nem An­trieb meh­re­re Trag­mit­tel – zum Bei­spiel über ei­ne durch­ge­hen­de Ach­se, die meh­re­re Seil­win­den­trom­meln be­wegt – er­reicht man ei­ne me­cha­ni­sche Syn­chro­ni­sa­ti­on und um­geht die Pro­ble­ma­tik mög­li­cher Ge­schwin­dig­keits­ab­wei­chun­gen ein­zel­ner An­trie­be. Jens Bul­ler vom Spe­zi­al­an­bie­ter Sta­ge Ki­ne­tik nennt den be­ste­hen­den Ma­te­ri­al­park: „Ein Le­go­sys­tem für Er­wach­se­ne, wo­bei sich die ver­schie­de­nen zur Ver­fü­gung ste­hen­den Kom­po­nen­ten je nach An­for­de­rung in un­ter­schied­li­cher Kon­fi­gu­ra­ti­on zu ei­nem Ge­samt­sys­tem zu­sam­men­set­zen las­sen.“

Fo­to: Jor­rit Lous­berg

Seil­win­de mit Hand­he­beln für ma­nu­el­len Ablass

Band­zü­ge fin­den ins­be­son­de­re dann An­wen­dung, wenn Win­den zu groß und zu schwer sind und ein Ket­ten­zug nicht die ge­wünsch­ten Ei­gen­schaf­ten be­züg­lich Ge­schwin­dig­keit und Ge­räusch­ent­wick­lung bie­tet

Roll­lein­wand das Tuch wird auf die un­te­re Rol­le auf­ge­wi­ckelt die sich da­bei nach oben be­wegt

Ver­ti­kal­be­we­gun­gen der Elek­troket­ten­zug ist da­für ein weit ver­brei­te­tes He­be­zeug, be­son­ders für mo­bi­le und va­ria­ble Ein­sät­ze

Al­ter­na­ti­ve Po­si­tio­nie­rung Auf dem Bo­den mon­tier­te Ket­ten­zü­ge mit um­ge­lenk­ten Trag­mit­teln

Ket­ten­zug Vor­tei­le sind ein kom­pak­tes Bau­maß, fle­xi­ble Ein­bau­mög­lich­kei­ten und ho­he Traglas­ten

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