DE102012012768A1

DE102012012768A1 - Support assembly for mast of container crane, has slide rails along which hydraulic cylinder are moved according to desired direction, to raise crane based on control signal from programmable logic controller

Info

Publication number: DE102012012768A1
Application number: DE201210012768
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-02

Abstract

The support assembly has a receiving structure which is arranged for a mast. The hydraulic cylinders are moved along slide rails in both directions, and are controlled by hydraulic unit and solenoid valves. A control button is operated to move the hydraulic cylinder according to desired direction, in order to raise the crane based on control signal from programmable logic controller.

Description

Im Umschlag von Container werden mit verschiedenen Krananlagen Container von Schiffen, LKW und Eisenbahnwaggon auf oder abgeladen. Zur Zwischenlagerung werden mehrere Container gestapelt. Es werden Container (ISO-Container) verschiedener Abmessungen weltweit eingesetzt, deren Abmessungen international genormt sind. So gibt es 20'', 40'', 45'' Standartcontainer, wobei sich diese Bezeichnung auf die Länge bezieht. Hinzu kommen noch einige Spezialausführungen. An dem Containerkran befindet sich ein Lastaufnahmemittel was Spreader genannt wird und praktisch ein in Längsrichtung teleskopierbarer Rahmen ist, an dessen 4 Ecken sich drehbare hammerkopfähnliche Verriegelungsbolzen befinden (Twistlock). Der Spreader hängt an den Hubseilen des Krans und ist gegen Schaukelbewegungen mit verschiedenen Seilsystemen pendeldämpfend angeschlossen. An den oberen und unteren Ecken eins Container befinden sich würfelartige Eckbeschläge mit Löchern (Cornerkasten, ISO-Ecke). Oben und unten sind hier Langlöcher in Längsrichtung des Containers vorhanden, die als Aufnahme für die Verriegelungsbolzen dienen die nach dem verdrehen um 90° als Tragteil wirken. Der Container ist dann mit dem Spreader verriegelt. Nach dem aufsetzen des Container und des aufliegen des Spreader kann der Twistlock entriegelt werden und der Vorgang ist beendet.In the transshipment of containers, containers of ships, trucks and railway wagons are loaded or unloaded with various crane systems. For temporary storage, several containers are stacked. Containers (ISO containers) of various dimensions worldwide whose dimensions are internationally standardized are used. So there are 20 '', 40 '', 45 '' standard containers, this name refers to the length. There are also some special versions. On the container crane is a load-carrying means what Spreader is called and is practically a telescoping frame in the longitudinal direction, at its 4 corners are rotatable hammer-head-like locking bolt (twistlock). The spreader hangs from the hoisting ropes of the crane and is connected in a pendulum-damping manner against swinging movements with different cable systems. At the top and bottom corners of a container there are dice-shaped corner fittings with holes (Corner box, ISO corner). Above and below here are long holes in the longitudinal direction of the container available, which serve as a receptacle for the locking bolts which act after twisting by 90 ° as a supporting part. The container is then locked to the spreader. After placing the container and resting the spreader, the twistlock can be unlocked and the process is completed.

Ein Containerkran bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit auf Schienen entlang eines Terminal, genannt Kranfahrtrichtung. Auf dem Containerkran befindet sich eine Drehlaufkatze, die sich quer zur Kranfahrtrichtung bewegt. Genannt Katzfahrt. Auf oder unter der Drehlaufkatze befindet sich das Windwerk zum heben und senken der Seile. Einige Laufkatzen sind zusätzlich mit einem drehbaren Windwerk ausgerüstet. Hauptsächlich erfolgen die Antriebe elektromechanisch und werden von einem Kranführer gesteuert. Dessen Aufgabenstellung besteht darin, mit den 4 Verriegelungsbolzen des Spreaders die 4 Langlöcher in den Containerecken schnellstmöglich zu treffen, den Container zu verriegeln, den Container zu heben und an einen anderen Ort zu transportieren um ihn hier wieder zielgenau abzusetzen. Die Höhe der Steuerkabine liegt mindestens ca. 15 m über der Oberfläche.A container crane moves at high speed on rails along a terminal called the crane travel direction. On the container crane is a rotary trolley, which moves transversely to the crane travel direction. Called cat ride. On or under the rotary trolley is the winch to raise and lower the ropes. Some trolleys are additionally equipped with a rotating winch. Mainly the drives are electromechanical and controlled by a crane operator. Its task is to hit the 4 slots in the container corners as quickly as possible with the 4 locking bolts of the spreader, to lock the container, to lift the container and to transport it to another place to drop it again accurately. The height of the control cabin is at least 15 m above the surface.

Die zu treffenden Verriegelungslöcher haben eine sehr geringe Größe und geben einen Spielraum von max. 40 mm zum einzuführenden Verriegelungsbolzen her. Um einen Container aufzunehmen oder abzusetzen muss der Kran mit den an Seilen aufgehängten Spreader in 3 Achsen mit den beschriebenen Spielraum positioniert werden.

X Achse = Kranfahrt (gesamter Kran) Eigengewicht ab ca. 250 t bis 1000 t
Y Achse = Katzfahrt (nur die Katze) Eigengewicht von ca. 50 t bis 90 t
Z Achse = Hubwerk (Hubseile mit untergehängten Spreader) Seillängen von ca. 14 m bis 40 m

The locking holes to be hit have a very small size and give a margin of max. 40 mm to be introduced locking bolt ago. In order to pick up or set down a container, the crane must be positioned with the spreader suspended on ropes in 3 axes with the described clearance.

X axis = crane travel (entire crane) dead weight from approx. 250 t to 1000 t
Y axis = Katzfahrt (only the cat) own weight of approx. 50 t to 90 t
Z axis = hoist (hoisting ropes with suspended spreader) rope lengths of approx. 14 m to 40 m

Um einen Container aufzunehmen oder abzusetzen muss in X Achse also der gesamte Kran positioniert werden. In Y Achse nur die Katze. In Z Achse nur die Hubseile mit Spreader.In order to pick up or drop off a container, the entire crane must therefore be positioned in the X axis. In Y axis only the cat. In Z axis only the hoisting ropes with spreader.

Die Schwierigkeit besteht also in der X Achse, da hier zum einen die zu bewegenden Massen und zum anderen die möglichen Beschleunigungen und Verzögerungen ein Problem darstellen. Es wird die bei weitem am größten benötigte Antriebsleistung eingesetzt um hier zum Ziel zu kommen. Es muss diese feinfühlige Positionierung mit einem großen und mit einer Eigendynamik behafteten Bauteil durchgeführt werden.The difficulty is therefore in the X axis, since on the one hand represent the moving masses and on the other hand, the possible accelerations and delays a problem. By far the most needed drive power is used to get there. This sensitive positioning must be carried out with a large component subject to its own dynamics.

Erfindung:Invention:

Es wird das komplette Windwerk mit allen dazu gehörigen Komponenten derart auf der Katze eingebaut, dass es eine lose und gegen unbeabsichtigte Verschiebung ausgebildete Baugruppe darstellt.It is the complete winch with all the associated components installed on the cat so that it represents a loose and trained against unintentional displacement assembly.

Diese Konstruktion wird in zwei nach statischen Erfordernissen ausgelegten Gleitschienen in X Achse gelagert. Die Gleitschienen umfassen eine Gleitfußkonstruktion, die gegen verrutschen und abheben gesichert ist. Dadurch wird die Sicherheit gewährleistet. An beiden Schienen wird jeweils ein doppelwirkender Hydraulikzylinder mit verstärkter Aufnahme angebracht. Beide Hydraulikzylinder werden mittels eines Hydraulikaggregates synchron verfahren. Der Verfahrweg richtet sich nach den statisch zulässigen Werten der gesamten Krankonstruktion. Es sind 500 mm nach beiden Richtungen ausreichend. Diese Vorrichtung bildet somit einen Support in X-Achse.This design is stored in two designed according to static requirements slides in X axis. The slide rails comprise a Gleitfußkonstruktion which is secured against slipping and lifting. This ensures safety. On both rails, a double-acting hydraulic cylinder with reinforced mounting is attached. Both hydraulic cylinders are moved synchronously by means of a hydraulic unit. The travel depends on the statically permissible values of the entire crane design. There are sufficient 500 mm in both directions. This device thus forms a support in X-axis.

Aufnahme oder absetzen eines Container wird nun wie folgt ausgeführt:
Zielcontainer in X-Y-Z-Achse wie üblich anfahren
In X Achse (kompletter Kran) genügt jetzt eine Genauigkeit von ca. 1 m statt vorher ca. 4 cm.Recording or dropping a container is now performed as follows:
Approach target container in XYZ axis as usual
In X axis (complete crane) an accuracy of approx. 1 m instead of approx. 4 cm is sufficient.

Zielfindung (Feinpositionierung) in X Achse mit Support des Windwerkes wie oben beschrieben. (Der komplette Kran wird nicht mehr bewegt)Target finding (fine positioning) in X axis with support of the winch as described above. (The complete crane will not move anymore)

In Y Achse wird mit der Laufkatze wie bisher üblich Feinpositioniert.In Y axis, the trolley is fine-positioned as usual.

In der Z Achse wird wie bisher üblich mit dem Windwerk Feinpositioniert.In the Z axis, fine positioning is used as usual with the winch.

Nach erfolgter Verriegelung wird der Container angehoben. Ab dem Erreichen einer Hubhöhe die frei von Störkanten ist und die über die Wegmessung des Windwerkes eingestellt wird, zentriert sich mit Hilfe des Support das Windwerk automatisch, feinfühlig im Zentrum. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeden Hubvorgang.After locking, the container is raised. From reaching a lifting height which is free of interfering edges and which is adjusted via the distance measurement of the winch, centered by means of support the windwork automatically, sensitively in the center. This process is repeated during each lifting process.

Die Bedienung erfolgt mittels Steuerknöpfen zum verschieben nach der gewünschten Richtung, die in den üblichen Meisterschaltern (Joystick) der Kransteuerung eingebaut werden. Die Überwachung der Zustände erfolgt in allen Positionen mittels Wegmessystemen, deren Daten in der speicherprogrammierbaren Steuerung redundant verarbeitet werden. Das ist heute schon Stand der Technik und wird hier nur um eine weitere Funktion erweitert.Operation is by means of control buttons to move in the desired direction, which are installed in the usual master switches (joystick) of the crane control. The states are monitored in all positions by means of displacement measuring systems whose data are processed redundantly in the programmable logic controller. This is already the state of the art today and is only extended by a further function.

Es entsteht hierdurch eine von den üblichen Containerkrananlagen abweichende Technik zur Aufnahme und zielgenauen Absetzung von Containern mit nachfolgenden Vorteilen:This results in a deviating from the usual container crane technology for receiving and accurate disposal of containers with the following advantages:

Energieeinsparung:Energy saving:

Durch das wesentlich weniger bewegen der Krananlage in X Achse werden bei den beschriebenen Vorgängen je nach Größe der Anlage bis zu 80% der Energieleistung eingespart.Due to the considerably less movement of the crane system in the X axis, up to 80% of the energy output is saved in the described processes, depending on the size of the system.

Beispiel: mittlerer Containerkran hat im Kranfahrwerk (X Achse) eine Leistung von 288 KW installiert. Das Hydraulikaggregat benötigt eine Leistung von 25 KW.Example: middle container crane has installed a power of 288 KW in the crane chassis (X axis). The hydraulic unit requires a power of 25 KW.

Zeiteinsparung:Time saving:

Je nach Fertigkeiten des Kranführers, den äußeren Gegebenheiten und der Anforderungen im Terminal (z. B. viel LKW-Verladung oder Bahnverladung mit besonders hoher Genauigkeitsanforderung) sind im Containerumschlag durch die Reduzierung der Spielzeiten eines Umschlagvorganges mindestens 10% einzusparen.Depending on the skills of the crane operator, the external conditions and the requirements in the terminal (eg heavy truck loading or rail loading with particularly high accuracy requirement), at least 10% must be saved in container handling by reducing the playing time of a handling operation.

Umwelteinflüsse:Environmental influences:

Hier spielt zunehmend der Lärmschutz eine größere Rolle, welcher hier natürlich verbessert wird, da durch den Einsatz der Gleitbahn als positiver Nebeneffekt ein Körperschallabkopplung des Windwerkes zur eigentlichen Laufkatze erfolgt. Die durch den minderverbrauch von elektrischer Energie entstehende Minderbelastung der Umwelt ist ein weiterer positiver Effekt.Noise protection plays an increasingly important role here, which of course is improved here, since the use of the slideway as a positive side effect results in structure-borne noise decoupling of the winch mechanism from the actual trolley. The reduced pollution of the environment due to the lower consumption of electrical energy is another positive effect.

Bedienung:Service:

Der Kranführer bekommt eine feinfühlige Funktion in einer bis jetzt eher von Abschätzung und Zufall gekennzeichneten Arbeitssituation, die Bedientechnisch einfach ist und zu keiner Mehrbelastung führt.The crane operator gets a sensitive function in a working situation that has so far been characterized by estimation and coincidence, which is easy to operate and does not lead to any additional load.

Sicherheit:Safety:

Minimierung der auftretenden Unfallschwerpunkte die durch verschätzen, grober Fahrweise und ungenaue Zielführung entstehen. Das sind zum Beispiel Beschädigungen an Containern (auch Gefahrgutcontainern), an LKW, Waggon und Schiffen bis hin zu schlecht gestapelten Containern und der Beeinträchtigung von Personen.Minimization of accident incidents that occur due to rough estimation, rough driving and inaccurate route guidance. These include, for example, damage to containers (including dangerous goods containers), trucks, wagons and ships, to badly stacked containers and the impairment of persons.

Fazit: Conclusion:

Es entsteht eine in der Nutzung neue Art von Containerkranen, die mit der beschriebenen Erfindung abweichende Funktionen zur Verbesserung aufweist. Die Realisierung bedarf weitreichender Änderungen in der Konzipierung einer solchen Krananlage. Das Betrifft Stahlbau, Maschinenbau und Elektrotechnik. Die Machbarkeit wurde an von uns vollständig geplanten und gebauten Containerkrananlagen untersucht und festgestellt.The result is a new type of container crane in use, which has deviating functions for improvement with the described invention. The realization requires far-reaching changes in the design of such a crane system. This concerns steel construction, mechanical engineering and electrical engineering. The feasibility was examined and determined on container crane systems that were completely planned and built by us.

1 = Seitenansicht 1 = Side view

2 = Draufsicht 2 = Top view

3 = Rückansicht 3 = Rear view

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Shift:
500 mm left
500 mm right

Claims

The support consists of a receiving structure of the mast, which is moved in slideways, by means of two hydraulic cylinders a limited way in both directions. The hydraulic cylinders are controlled to the left and right by means of a hydraulic unit and interposed solenoid valves from the joystick of the crane control with 2 buttons. The reset takes place automatically after release by a signal of a programmable logic controller used for crane control.