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Der Gegenstand der Erfindung ist ein multifunktionaler Schiffskran, der zum Verladen und Entladen der Güter an und von Schiffsbord benutzt wird, insbesondere der Stückgüter mit erheblichem Gesamtgewicht, darunter Längsträger, aber auch der Standardfracht in der Art von Containern.
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Es sind in der Schiffsindustrie die auf den Schiffen der Handelsflotte benutzten Krane bekannt, die zwei Hebewinden mit einem Kranarm besitzen, und zwar eine Hauptwinde und eine Hilfswinde. Die Belastungen der Hauptwinde während ihrer Benutzung ziehen nach sich eine hinsichtlich der Belastbarkeit notwendige Krankonstruktion. Die Zahl der Arbeitszyklen, die mit dieser Winde ausgeführt werden, ist jedoch gering. Die Benutzung der Hilfswinde verursacht viel kleinere Belastungen, jedoch ist die Anzahl der mir ihr ausgeführten technologischen Operationen erheblich höher. Daher kann die Konstruktion der über zwei Winden verfügenden Krane in sicherer Weise viel mehr Arbeitszyklen durchführen als der Kran mit einer Winde, insbesondere der für die große Tragkraft. Ein Konstruktionsfehler dieser Vorrichtungen ist die Beschränkung der Sichtweite im Bereich, in dem der Kranarm tatsächlich tätig ist. Der Bereich unter dem Arm wird wegen des massiven Aufbaus dieser Arme bedeckt.
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Bedauerlicherweise hat die Benutzung der selbständigen Winden, die mit der mechanischen Steuerung des Kranarms nicht verbunden sind, in der Regel mehrere Schwierigkeiten bei der Steuerung während des Betriebs solcher Krane zur Folge. Der Grund dafür ist auch die Tatsache, dass sie sehr massiv sind, was daraus folgt, dass die mechanische Festigkeit gewährleistet sein muss. Die Kranarme werden aus Stahllängsträgern gebaut, die als geschlossener Körper geformt werden, z. B. ein Quader oder die z. B. eine Form von T-Trägern, Winkelträgern oder fest gebundenen Flachträgern bilden. Das große Gewicht des Krans verursacht die Unbequemlichkeiten bei der Steuerung des Ballasts des Wasserfahrzeugs, insbesondere für die langen Kranarme und das erhebliche Gewicht der Gegenstände, die der Kran mit diesem Arm hebt und trägt. Der Betrieb des Krans ist dann zwangsläufig verlangsamt, damit die Synchronisierung seiner Tätigkeit mit der Steuerung vom Schiffsballast überhaupt möglich wäre.
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Ein unabhängiger Fehler der Schiffskrane mit großer Tragfähigkeit ist ein Problem, das mit der Verteilung der die Bewegung des Krans bewirkenden Mechanismen verbunden ist. Der Raum ist auf dem Wasserfahrzeug immer sehr beschränkt. Unabhängig von den Montagemöglichkeiten, ist es notwendig, eine Konstruktion im Einklang mit den Vorschriften zu erstellen, die die Häfen und die Kais betreffen, die das Wasserfahrzeug anläuft und in denen festgemacht wird. Daher soll man die in den Kranen eingesetzten, pneumatischen und elektrischen Antriebe, die groß und in der Konstruktion nur schwer befestigbar sind durch eine kleinere Konstruktion mit der gleichen Funktionalität ersetzen. Neue Konstruktionen verursachen in der Folge die Unbequemlichkeit bei der Führung der Kranhaken, vor allem bei den belasteten Seilensystemen. Die ordentliche Konstruktion muss auch die Tendenz zur Lenkung des Kranarms in eine schlechte Richtung infolge des Biegens nach hinterem Teil des Krans beachten.
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Daher nivellieren die bekannten Konstruktionen einige der angegebenen Unbequemlichkeiten der Krane, wobei dies nicht immer die Schiffskrane mit großer Tragfähigkeit betrifft.
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Als Beispiel kann man die Lösungen anführen, die in den folgenden chinesischen Beschreibungen offen gelegt wurden.
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Aus der Anmeldung der chinesischen Erfindung Nummer
CN104030163 kennt man ein niederenergetisches und Niedertemperatur-Energieversorgungssystem des Schiffskrans, das völlig durch den hydraulischen Antrieb gesteuert wird. In der Lösung werden ein Dreiwegventil, ein elektrisches Steuerungssystem und ein Drucksensor verwendet. Als Medium des hydraulischen Antriebs wurde das Öl genutzt, das mit einer Pumpe ins Hydrauliksystem hineingepresst wurde, wo die Änderung des Drucks mit einem Überlaufventil ausgeglichen wurde, was dank dem Druckkontrollsystem erfolgreich den für das System günstigen Betriebsdruck erhalten konnte.
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Aus einem anderen Gebrauchsmuster Nummer
CN203558742 ist die Fernsteuerung des Hydrauliksystems des Schiffskrans bekannt. Das System besitzt einen Hydraulikmotor, der mit einer Ölpumpe verbunden ist, derer Ausgang mit einem Mehrwegventil verbunden ist, das mithilfe eines elektromagnetischen Schaltventils mit einer Hebevorrichtung verbunden ist. Mit dem Ventil ist auch eine Drehvorrichtung verbunden. Das Ventil besitzt auch eine Hydraulikleitung zum System der Fernsteuerung mittels eines Druckhebels.
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Aus der Anmeldung der Erfindung
CN10361299 ist die Lösung bekannt, in der ein Elektromotor mit Dauermagnet und mit den an beiden Seiten der Scheiben der Bremsanlage befestigten Scheibenbremsen verwendet wurde. Die analogen Elemente wurden in den Lösungen der anderen chinesischen Anmeldungen der Erfindungen verwendet, Nummer
CN102070080 und Nummer
CN102050384 .
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Aus dem Gebrauchsmuster
CN202429902 ist der Schiffskran mit dem Elektromotor mit Dauermagnet bekannt. Darüber hinaus besitzt der Kran einen Drehmechanismus, einen Hebemechanismus des Kranarms, einen Mechanismus der Lasthebung, eine Steuerungseinheit und ein Kontrollsystem, das durch das Steuerungssystem den Motor steuert. Das Steuerungssystem, das Sensoren und ein Display enthält, ist mit einer Hauptsteuerungseinrichtung verbunden und die Hauptsteuerungseinrichtung ist mit der Steuerungseinheit verbunden, die Steuerungseinheit hingegen ist mit einem Dauermagneten verbunden, wo der Dauermagnet mit dem Drehmechanismus, dem Hebemechanismus des Kranarms und dem Mechanismus der Lasthebung verbunden ist.
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Die Lösungen mit den Synchronmotoren oder mit mindestens einem Hydraulikmotor verkleinern das Antriebssystem, machen es leiser und ermöglichen den für den Betrieb des Krans notwendigen Energievebrauch zu senken. Die Lösungen mit Hydraulikmotoren erlauben die unmittelbaren Antriebsmechanismen wie Motoren zu verkleinern, im Gegenteil zu den Lösungen mit den synchronischen/asynchronischen Elektromotoren sind sie jedoch lauter, sind dem Mediumausfluss ausgesetzt und erfordern mindestens ein Versorgungssystem in Medium, das diesen Motor versorgen wird. Dies verursacht, im Gegensatz zu den sich ausschließlich auf Elektromotoren gestützten Konstruktionen, die Notwendigkeit den Kran mit einem Weg für Versorgung und einen anderen für den Abfluss des Mediums für jeden Hydraulikmotor auszustatten. Solche Änderungen beeinflussen das Konstruktionsgewicht des Krans nicht sehr. Sie verursachen nur eine Unbequemlichkeit, die für manche Lösungen möglich und sogar begründet ist.
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Demzufolge scheint die Verkleinerung der Elemente aus denen die Krankonstruktion erstellt ist von besonderer Bedeutung zu sein. Es ist für jedes Element aus dem der Kran konstruiert ist begründet.
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Deshalb sind aus vielen Lösungen die Krankonstruktionen mit einem Gerüstaufbau des Auslegerarms bekannt und manche von ihnen sind die Konstruktionen, bei denen der Auslegerarm aus einigen zusammengebundenen Fachwerken konstruiert ist, z. B. aus der Anmeldung der Erfindung US2008173605, US2004238471 und US2012031868. Die Gerüstkonstruktionen des Arms werden jedoch nicht für die Schiffskrane mit sehr großer Tragfähigkeit benutzt. Sie werden erst recht nicht in dem Krantyp mit einem Steuerarm verwendet, die um das zweite, selbstständige Hebesystem des zweiten Hakens bereichert sind.
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Obwohl die angegebenen Verbesserungen selektiv verwendet werden, ist es immer noch unmöglich, dass in den A-Rahmen-Schiffskranen der Kranarm bei der Lenkung des Arms zur Senkrechtstellung erheblich den 80 Grad Winkel übersteigt, vor allem für die Kranen mit großer Tragfähigkeit, was die Ordnung der Güter, die in unmittelbarer Nähe der Basis des Kranturms gehoben werden, unmöglich macht. Das nimmt einen grundlegenden Einfluss auf die Ausnutzung des Raumes an Bord des Wasserfahrzeugs aufgrund seiner Begrenztheit und genereller Verfügbarkeit. Die Krane, die diesen Hebewinkel des Arms fast erreichen, riskieren vor allem wegen der vollen Konstruktion des Arms und sein Gewicht den Sturz oder die Lenkung des Arms nach hinten, unabhängig davon verursachen sie große Unbequemlichkeit bei der Steuerung des Ballasts des Wasserfahrzeugs.
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Die vorhandenen, bekannten Konstruktionen in Betracht ziehend, kann man merken, dass es keine Konstruktion gibt, die all die günstigen Möglichkeiten verbinden würde und auf diese Weise die optimale Ausführung der Schiffskrane darstellte, die dem Kran höhere Arbeitsgeschwindigkeit, größere Zuverlässigkeit und Genauigkeit, die Verbesserung der Lenkung und Vergrößerung der Reichweite um den sich unmittelbar beim Turm befindenden Bereich gewährleistet und all dies mit der Gewichtsreduzierung des Krans, Verkleinerung des Kranturms und der Kranmechanismen und, was am wichtigsten ist, mit dem Anstieg der Arbeitszyklen – ohne mechanische Überlastung der Konstruktion.
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Die Eigenschaften des optimalen Krans sind dank der Konstruktion gemäß der Erfindung möglich. Diese Konstruktion berücksichtigt und verbessert zusätzlich die Notwendigkeit des gleichzeitigen Navigierens während der Tätigkeit des Krans, unter spezieller Berücksichtigung der Behandlung vom Ballast.
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Multifunktionaler Schiffskran gemäß der Erfindung besitzt eine Bedienerkabine, einen mit den Bolzen an der Basis befestigten Steuerarm und zwei selbstständige Windensysteme, entsprechend mit der Hauptwinde und der Hilfswinde, deren Hebehaken auf diesem Arm befestigt sind. Er besitzt auch einen Drehmechanismus, der sich in der Basis befindet, einen Hebemechanismus des Steuerarms, ein Kontrollsystem, das durch ein Steuerungssystem den Motor steuert, das Steuerungssystem ist hingegen mit dem Motor verbunden, und der Motor ist mit dem Drehmechanismus verbunden, der Motor ist auch mit dem Hebemechanismus des Steuerarms verbunden und der Motor ist mit dem System der Hebewinde verbunden. Der Kran besitzt auch ein Elektroventilsystem, mindestens einen Drucksensor und mindestens eine Pumpe zusammen mit dem Mediumkreislaufsystem in Form von Hydraulikflüssigkeit, das den Hydraulikmotor versorgt, der zum Kreislauf durch den Weg für Versorgung und den für den Abfluss des Mediums angeschlossen ist, wobei der Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit durch das Hineinpressen durch die Pumpe ins Medienkreislaufsystem erreicht wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kranturm in Form vom A-Rahmen ist, der mithilfe der Bolzen an der Basis befestigt wird und dass es mindestens drei Hydraulikmotoren sind, wobei das System der Hauptwinde und das System der Hilfswinde, sowie der Hebemechanismus des Steuerarms den eigenen Hydraulikmotor haben und eine ihm entsprechende an der Basis vom A-Rahmen befestigte Winde, an der ein Hydraulikmotor befestigt ist. Dies erlaubt die angegebenen Elemente zu befestigen, indem der minimale Teil des verfügbaren Platzes genutzt wird. Für die Befestigung der Winden mit deren Motoren kann auch ein anderer Teil des Krans gewählt werden. Der genannte Teil erlaubt jedoch eine ganz gute und günstige Führung der Schiffsleinen. Der Steuerarm hat einen Gerüstaufbau, günstig in Form von einem Fachwerk, das aus vielen Elementen zusammengesetzt werden kann. Der A-Rahmen zusammen mit den Scheiben des Hebemechanismus des Steuerarms und günstig mit den an der Spitze befestigten Scheiben des Hauptwindensystems, werden in die Richtung der hinteren, kürzeren Stütze des A-Rahmens bewegt. Dies erlaubt die freie Lenkung des Steuerarms, was sogar die senkrechte Hebung bis zu 87° zur Folge hat. Der Drehmechanismus, der im Kranturm unter dem Fußboden der Basis gesteckt wird, hat seinen eigenen Hydraulikmotor. Die Bedienerkabine ist günstig auf der vorderen, längeren Stütze des A-Rahmens befestigt, wobei das Blickfeld aus dem Inneren der Bedienerkabine in horizontaler Ebene 270° übersteigt und in vertikaler Ebene 225° übersteigt. Der Steuerarm ist günstig aus einigen zusammengesetzten Elementen gebaut. Die Winde des Hauptwindensystems und gleichzeitig oder wechselweise die Winde des Hilfswindensystems wird günstig auf dem Steuerarm befestigt, am besten an der Seite. Mindestens auf einem Hebehaken kann eine Traverse befestigt werden, um das Heben der Längsträger zu erleichtern. Der Kran wird günstigerweise an der Bordseite des Schiffes, am besten an einer zusätzlich erhöhenden Basis, befestigt. Die zusätzlich erhöhende Basis kann so geformt sein, dass sie eine Vertiefung von unten ihrer Konstruktion besitzt, was die Vergrößerung des Lagerraumes zusätzlich ermöglicht. Der Kran wird günstigerweise an Schiffsbord befestigt, jede D Strecke, die höchstens der Reichweite des Steuerarms gleich ist, also ist ihre Vervielfachung möglich und so befestigte Anordnung von mindestens zwei Kranen ist günstig an derselber Bordseite befestigt. Die Krane können sich bei verschiedenen Bordseiten befinden, solche Anordnung ist jedoch weniger brauchbar für das gemeinsame Heben der Fracht, vor allem der großen Längsträger mit großem Gesamtgewicht. Das Kontrollsystem oder das Steuerungssystem des Krans ist günstigerweise mit dem Steuerungssystem des Ballasts verbunden. Das Kontrollsystem oder das Steuerungssystem des Krans, der zur Konstellation der Krane gehört, ist mit dem Kontrollsystem oder mit dem Steuerungssystem des in der Konstellation der Krane verbliebenen Krans verbunden. Die Winde kann mehr als einen sie in Bewegung setzenden Hydraulikmotor haben. Als Medium wird das Öl genutzt. Die Anordnung der Elektroventile und gleichzeitig oder wechselweise mindestens ein Drucksensor und gleichzeitig oder wechselweise mindestens eine am Mediumkreislaufsystem angeschlossene Pumpe, sind günstigerweise in der Basis des A-Ramens befestigt. Jeder Hydraulikmotor hat seine eigene Anordnung der Elektroventile und gleichzeitig oder wechselweise mindestens einen Drucksensor und gleichzeitig oder wechselweise mindestens eine Pumpe. Der Hydraulikmotor kann wechselweise mit dem günstig synchronischen Elektromotor mit Dauermagnet montiert werden, wobei der Elektromotor dann durch elektrischen Strom versorgt wird.
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Der in der Lösung beschriebene Kran ist ein modularer, zusammenklappbarer Kran, mit zwei Hebehaken, der eine ausgezeichnete Sichtweite besitzt, bei gleichzeitiger Reichweite von 30 m und sogar mehr. Mit all diesen Eigenschaften ist er für das Heben von Lasten bis 250 t bei voller Reichweite des Steuerarms und sogar bis 450 t bei halber Reichweite geeignet
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Die Konstruktion hat eine Reihe von Vorteilen. Vor allen Dingen, das erheblich reduzierte Gewicht, sogar bis etwa 40% und der gesenkte Schwerpunkt des Krans. Außer der Energieeinsparung folgt daraus auch die Möglichkeit das Schiff, auf dem der leichtere Kran befestigt wird (Konstellation der Krane), mit Fracht zu belasten. Es ist möglich, die Fracht unmittelbar neben der Kranbasis aufzustellen. Es ist auch möglich, den Kran von dem Hersteller bis zur Montagestelle in Elementen ohne Probleme zu transportieren. Deshalb ist es auch möglich, die Endkonstruktion unter schwierigeren Umständen zusammenzubauen, sowie die Herstellung weit vom Gewässer.
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Die offensichtlichen Vorteile sind die Verbesserung der Funktionsfähigkeit, leiserer Betrieb, eine längere Lebensdauer der Elemente, schnellerer Service. Dank der Anwendung vom Kontrollsystem und des Systems der kohärenten Motorsteuerung ist es möglich, eine bessere Lenkung der Haken zu erreichen (level-luffing).
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Die Anwendung des klassischen Fachwerks, das aus Stahl mit sehr hoher Festigkeit hergestellt wird, senkt erheblich die Windeinwirkung auf den Kran, den Ausleger und den Turm, der in Form vom schmalen A-Rahmen hergestellt wird.
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Die Lösung gemäß der Erfindung ist im Beispiel der Ausführung auf der Abbildung dargestellt, wo 1 den Kran im Profil in der horizontalen Ruhelage darstellt, 2 den Kran in der horizontalen Ruhelage von oben darstellt, 3 den Kran im Profil beim maximalen Anhub darstellt, 4 eine Konstellation der Krane darstellt, die auf dem Schiff während des gemeinsamen, synchronischen Betrieb montiert werden.
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Ein multifunktionaler Musterschiffskran 1, besitzt eine Bedienerkabine 2, einen mit den Bolzen 4 an der Basis 5 befestigten Steuerarm 3 und zwei selbständige Systeme 6', 6'' der Hebewinden 20, entsprechend mit der Hauptwinde 7 und der Hilfswinde 8, deren Hebehaken 9', 9'' auf diesem Arm 3 befestigt werden. Er besitzt auch drei Hydraulikmotoren 10 und einen synchronischen Elektromotor 11, einen in der Basis 5 befestigten Drehmechanismus 12, einen Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3, ein Kontrollsystem 14, das die Motoren 10, 11 durch das Steuerungssystem 15 kohärent steuert, das eine Steuerungseinheit 16 besitzt, wo das Steuerungssystem 15 mit jedem Motor 10, 11 durch seine Steuerungseinheit 16 verbunden ist. Der Synchronmotor 11 ist mit dem Drehmechanismus 12 verbunden, ein Hydraulikmotor 10 ist mit dem Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 verbunden und ein Hydraulikmotor 10 ist mit dem System 6 der Hauptwinde 7 verbunden und ein Hydraulikmotor 10 ist mit dem System 6'' der Hilfswinde 8 verbunden. Der Kran 1 besitzt ein Elektroventilsystem 35 und einen Drucksensor 36 und eine Pumpe 37 zusammen mit dem Mediumkreislaufsystem in Form von Hydraulikflüssigkeit, das den Hydraulikmotor 10 versorgt, der zum Kreislauf durch den Weg für Versorgung 38 und den für den Abfluss des Mediums 39 angeschlossen ist, wobei der Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit durch das Hineinpressen durch die Pumpe 37 ins Medienkreislaufsystem erreicht wird.
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Der Turm 17 des Krans 1 ist in Form vom A-Rahmen 30, der mithilfe der Bolzen 18 an der Basis 5 des Krans 1 befestigt wird, wobei das System 6' der Hauptwinde 7 und das System 6'' der Hilfswinde 8 und der Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 den eigenen Hydraulikmotor 10 hat und eine ihm entsprechende Winde 20.
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Auf der Basis 5 des A-Rahmens 30 wird die Hauptwinde 7 und die Winde 19 des Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 befestigt und auf dem Steuerarm 3 wird die Hilfswinde 8 befestigt.
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Die Hydraulikmotoren 10 werden auf seinen Winden 7, 8, 19 befestigt.
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Der Steuerarm 3 hat einen Gerüstaufbau in der Art von Fachwerk 21, wobei das Fachwerk 21 aus einem einzelnen verbundenen Element besteht. Der A-Rahmen 30 zusammen mit den Scheiben 22 des Hebemechanismus 13 des Steuerarms 3 und mit den an der Spitze 24 befestigten Scheiben 23 des Systems 6 der Hauptwinde 7, werden in die Richtung der hinteren, kürzeren Stütze 25 des A-Rahmens 30 bewegt. Dies erlaubt die freie Lenkung des Steuerarms 3, was sogar die senkrechte Hebung bis zu 87° zur Folge hat. Der Drehmechanismus 12 wird im Turm 17 des Krans 1 unter dem Fußboden 26 der Basis 5 gesteckt. Die Bedienerkabine 2 ist auf der vorderen, längeren Stütze 27 des A-Rahmens 30 befestigt, wobei das Blickfeld aus dem Inneren der Bedienerkabine 2 in horizontaler Ebene 270° übersteigt und in vertikaler Ebene 225° übersteigt. Der Steuerarm 3 ist aus den zwei zusammen verbundenen Elementen 3', 3'' gebaut. An den beiden Hebehaken 9', 9'' kann eine Traverse getrennt befestigt werden. Der Kran 1 wird an der Bordseite 28 des Schiffes 29 befestigt, an einer zusätzlich erhöhenden Basis 31. Die zusätzlich erhöhende Basis 31 ist vertieft geformt. Der Kran 1 wird an Bord 32 des Schiffes 29 befestigt, jede D Strecke, die der Reichweite des Steuerarms 3 gleich ist und sechsunddreißig Meter beträgt, es ist also die Anzahl der Krane 1 zu zwei vervielfacht, die eine Konstellation 33 der Krane 1 bildet, die an derselber Bordseite 28 des Schiffes 29 befestigt wird. Die Reichweite der Konstellation 33 der Krane 1 beträgt dadurch ungefähr einhundertacht Meter. Das Kontrollsystem 14 des Krans 1 ist mit dem Steuerungssystem 34 des Ballasts 29 verbunden. Das Steuerungssystem 15 des Krans 1, der zur Konstellation 33 der Krane 1 gehört, ist mit dem Steuerungssystem 15 des in der Konstellation verbliebenen, zweiten Krans 1 verbunden. Die Steuerungssysteme 15, 34 und das Kontrollsystem 14 sind miteinander per Funk verbunden. Die Winde (20) hat einen Hydraulikmotor 10, der sie in Bewegung setzt und als Medium wird das Öl genutzt. Die Anordnung der Elektroventile 35 und ein Drucksensor 36 und eine am Mediumkreislaufsystem angeschlossene Pumpe 37, sind in der Basis 5 des A-Rahmens 30 befestigt. Jeder Hydraulikmotor 10 hat sein eigenes System der Elektroventile 35, ein Drucksensor 36 und eine Pumpe 37 versorgen alle Hydraulikmotoren. Der den Drehmechanismus unterstützende Hydraulikmotor 10 wird wechselweise mit dem Elektromotor 11 montiert, in diesem wurde ein synchronischen Elektromotor 11 mit Dauermagnet benutzt, wobei der Elektromotor 11 durch elektrischen Strom versorgt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 104030163 [0007]
- CN 203558742 [0008]
- CN 10361299 [0009]
- CN 102070080 [0009]
- CN 102050384 [0009]
- CN 202429902 [0010]
