DE102017204309A1

DE102017204309A1 - Lasthebevorrichtung mit Ausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017204309A1
Application number: DE102017204309.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Wolf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lasthebevorrichtung, umfassend mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen (3, 4), einen horizontal angeordneten, mit den Stützen (3, 4) verbundenen, eine Führung (6) aufweisenden Querträger (5), eine entlang der Führung (6) verfahrbare Laufkatze (7), mindestens eine Hubwinde (8), eine Antriebsvorrichtung für die Laufkatze (7), eine Lastaufnahmeeinrichtung (10), eine Ausgleichsvorrichtung, durch welche der Energieverbrauch beim Hubvorgang durch Nutzung von potentieller Energie reduzierbar ist, eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der potentiellen Energie, wobei die Ausgleichsvorrichtung mindestens ein Ausgleichsgewicht (2) aufweist und über die Übertragungseinrichtung mit der Lastaufnahmeeinrichtung (10) koppelbar ist und wobei die Übertragungseinrichtung eine Profilwelle (12) und eine auf der Profilwelle (12) längsbeweglich, jedoch drehfest angeordnete Schiebemuffe (13) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasthebevorrichtung, welche mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen, einen horizontal angeordneten, mit den Stützen verbundenen, eine Führung aufweisenden Querträger, eine entlang der Führung verfahrbare Laufkatze, mindestens eine Hubwinde, eine Antriebsvorrichtung für die Laufkatze, eine Lastaufnahmeeinrichtung, eine Ausgleichsvorrichtung, durch welche der Energieverbrauch beim Hubvorgang durch Nutzung von potentieller Energie reduzierbar ist, sowie eine Übertragungseinrichtung umfasst
Eine Lasthebevorrichtung der vorgenannten Art ist in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2016 221 760.7 offenbart. Dabei ist die Ausgleichsvorrichtung als veränderbares Ausgleichsgewicht ausgebildet, welches in vertikaler Richtung mittels eines Zugmittels angehoben und abgesenkt werden kann. Das Zugmittel, vorzugsweise als Seil ausgebildet, wird über eine an einem Querträger angeordnete Umlenkvorrichtung von der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt und über eine auf einer Laufkatze angeordnete Hubwinde bis zu einer Lastaufnahmeeinrichtung, ausgebildet als Lasthaken, weiter geführt. Letzterer steht somit über das Seil in direkter Verbindung mit dem Ausgleichsgewicht, welches für den jeweiligen Hubvorgang an das Gewicht der Last angepasst ist. Das Ausgleichsgewicht, welches sich vor dem Hubvorgang in seiner geodätisch höchsten Position befinden soll, stellt somit eine potentielle Energie dar, welche beim Heben der Last genutzt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der älteren Anmeldung ist der Hubvorgang mit dem in der Horizontalen erfolgenden Verfahren der Laufkatze über das Seil gekoppelt; dies führt dazu, dass die Lastaufnahmevorrichtung beim Verfahren der Laufkatze ihre Position in der Vertikalen verändert. Die Übertragung der potenziellen Energie auf die Lastaufnahmevorrichtung, d. h. den Lasthaken erfolgt über eine Übertragungsvorrichtung, welche im Falle der älteren Anmeldung als Zugmittel, insbesondere als Seil ausgebildet ist. Die ältere Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2016 221 760.7 wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für eine Lasthebevorrichtung der eingangs genannten Art weitere Potenziale auszuschöpfen.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 6 und 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einer Lasthebevorrichtung, bei welcher die Ausgleichsvorrichtung mindestens ein Ausgleichsgewicht aufweist, vorgesehen, dass die Übertragungseinrichtung eine Profilwelle und eine auf der Profilwelle längs beweglich, jedoch drehfest angeordnete Schiebemuffe umfasst. Durch diese Art der Übertragung wird die Hubbewegung, die in senkrechter Richtung erfolgt, von der in horizontaler Richtung erfolgenden Bewegung der Laufkatze entkoppelt. Ein Verfahren der Laufkatze hat somit keinen Einfluss auf die Hubbewegung, d. h. der Lasthaken behält seine jeweilige Position in der Vertikalen bei.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Profilwelle von einer ersten Hubwinde angetrieben, welche ihrerseits durch Absenken des Ausgleichsgewichts in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig treibt die auf der Profilwelle drehfest angeordnete Schiebemuffe die auf der Laufkatze angeordnete zweite Hubwinde an, so dass das Anheben einer Last mittels der Lastaufnahmeeinrichtung, d. h. der Hubvorgang durch Absenken des Ausgleichswichts erfolgen oder unterstützt werden kann. Im Gegenzug kann beim Absenken einer Last das Ausgleichsgewicht über Schiebmuffe und Profilwelle angehoben werden, so dass potentielle Energie erneut gespeichert wird. Der Energiespeicher wird somit beim Absenken der Last aufgeladen und beim Anheben der Last entladen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind jeweils zwischen Profilwelle und erster Hubwinde respektive zweiter Hubwinde Übersetzungsstufen angeordnet, wodurch Drehzahlen, Drehmomente und Wege angepasst werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Kraftfluss zwischen Profilwelle und zweiter Hubwinde, d. h. der Hubwinde auf der Laufkatze eine form- oder reibschlüssige Schaltkupplung angeordnet, wodurch der Energiespeicher zugeschaltet oder getrennt werden kann. Die Hubwinde kann auch durch einen elektrischen Antriebsmotor, einen so genannten Hubmotor, unabhängig vom Energiespeicher oder auch in Kombination mit dem Energiespeicher angetrieben werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einer Lasthebevorrichtung, bei welcher die Ausgleichsvorrichtung mindestens ein Ausgleichsgewicht aufweist, die Übertragungseinrichtung als Zugmittelgetriebe ausgebildet, d. h. die durch das Ausgleichsgewicht bereitgestellte potenzielle Energie wird vorzugsweise über einen Seilzug auf die Lastaufnahmeeinrichtung übertragen. Dabei ist das Zugmittel derart geführt, dass die Lastaufnahmeeinrichtung beim Verfahren der Laufkatze ihre vertikale Position beibehält bzw. nur geringfügig ändert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Zugmittel, vorzugsweise das Seil - in einem einfachen, offenen Seilzug - von der auf der Laufkatze angeordneten Hubwinde über Umlenkvorrichtungen zur Lastaufnahmeeinrichtung geführt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind eine erste und eine zweite Umlenkeinrichtung am Ende der Führungen auf dem Querträger angeordnet, und besonders bevorzugt ist eine dritte Umlenkeinrichtung außerhalb der Stützen der Lasthebevorrichtung vorgesehen. Damit entstehen drei parallel und im Wesentlichen horizontal geführte Seilzüge, welche eine Entkoppelung der Hub- und Verfahrbewegung ermöglichen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgleichsgewicht außerhalb der Stützen zwischen der zweiten und dritten Umlenkeinrichtung in den Seilzug einkoppelbar. Vorzugsweise hängt das Ausgleichsgewicht an einer losen Rolle, welche in Eingriff mit dem Seilzug steht und vorzugsweise durch eine Linearführung in vertikaler Richtung geführt ist. Zum Anheben einer Last wird das Ausgleichsgewicht an die Last angepasst, d. h. das Gewicht des Ausgleichsgewichtes entspricht ungefähr dem Gewicht der Last (einschließlich Lastaufnahmeeinrichtung). Es kann jedoch auch etwas größer oder etwas kleiner sein. Damit wird der Hubvorgang entlastet und Antriebsenergie für die Hubwinde eingespart.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann im Bereich zwischen der zweiten und dritten Umlenkeinrichtung ein weiteres Ausgleichsgewicht eingekoppelt werden, welches auf das Seil in entgegengesetzter Richtung wie das erste Ausgleichsgewicht wirkt. Während das erste Ausgleichsgewicht an der losen Rolle nach unten zieht, übt das zweite Ausgleichsgewicht, welches an einem Verbindungsseil hängt, über eine Umlenkrolle geführt und an der losen Rolle befestigt ist, eine Zugkraft nach oben aus. Bei gleichen Ausgleichsgewichten herrscht somit Gleichgewicht. Das zweite Ausgleichsgewicht verkürzt den Seilweg, d. h. der Absenkvorgang der Lasthebevorrichtung wird unterstützt. In diesem Falle wird das erste Ausgleichsgewicht auf ein Minimum oder einen in Bezug auf das zweite Ausgleichsgewicht geringen Betrag reduziert, so dass sich ein deutliches Übergewicht zu Gunsten des zweiten Ausgleichsgewichts ergibt. Im Falle des Anhebens, d. h. beim Hubvorgang wird das zweite Ausgleichsgewicht „abgeschaltet“, d. h. auf einen minimalen Betrag reduziert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zugmittel als Endlosschleife ausgebildet, welches über mindestens vier Umlenkeinrichtungen in zwei horizontalen Lagen geführt ist. Zwischen den außerhalb der Stützen gelegenen Umlenkvorrichtungen sind ein erstes und ein zweites Ausgleichsgewicht, die sich gegenseitig die Waage halten, eingekoppelt. Auf der Laufkatze ist eine Spill- oder Traktionswinde angeordnet, welche in Eingriff mit dem Zugmittel steht, d. h. mindestens einmal vom Zugmittel umschlungen ist. Spillwinden sind Durchlaufwinden, welche das Seil „endlos“ durchlaufen lassen. Traktionswinden sind ebenfalls Durchlaufwinden, welche aus zwei in Richtung des Zugmittels hintereinander geschalteten Treibscheiben bestehen. Spill- und Traktionswinden sind handelsüblich und an sich bekannt. Auf der Laufkatze ist ferner eine Hubwinde angeordnet, an welcher über eine lose Rolle eine Lastaufnahmeeinrichtung angehängt ist. Die Hubwinde ist über eine Schaltkupplung mit der Spill- oder Traktionswinde koppelbar. Beim Bewegen des Zugmittels, hervorgerufen durch das Absenken eines Ausgleichsgewichtes, wird die Spill- oder Traktionswinde in Drehung versetzt und übt ein Drehmoment aus, welches für Antriebszwecke verwendbar ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Spill- oder Traktionswinde über eine Koppeleinrichtung entweder mit der Hubwinde oder mit der Antriebsvorrichtung für die Laufkatze koppelbar. Damit kann die potentielle Energie der Ausgleichsgewichte für einen Antrieb der Hubwinde oder des Katzfahrwerks (der Verfahreinrichtung) verwendet werden. Die Spill- oder Traktionswinde kann -je nach Einsatz des ersten oder des zweiten Ausgleichsgewichtes, welche den Seilzug in unterschiedliche Richtungen bewegen - in beide Drehrichtungen angetrieben werden. Beide Ausgleichsgewichte können in beliebigen Höhenlagen arretiert werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zugmittel als einfacher oder offener Seilzug ausgebildet, welcher, ausgehend von einer ersten ortsfest am Boden angeordneten Hubwinde, über eine erste und eine zweite Umlenkvorrichtung auf dem Querträger bis zu einer zweiten ebenfalls ortsfest am Boden angeordneten Hubwinde geführt ist. Zwischen den endseitig am Querträger angeordneten Umlenkvorrichtungen ist auf der Laufkatze eine Spill- oder Traktionswinde angeordnet, welche vom Seil umschlungen und in beiden Richtungen antreibbar ist. Das Drehmoment der Spill- oder Traktionswinde ist über eine Koppeleinrichtung mit der Hubwinde koppelbar.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Ausgleichsgewichte einerseits zwischen der ersten Hubwinde und der zugeordneten Umlenkvorrichtung und andererseits zwischen der zweiten Hubwinde und der zugeordneten Umlenkvorrichtung angeordnet und in den Seilzug einkoppelbar. Darüber hinaus sind die beiden Ausgleichsgewichte in beliebiger Höhenlage an den benachbarten Stützen arretierbar. Die Ausgleichsgewichte ziehen das Seil somit in entgegengesetzte Richtungen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Zugmittelgetriebe einen einfachen Seilzug mit einer bodenseitig angeordneten Hubwinde, einer am Ende des Querträgers angeordneten Umlenkvorrichtung sowie einer Spill- oder Traktionswinde auf der Laufkatze, welche mit dem Zugmittel in Eingriff steht, d. h. vom Seil reibschlüssig umschlungen ist. Das Ausgleichsgewicht ist zwischen der Hubwinde und der Umlenkvorrichtung einkoppelbar und andererseits gegenüber der benachbarten Stütze arretierbar. Über das Absenken des Ausgleichsgewichts aus seiner obersten Position kann der Hubvorgang über die Traktionswinde unterstützt werden. Bei schwebender Last kann die Hubwinde die Last über die Traktionswinde abstützen. Bei gebremster Traktionswinde kann das Verfahren der Laufkatze durch das Ausgleichsgewicht in Verbindung mit der Hubwinde unterstützt werden, d. h. die Hubwinde zieht die Laufkatze - mit Unterstützung durch das abzusenkende Ausgleichsgewicht - über den Seilzug in horizontaler Richtung.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Ausgleichsgewichte bezüglich ihres Gewichts veränderbar, d. h. insbesondere an die zu hebende Last angepasst. Damit wird eine bevorzugte Zugrichtung im Seilzug erreicht. Darüber hinaus sind die Ausgleichsgewichte jeweils in ihrer Höhenlage arretierbar, vorzugsweise gegenüber einer benachbarten Stütze. Damit kann das jeweilige Ausgleichsgewicht neutralisiert werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Ausgleichsvorrichtung als hydraulischer Pumpspeicher ausgebildet. Vorzugsweise umfasst der Pumpspeicher ein oberes Speichervolumen, vorzugsweise einen mit Wasser gefüllten Behälter, welcher auf der Laufkatze angeordnet ist und den Energiespeicher bildet. Der obere Speicherbehälter ist mit einer auf der Laufkatze angeordneten hydraulischen Maschine, welche als Motor und Generator bzw. Pumpe betreibbar ist, hydraulisch verbunden. Ein weiterer Speicherbehälter ist am Boden angeordnet, so dass sich zwischen oberem und unterem Behälter ein geodätischer Höhenunterschied bzw. eine Fallhöhe ergibt. Durch Entleeren des Speichers wird die hydraulische Maschine angetrieben und wirkt als Motor, der ein Drehmoment abgibt. Dieses Drehmoment wird zum Antrieb der Hubwinde verwendet. Beim Absenken der Last kann das von der Hubwinde abgegebene Drehmoment über eine Koppeleinrichtung an die hydraulische Maschine weitergegeben werden, die somit als Pumpe wirkt und Flüssigkeit aus dem unteren Speicherbehälter nach oben in den oberen Speicherbehälter pumpt. Damit wird der Energiespeicher aufgeladen. Bei Aufstellung der Lasthebevorrichtung an einer Kaimauer, z. B. bei einer Ausbildung als Containerbrücke kann das Meer- oder Flusswasser als unterer Speicherbehälter respektive Speichervolumen genutzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen

1 einen Portalkran mit einem Ausgleichsgewicht und Profilwelle (erstes Ausführungsbeispiel),
2 einen Portalkran mit einem Ausgleichsgewicht und Zugmittelgetriebe (zweites Ausführungsbeispiel)
3 einen Portalkran mit Zugmittelgetriebe und zwei Ausgleichsgewichten (drittes Ausführungsbeispiel)
4 einen Portalkran mit Traktionswinde im Seilzug sowie zwei Ausgleichsgewichten (viertes Ausführungsbeispiel),
5 einen Portalkran mit Seilzug und zwei ortsfesten Hubwinden sowie Traktionswinde (fünftes Ausführungsbeispiel),
6 einen Portalkran mit Traktionswinde im Seilzug und einer ortsfesten Hubwinde (sechstes Ausführungsbeispiel) sowie,
7 einen Portalkran mit hydraulischem Pumpspeicher (siebtes Ausführungsbeispiel).

1 zeigt eine als Portalkran ausgebildet Lasthebevorrichtung 1 mit einer als Ausgleichsgewicht 2 ausgebildeten Ausgleichsvorrichtung. Der Portalkran 1 umfasst zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen 3, 4, auch Pylone 3, 4 genannt, welche über eine als Brücke ausgebildeten Querträger 5 miteinander verbunden sind. Der Querträger 5 weist an seiner Oberseite Führungen 6, beispielsweise Schienen 6 auf, auf denen eine Laufkatze 7 in horizontaler Richtung H verfahrbar ist, und zwar mittels einer nicht dargestellten, als Fahrmotor ausgebildeten Antriebsvorrichtung. An der Laufkatze 7 ist eine Hubwinde 8 angeordnet, welche über ein Seil 9 mit einer Lastaufnahmeeinrichtung 10 mit einem Haken 10a, welcher an einer losen Rolle 10b befestigt ist, verbunden ist. Die Hubwinde 8, auch zweite Hubwinde 8 genannt, ist durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung, beispielsweise einen elektrischen Hubmotor antreibbar.
Die Ausgleichsgewicht 2 ist über ein Seil mit einer ersten Hubwinde 11 verbunden, in der Vertikalen V anhebbar und absenkbar sowie über eine Feststelleinrichtung (ohne Bezugszahl) gegenüber der benachbarten Stütze 3 arretierbar. Das Ausgleichsgewicht 2 wirkt - wie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2016 221 760.7 beschrieben - als Speicher von potenzieller Energie, welche zur Unterstützung des Hubvorganges genutzt wird. Hierzu ist eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der potenziellen Energie auf die zweite Hubwinde 8 vorgesehen, und zwar in Form einer Profilwelle 12 mit einem als Mitnahmeprofil ausgebildeten Profilquerschnitt 12a und einer auf der Profilwelle 12 längsbeweglich, jedoch drehfest angeordneten Schiebemuffe 13. Die Profilwelle 12 ist von der ersten Hubwinde 11 über eine als Stirnradstufe 14 ausgebildete erste Übersetzungsstufe 14 in Drehrichtung antreibbar, während die zweite Hubwinde 8 auf der Laufkatze 7 über eine als Stirnradstufe 15 ausgebildete zweite Übersetzungsstufe 15 und eine Schaltkupplung 16 antreibbar ist.
Der Speicher von potenzieller Energie, kurz Energiespeicher genannt, arbeitet folgendermaßen: Beim Anheben einer Last, d. h. beim Hubvorgang befindet sich das Ausgleichsgewicht 2 in seiner geodätisch höchsten Position, und die form- oder reibschlüssig ausgebildet Schaltkupplung 16 ist geschlossen. Durch das Absenken des Ausgleichsgewichts 2 wird die potenzielle Energie über die Profilwelle 12 und die Schiebemuffe 13 auf die zweite Hubwinde 8 übertragen, der Hubvorgang wird unterstützt, und der Energiespeicher entlädt sich. Beim Absenken einer Last kann der Energiespeicher durch Anheben des Ausgleichsgewichtes 2 wieder aufgeladen werden. Das Ausgleichsgewicht 2 ist bezüglich seiner Gewichtskraft respektive seiner Masse an das Gewicht der zu hebenden Last angepasst, d. h. das Gewicht der Last und das Gewicht des Ausgleichsgewichtes 2 sind im Wesentlichen gleich. Wie aus der Zeichnung erkennbar, erfolgt die Übertragung von potenzieller Energie sowohl beim Entladen als auch beim Aufladen des Energiespeichers unabhängig vom Hubvorgang, d. h. der Hubvorgang (Vertikalbewegung V) erfolgt unabhängig von der Horizontalbewegung H der Laufkatze 7.
2 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lasthebevorrichtung 20, bei welcher gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in 1 bezeichnet sind. Auf dem Querträger 5 des Portalkrans 20 ist die Laufkatze 7 mit einer Hubwinde 8 angeordnet. Das Ausgleichsgewicht 2 ist über ein Zugmittelgetriebe 21 mit der Hubwinde 8 und der Lastaufnahmeeinrichtung 10 gekoppelt. Das Zugmittelgetriebe 21 umfasst ein Zugmittel 21a, eine erste und eine zweite Umlenkvorrichtung 22, 23, welche auf den Enden des Querträgers 5 angeordnet sind, sowie eine dritte Umlenkvorrichtung 24, welche außerhalb der Stütze 3 angeordnet ist. Auf der Laufkatze 7 ist eine vierte Umlenkvorrichtung 25 vorgesehen. Das vorzugsweise als Seil ausgebildete Zugmittel 21a wird, ausgehend von der mit der Laufkatze 7 beweglichen Hubwinde 8, über die dritte Umlenkvorrichtung 24, die zweite Umlenkvorrichtung 23, die erste Umlenkvorrichtung 22 und die vierte Umlenkvorrichtung 25 zur Lastaufnahmeeinrichtung 10 geführt, und zwar in drei parallel zueinander geführten Lagen. Zwischen der zweiten Umlenkvorrichtung 23 und der dritten Umlenkvorrichtung 24 ist über eine lose Rolle 26, welche in einer Linearführung 27 in der Vertikalen V geführt ist, das Ausgleichsgewicht 2 in den Seilzug 21a eingekoppelt.
Die Unterstützung des Hubvorganges erfolgt durch Absenken des Ausgleichsgewichts 2, wobei der Seilweg zwischen Hubwinde 8 und Lastaufnahmeeinrichtung 10 verlängert wird. Die Hubwinde 8 ist dabei durch eine nicht dargestellte Bremse gegenüber der Laufkatze 7 abbremsbar. Der Hubvorgang kann auch in Kombination mit der Hubwinde 8 oder durch die Hubwinde 8 allein, welche durch einen nicht dargestellten Hubmotor antreibbar ist, erfolgen. Die Führung des Seilzuges 21a ist - wie aus der Zeichnung hervorgeht - aufgrund der Anordnung der Umlenkvorrichtungen 22, 23, 24, 25 derart geführt, dass ein Verfahren der Laufkatze 7 in horizontaler Richtung H keinen oder einen nur geringen Einfluss auf den Hubvorgang ausübt, d. h. der Lasthaken 10 behält bei einer Bewegung der Laufkatze 7 in horizontaler Richtung seine Position in der Vertikalen V im Wesentlichen bei.
3 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lasthebevorrichtung 30, welche eine Variante des Ausführungsbeispieles gemäß 2 darstellt. Gleiche Teile werden daher mit gleichen Bezugszahlen wie in 2 bezeichnet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist die Lasthebevorrichtung 30 ein zweites Ausgleichsgewicht 31 auf, welches über die lose Rolle 26 in den Seilzug 21a einkoppelbar ist. Das zweite Ausgleichsgewicht 31 ist an einem Seil 31a aufgehängt, welches über eine oberhalb der losen Rolle 26 ortsfest angeordnete Umlenkrolle 32 umgelenkt und mit der losen Rolle 26 verbunden ist. Das zweite Ausgleichsgewicht 31 wirkt somit in entgegengesetzter Richtung wie das erste Ausgleichsgewicht 2 auf den Seilzug 21a. Das zweite Ausgleichsgewicht 31, welches alternativ zum ersten Ausgleichsgewicht 2 verwendet wird, kann den Absenkvorgang der Lastaufnahmeeinrichtung 10 unterstützen, indem es den Weg des Seilzuges 21a verkürzt.
4 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lasthebevorrichtung 40, bei welcher gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen bezeichnet sind. Auf dem Querträger 5 ist die Laufkatze 7 in horizontaler Richtung verfahrbar angeordnet. An der Laufkatze 7 ist eine Hubwinde 8 befestigt, welche über ein Seil 9 mit der Lastaufnahmeeinrichtung 10 verbunden ist. An der Laufkatze 7 ist ferner eine Spill- oder Traktionswinde 41 befestigt, welche als handelsübliche Durchlaufwinde ausgebildet ist. Ein als Endlosschleife ausgebildeter Seilzug 42 ist über eine erste und zweite Umlenkvorrichtung 22, 23 auf den Enden des Querträgers 5 sowie über weitere Umlenkvorrichtungen 43, 44 geführt, so das sich zwei in entgegengesetzte Richtungen ziehende Seillagen 42a, 42b ergeben. Die obere Seillage 42a steht in Eingriff mit der Spill- oder Traktionswinde 41, wobei die Spill- oder Traktionswinde 41 mit mindestens einer vollständigen Windung vom Seil 42 umschlungen ist. Bei einer Bewegung des Seilzuges 42 nach rechts oder links wird die Spillwinde 41 nach links oder rechts verdreht und kann somit ein Drehmoment abgeben. Im Bereich zwischen den Umlenkvorrichtungen 23, 43 ist ein erstes Ausgleichsgewicht 45 und zwischen den Umlenkvorrichtungen 22, 44 ist ein zweites Ausgleichsgewicht 46 angeordnet, welche über lose Rollen 45a, 46a in den Seilzug 42 einkoppelbar sind. Das erste und das zweite Ausgleichsgewicht 45, 46 werden alternativ in den Seilzug 42 eingekoppelt, so dass die obere Seillage 42a entweder nach rechts oder nach links gezogen wird, wodurch die Spill- oder Traktionswinde 41 in unterschiedliche Drehrichtungen bewegt wird. Über eine als Weiche ausgebildete Schalteinrichtung 47 kann die Spill- oder Traktionswinde 41 entweder mit der Hubwinde 8 (wie in der Zeichnung dargestellt) oder mit der nicht dargestellten Antriebsvorrichtung für die Laufkatze 7 verbunden werden. Die Traktionswinde 41 kann somit einerseits zum Antrieb der Hubwinde 8 oder andererseits zum Verfahren der Laufkatze 7 verwendet werden.
5 zeigt als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lasthebevorrichtung 50, ausgebildet als Portalkran mit Stützen 3, 4 und einem Querträger 5, welcher über die Stützen 3, 4 hinaus durch Kragarme 5a, 5b verlängert ist. Auf dem Querträger 5 ist die horizontal verfahrbare Laufkatze 7 angeordnet, welche einerseits die Hubwinde 8 für die Lastaufnahmeeinrichtung 10 und andererseits die Spill- oder Traktionswinde 41, im Folgenden auch kurz Durchlaufwinde 41 genannt, aufweist. Die Lasthebevorrichtung 50 weist einen einfachen oder offenen Seilzug 51 auf, welcher mit der Durchlaufwinde 41 in kraftschlüssigem Eingriff steht. Beiderseits der Stützen 3, 4 sind ortsfest am Boden eine erste Hubwinde 52 und eine zweite Hubwinde 53 angeordnet, während an den Enden der Kragarme 5a, 5b eine erste Umlenkvorrichtung 54 und eine zweite Umlenkvorrichtung 55 angeordnet sind. In den Seilzug 51 zwischen der bodenseitigen Hubwinde 52 und der querträgerseitigen Umlenkvorrichtung 54 ist ein erstes Ausgleichsgewicht 56 und zwischen der bodenseitigen Hubwinde 53 und der querträgerseitigen Umlenkvorrichtung 55 ist ein zweites Ausgleichsgewicht 57 einkoppelbar. Beide Ausgleichsgewichte 56, 57 sind gegenüber den Stützen 3, 4 arretierbar. Durch Absenken des ersten Ausgleichsgewichts 56 kann der Seilzug 51 in eine erste Richtung, z. B. nach links bewegt werden, wodurch die Durchlaufwinde 41 in eine erste Drehrichtung, z. B im Uhrzeigersinn bewegt wird. Alternativ kann durch Absenken des zweiten Ausgleichsgewichts 57 eine Bewegung des Seilzuges 51 in eine zweite Richtung, z. B. nach rechts bewirkt werden, wodurch die Durchlaufwinde 41 in die entgegengesetzte Drehrichtung bewegt wird. Die Durchlaufwinde 41 ist über eine Koppeleinrichtung 58 mit der Hubwinde 8 koppelbar, so dass das Drehmoment der Durchlaufwinde 41 auf die Hubwinde 8 übertragen werden kann.
6 zeigt als sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Lasthebevorrichtung 60, welche ebenfalls als Portalkran mit zwei Stützen 3, 4 und einem Querträger 5 mit Kragarm 5a ausgebildet ist. Das Zugmittelgetriebe ist hier als einfacher Seilzug 61 ausgebildet, welcher von einer ortfest am Boden angeordneten Hubwinde 62 über eine am Kragarm 5a angeordnete Umlenkvorrichtung 63 sowie eine an der Laufkatze 7 angeordnete Traktionswinde 64 zur Lastaufnahmeeinrichtung 10 geführt ist. Ein Ausgleichsgewicht 65 ist in den Seilzug 61 zwischen ortsfester Hubwinde 62 und Umlenkvorrichtung 63 eingekoppelt und gegenüber der Stütze 3 arretierbar. Beim Absenken des Ausgleichsgewichts 65 wird der Hubvorgang über die Traktionswinde 64 unterstützt. Die Hubwinde 62 stützt die verbleibende Seilkraft ab, kann die Traktionswinde 64 unterstützen und den Längenausgleich beim Verfahren der Laufkatze 7 ausgleichen. Bei gegenüber der Laufkatze 7 abgebremster Traktionswinde 64 können das Ausgleichsgewicht 65 und die Hubwinde 62 die Verschiebung der Laufkatze 7 unterstützen.
7 zeigt als siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine als Portalkran 70 ausgebildete Lasthebevorrichtung 70 mit Stützen 3, 4 und einem Querträger 5 mit Kragarm 5a sowie mit einem Ausleger 5b. Der Portalkran 70 ist als Containerbrücke ausgebildet und am Rande einer Kaimauer 71 aufgestellt. Der Ausleger 5b erstreckt sich über ein an die Kaimauer 71 heranreichendes Gewässer 72. Die auf dem Querträger 5 und dem Ausleger 5b verfahrbare Laufkatze 7 weist eine Hubwinde 8 auf, an welcher die Lastaufnahmeeinrichtung 10 befestigt ist. Die Ausgleichsvorrichtung bzw. der Energiespeicher ist hier als Pumpspeicher ausgebildet, welcher einen auf der Laufkatze 7 angeordneten oberen Speicherbehälter 73, auch Speichervolumen 73 genannt, eine hydraulische Maschine 74, betreibbar als Motor und Pumpe bzw. Generator, sowie einen unteren Speicherbehälter umfasst, welcher hier durch das Gewässer 72, insbesondere Meer- oder Flusswasser gebildet wird. Die hydraulische Maschine 74, welche auf der Laufkatze 7 angeordnet ist, ist einerseits mit dem oberen Speicherbehälter 73 über einen ersten Leitungsabschnitt 75a und andererseits mit dem unteren Speicherbehälter bzw. dem Gewässer 72 durch einen weiteren Leitungsabschnitt 75b verbunden, welcher im Bereich der Verfahrbaren Laufkatze 7 einen schematisch dargestellten Längenausgleich aufweist. Die hydraulische Maschine 74 ist über eine Kopplungseinrichtung 76 mit der Hubwinde 8 koppelbar.
Der Hubvorgang wird hier durch den Pumpspeicher unterstützt, indem die potenzielle Energie der im oberen Speicherbehälter 73 befindlichen Flüssigkeit die hydraulische Maschine 24 durchströmt und dabei mechanische Energie erzeugt, welche über die Koppeleinrichtung 76 an die Hubwinde 8 abgegeben wird. Die Flüssigkeit strömt nach Austritt aus der hydraulischen Maschine über die in ihrer Länge variable Leitung 75b durch die Stütze 4 in den unteren Speicherbehälter, hier ausgebildet als Gewässer 72. Beim Absenken der Last wird mechanische Energie von der Hubwinde 8 auf die hydraulische Maschine 74 übertragen, die bei dieser Betriebsart als Pumpe wirkt und Wasser aus dem Gewässer 72 über den Leitungsabschnitt 75b nach oben saugt und in den oberen Speicherbehälter 73 drückt. Somit wird durch das Absenken einer Last der Energiespeicher wieder aufgeladen.
Bezugszeichenliste

1: Lasthebevorrichtung/Portalkran
2: Ausgleichsvorrichtung/Ausgleichsgewicht
3: erste Stütze
4: zweite Stütze
5: Querträger
5a: Kragarm
5b: Kragarm/Ausleger
6: Führung
7: Laufkatze
8: Hubwinde
9: Seil
10: Lastaufnahmeeinrichtung
10a: Lasthaken
10b: lose Rolle
11: Hubwinde
12: Profilwelle
12a: Mitnahmeprofil
13: Schiebemuffe
14: erste Übersetzungsstufe
15: zweite Übersetzungsstufe
16: Schaltkupplung
20: Lasthebevorrichtung/Portalkran
21: Zugmittelgetriebe
21a: Seil(zug)
22: erste Umlenkvorrichtung
23: zweite Umlenkvorrichtung
24: dritte Umlenkvorrichtung
25: vierte Umlenkvorrichtung
26: lose Rolle
27: Linearführung
30: Lasthebevorrichtung/Portalkran
31: zweites Ausgleichsgewicht
31a: Seil
32: Umlenkrolle
40: Lasthebevorrichtung/Portalkran
41: Spill- oder Traktionswinde (Durchlaufwinde)
42: Seilzug
42a: obere Seillage
42b: untere Seillage
43: Umlenkvorrichtung
44: Umlenkvorrichtung
45: erstes Ausgleichsgewicht
45a: lose Rolle
46: zweites Ausgleichsgewicht
46a: lose Rolle
47: Umschalteinrichtung
50: Lasthebevorrichtung/Portalkran
51: Seilzug
52: Hubwinde (ortsfest)
53: Hubwinde (ortsfest)
54: Umlenkvorrichtung
55: Umlenkvorrichtung
56: erstes Ausgleichsgewicht
57: zweites Ausgleichsgewicht
58: Koppeleinrichtung
60: Lasthebevorrichtung/Portalkran
61: Seilzug
62: Hubwinde (ortsfest)
63: Umlenkvorrichtung
64: Traktionswinde
65: Ausgleichsgewicht
70: Lasthebevorrichtung/Portalkran
71: Kaimauer
72: Gewässer/unteres Speichervolumen
73: oberer Speicherbehälter/Speichervolumen
74: hydraulische Maschine
75a: erster Leitungsabschnitt
75b: zweiter Leitungsabschnitt
76: Koppeleinrichtung
H: Horizontale
V: Vertikale

Claims

Lasthebevorrichtung, umfassend - mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen (3, 4), - einen horizontal angeordneten, mit den Stützen (3, 4) verbundenen, eine Führung (6) aufweisenden Querträger (5, 5a, 5b), - eine entlang der Führung (6) verfahrbare Laufkatze (7), - mindestens eine Hubwinde (8), - eine Antriebsvorrichtung für die Laufkatze (7), - eine Lastaufnahmeeinrichtung (10), - eine Ausgleichsvorrichtung, durch welche der Energieverbrauch beim Hubvorgang durch Nutzung von potentieller Energie reduzierbar ist, - eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der potentiellen Energie, - wobei die Ausgleichsvorrichtung mindestens ein Ausgleichsgewicht (2, 31, 45, 46, 56, 57, 65) aufweist und über die Übertragungseinrichtung mit der Lastaufnahmeeinrichtung (10) koppelbar ist und - wobei die Übertragungseinrichtung eine Profilwelle (12) und eine auf der Profilwelle (12) längsbeweglich, jedoch drehfest angeordnete Schiebemuffe (13) umfasst.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilwelle (12) durch eine von dem Ausgleichsgewicht (2) antreibbare erste Hubwinde (11) und eine zweite Hubwinde (8) für die Lastaufnahmeeinrichtung (10) von der auf der Profilwelle (12) angeordneten Schiebemuffe (13) antreibbar sind.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Hubwinde (11) und der Profilwelle (12) eine erste Übersetzungsstufe (14) angeordnet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schiebemuffe (13) und der zweiten Hubwinde (8) eine zweite Übersetzungsstufe (15) angeordnet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten Hubwinde (8) und der Profilwelle (12) respektive der zweiten Übersetzungsstufe (15) eine Schaltkupplung (16) angeordnet ist.
Lasthebevorrichtung, umfassend - mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen (3, 4), - einen horizontal angeordneten, mit den Stützen (3,4) verbundenen, eine Führung (6) aufweisenden Querträger (5), - eine entlang der Führung (6) verfahrbare Laufkatze (7), - mindestens eine Hubwinde (8), - eine Antriebsvorrichtung für die Laufkatze (7), - eine Lastaufnahmeeinrichtung (10), - eine Ausgleichsvorrichtung, durch welche der Energieverbrauch beim Hubvorgang durch Nutzung von potentieller Energie reduzierbar ist, - eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der potentiellen Energie, - wobei die Ausgleichsvorrichtung mindestens ein Ausgleichsgewicht (2, 31, 45, 46, 56, 57, 65) aufweist und über die Übertragungseinrichtung mit der Lastaufnahmeeinrichtung (10) koppelbar ist und - wobei die Übertragungseinrichtung als Zugmittelgetriebe (21) ausgebildet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (21) ein Zugmittel (21a) umfasst, welches von der auf der Laufkatze (7) angeordneten Hubwinde (8) über Umlenkvorrichtungen (22, 23, 24, 25) zur Lastaufnahmeeinrichtung (10) geführt ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Umlenkvorrichtung (22, 23) im Bereich der Enden der Führungen (6) angeordnet sind.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Umlenkvorrichtung (24) für das Zugmittel (21a) vorgesehen und das Ausgleichsgewicht (2) im Bereich zwischen der zweiten und der dritten Umlenkvorrichtung (23, 24) einkoppelbar ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der zweiten und der dritten Umlenkvorrichtung (23, 24) ein weiteres Ausgleichsgewicht (31) einkoppelbar ist, dessen Wirkung auf das Zugmittel (21a) der Wirkung des ersten Ausgleichsgewichtes (2) entgegen gerichtet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe ein als Endlosschleife ausgebildetes Zugmittel (42, 42a, 42b), mindestens vier Umlenkeinrichtungen (22, 23, 43, 44), ein erstes und ein zweites Ausgleichsgewicht (45, 46) und eine auf der Laufkatze (7) angeordnete Spill- oder Traktionswinde (41) umfasst, welche in Eingriff mit dem Zugmittel (42, 42a) steht und durch die beiden Ausgleichsgewichte (45, 46) in beiden Drehrichtungen antreibbar ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spill- oder Traktionswinde (41) entweder mit der Hubwinde (8) oder mit der Antriebsvorrichtung für die Laufkatze (7) koppelbar ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe ein als einfacher Seilzug (51) ausgebildetes Zugmittel (51), eine erste und eine zweite, ortsfest am Boden angeordneten Hubwinde (52, 53), zwei an den Enden (5a, 5b) des Querträgers (5) angeordnete Umlenkvorrichtungen (54, 55) sowie eine auf der Laufkatze (7) angeordnete Spill- oder Traktionswinde (41) umfasst, welche in Eingriff mit dem Zugmittel (51) steht und mit der Hubwinde (8) koppelbar ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgewichte (56, 57) jeweils zwischen Hubwinde (52, 53) und Umlenkvorrichtungen (54, 55) in den Seilzug (51) einkoppelbar sind.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe ein als einfacher Seilzug (61) ausgebildetes Zugmittel (61), eine ortsfest am Boden angeordnete Hubwinde (62), eine auf dem Querträger (5) angeordnete Umlenkvorrichtung (63) sowie eine auf der Laufkatze (7) angeordnete, mit dem Zugmittel (61) in Eingriff stehende Spill- und Traktionswinde (64) umfasst.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgewicht (65) zwischen der Hubwinde (62) und der Umlenkvorrichtung (63) einkoppelbar ist.
Lasthebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgewichte (2, 31, 45, 46, 56, 57, 65) veränderbar sind.
Lasthebevorrichtung, umfassend - mindestens zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Stützen (3, 4), - einen horizontal angeordneten, mit den Stützen (3,4) verbundenen, eine Führung (6) aufweisenden Querträger (5), - eine entlang der Führung (6) verfahrbare Laufkatze (7), - mindestens eine Hubwinde (8), - eine Antriebsvorrichtung für die Laufkatze (7), - eine Lastaufnahmeeinrichtung (10), - eine Ausgleichsvorrichtung, durch welche der Energieverbrauch beim Hubvorgang durch Nutzung von potentieller Energie reduzierbar ist, - eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der potentiellen Energie, - wobei die Ausgleichsvorrichtung als hydraulischer Pumpspeicher (73, 74, 75a, 75b) ausgebildet ist.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Pumpspeicher ein oberes und ein unteres Speichervolumen (73,72) sowie eine als Motor und als Generator betreibbare hydraulische Maschine (74), welche hydraulisch mit beiden Speichervolumina (73, 72) verbunden ist, umfasst.
Lasthebevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Speichervolumen (73) auf der Laufkatze (7) und das untere Speichervolumen (72) am Boden angeordnet sind.