DE1556348C2 - Umschlagvorrichtung, insbesondere für Schiffe, mit einem Vertikalförderer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umschlagvorrichtung, insbesondere für Schiffe, mit einem Vertikalförderer, der an dem einen Ende eines in senkrechter Ebene schwenkbar an einem Gerüst gelagerten Tragarms mit an dessen anderem Ende angebrachtem ausgleichendem Gegengewicht mittels eines einachsigen Gelenkes schwenkbeweglich aufgehängt und unabhängig vom Tragarm von einem darunterliegenden Stützarm in ebenfalls senkrechter Ebene verschwenkbar ist, der mit seiner einen von zwei unveränderlich dem Stützarm zugeordneten Abstützstellen am Vertikalförderer angelenkt ist.

Eine derartige Umschlagvorrichtung ist durch die französische Patentschrift 14 51 414 bekanntgeworden. Damit wird bereits eine wesentliche Forderung, die an solche Umschlagvorrichtungen gestellt wird, erfüllt, daß nämlich der Vertikalförderer allein oder zusammen mit dem durch das Gegengewicht praktisch ausgeglichenen Tragarm leicht und mit übersichtlichem Bewegungsablauf verschwenkt werden kann, wodurch der Fuß des Vertikalförderers schnell und einfach über einen großen Schwenkbereich verstellt werden kann, um mit ihm auch in die Ecken der Laderäume von Schiffen gelangen zu können. Zu diesem Zweck ist bei der bekannten Umschlagvorrichtung der am Vertikalförderer angelenkte Stützarm als verstellbares Zylinder-Kolbenstangen-Aggregat ausgebildet, das mit seinem anderen Ende

ίο am Tragarm etwa in der Mitte zwischen dessen gerüstseitigem Schwenklager und dem Vertikalförderer abgestützt bzw. angelenkt ist, während zum Verschwenken des Tragarms ein weiteres verstellbares Zylinder-Kolbenstangen-Aggregat vorhanden ist, das einerseits an dem das Ausgleichsgewicht aufweisenden Tragarmende und andererseits am Gerüst gelenkig angeschlossen ist.

Bei dieser vorbekannten Umschlagvorrichtung besteht aber noch ein wesentlicher Nachteil darin, daß durch das Verschwenken des Vertikalförderers das jeweilige Lastmoment, d. h., das Moment der gegenüber dem Gerüst schwenkbaren Teile wesentlich verändert wird. Entsprechend hohe Belastungen treten im Tragarm auf, der folglich relativ schwer ausgeführt werden muß. Dabei ist ferner zu beachten, daß solche Umschlagvorrichtungen üblicherweise zum Entladen von Schüttgut verwendet werden und man dazu den Fuß des Vertikalförderers mit einem vorbestimmten Auflagedruck auf dem Schüttgut aufliegen läßt. Um daher diesen Auflagedruck beim Verschwenken des Vertikalförderers konstant halten zu können, muß das sich dabei ändernde Lastmoment durch ein entsprechendes Gegenmoment kompensiert werden, was bei der vorbekannten Umschlagvorrichtung durch entspre-

J5 chende Verstellung bzw. Beaufschlagung des zwischen dem Tragarm und dem Gerüst vorhandenen Zylinder-Kolbenstangen-Aggregats erfolgt. Es sind hier also zum jeweiligen Verschwenken des Vertikalförderers zwei Zylinder-Kolbenstangen-Aggregate notwendig, die steuerungsmäßig aufeinander abgestimmt sein müssen, mithin einen entsprechenden Steuerungsaufwand bedingen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Umschlagvorrichtung zu schaffen, die bei geringem Gewicht, Herstellungsaufwand und Kosten so beschaffen ist, daß damit der Vertikalförderer leicht und schnell in Beziehung zum Fördergut eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Umschlagvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stützarm im wesentlichen parallel zum Tragarm verlaufend geführt und durch eine an seiner zweiten, dem Gerüst gelenkig zugeordneten Abstützstelle angreifende, am Gerüst abgestützte Verstellvorrichtung in einer in Stützarm-Längsrichtung oder hierzu schwach geneigten Richtung verstellbar ist. Durch die vorgenannte Anordnung bzw. Führung des Stützarms und seine Verstellbarkeit über die gerüstseitig abgestützte Verstellvorrichtung kann der Vertikalförderer leicht und schnell verschwenkt werden, wobei die durch dessen Verschwenken bedingte Schwerpunktlage keine störende Lastmomentänderung hervorruft, da diese durch die Verstellvorrichtung direkt kompensiert bzw. gerüstseitig aufgefangen wird, ohne daß es dazu zusätzlicher Verstell- oder Steuerungsmechanismen bedarf. Es erhöht sich lediglich die Zugbeanspruchung im Tragarm. Demzufolge tritt hier beim Verschwenken des Vertikalförderers auch praktisch keine Änderung seines

Auflagedrucks auf dem Schüttgut ein.

Wie weiter unten noch gezeigt wird, kann eine vollständige unmittelbare Kompensation der Lastmomentänderung bei Verschwenken des Vertikalförderers dann erreicht werden, wenn der Stützarm zwischen seinen beiden Abstützstellen gleich lang ist wie der Tragarm zwischen seiner Abstützstelle am Gerüst und seiner Anlenkstelle am Vertikalförderer.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die am Stützarm angreifende Verstellvorrichtung aus einem Zugorgan mit einer auf dem Gerüst befestigten Winde bestehen. Ein solches z. B. als Seil ausgebildetes Zugorgan ist von einfacher Bauart und Bedienbarkeit.

Wenn der Tragarm eine Ausweichbewegung vollführen kann, er also gerüstseitig über ein bloßes Zugorgan z. B. Seil verschwenkbar gehalten ist, verleiht dies dem Vertikalförderer die Möglichkeit, bei etwaiger durch Wellengang bedingter vorübergehender Aufwärtsbewegung des Schiffes in gewissem Umfange nach oben ausweichen zu können. Für diesen Fall könnte die am Stützarm angreifende, gerüstseitig abgestützte Verstellvorrichtung auch als zug- und drucksteifes Verstellorgan ausgebildet sein. Auf diese Weise werden bei Aufwärtsbewegungen des Schiffes Beschädigungen des Vertikalförderers vermieden, der noch dazu mit immer gleichmäßigem Auflagedruck auf dem zu entladenden Schüttgut aufliegen kann.

Es sei hier erwähnt, daß durch die deutsche Patentschrift 11 32 056 ein Eimerkettenbagger bekannt ist, bei dem ein an einem am Baggergerüst gelenkig abgestützten Tragarm über Parallellenker aufgehängter Vertikalförderer in Form einer Eimerleiter an seinem oberen Ende gelenkig mit einem gleichfalls über Parallellenker am Baggergerüst aufgehängten, als Traggerüst ausgebildeten Stützarm verbunden ist, mittels einer von ihm aus anzutreibenden Gewindespindel an einer am Baggergerüst befestigten Spindelführung dort abgestützt und dadurch gegenüber dem Tragarm parallel zu verschieben bzw. zu verstellen ist. Ein Gegengewicht findet sich nur an dem gegenüberliegenden Ende des Baggergerüsts. Abgesehen davon, daß der Vertikalförderer nicht schwenkbeweglich, sondern parallel verschieblich am Tragarm aufgehängt ist, weist der Stützarm überhaupt keine Gelenkverbindung zum Tragarm auf, weil auch der zweite Lenker des Stützarmes mit dem Baggergerüst verbunden ist. Auch ist der Tragarm nicht als doppelarmiger Schwenkarm mit ausgleichendem Gegengewicht ausgebildet. Vielmehr wird hier der einseitig belastete Tragarm zusammen mit der Eimerleiter durch einen zu einer am Gerüst angeordneten Winde geführten Seilzug gehalten, der somit die gesamte vom Tragarm, der Eimerleiter und ihrem Fördergut herrührende Traglast aufnehmen muß. Eine derartige Einrichtung würde deshalb als Umschlagvorrichtung zum Entladen von Schiffen zu einer schweren Konstruktion führen, die infolge der Parallellenkeraufhängungen im Laderaum sehr schwer einzustellen wäre. Außerdem würden etwaige Aufwärtsbewegungen des zu entladenden Schiffes infolge des unausgeglichenen Vertikälfördergewichts zwangläufig zu Beschädigungen der Anlage führen.

Bei der Umschlageinrichtung nach der FR-PS 14 51 414 ist diese Möglichkeit ebenfalls nicht gegeben, weil weder der Vertikalförderer noch der Tragarm trotz seines ausgleichenden Gegengewichts wegen der vorhandenen Zylinder-Kolbenstangen-Aggregate ohne weiteres nach oben ausweichen können.

Durch die deutsche Patentschrift 9 36 859 ist ein Schaufelradbagger bekanntgeworden, dessen Schaufelrad am äußeren Ende eines aus zwei in ihrer Längsrichtung gegeneinander verstellbaren Gelenkpar-

.·> allelogrammen mit einer gemeinsamen Längsseite bestehenden Auslegers befestigt ist, der mit seinem anderen Ende am Baggergerüst gelenkig abgestützt, und durch zwei gerüstseitig aufwindbare Seilzüge gehalten ist, deren einer zum Längsverstellen des

ίο Auslegers dient und deren anderer die gesamte Last des Auslegers und der an ihm vorhandenen Förderorgane sowie des Fördergutes zu tragen hat. Abgesehen von der aufwendigen Konstruktion ist es nachteilig, daß der Vertikalförderer nicht unabhängig vom Tragarm

r> verstellbar ist.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß durch die französische Patentschrift 6 43 078 und die amerikanischen Patentschriften 16 33 627 und 24 25 342 verschiedene Umschlagvorrichtungen bekanntgeworden sind, deren Tragarm und Stützarm auch Teile eines Lenkerparallelogramms sind. Dabei wird das Lenkerparallelogramm aber entweder zur horizontalen Geradführung eines Lasthakens oder zur Parallelführung eines Vertikalförderers benutzt, wobei jede Verstellung des

2> Parallelogramms bzw. des Stützarms stets auch eine entsprechende Verstellung des Tragarms bedingt. Der Stützarm ist hier also nicht unabhängig vom Tragarm bewegbar, kann also insbesondere auch nicht bei ruhendem Tragarm verstellt werden, um eine der

jo Erfindung entsprechende unabhängige Schwenkverstellung des Vertikalförderers zu ermöglichen. Diese ist wichtig, um den Förderfuß des Vertikalförderers möglichst in alle Ecken des Schiffs-Laderaums bringen zu können. Da die Ladeluke des Schiffes nur eine beschränkte Größe aufweisen kann, muß also der Vertikalförderer in verschiedenen Neigungen durch die Schiffsluke in den Laderaum eingefahren werden können. Ein bloß vertikales Einfahren des Vertikalförderers durch die Luke in den Schiffsraum ist also gar nicht erwünscht, da man dann wieder umständliche Zufuhr-Transportmittel aufwenden muß, um das Gut von den Laderaumecken zum Förderfuß des Vertikalförderers zu bringen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei die Umschlagvorrichtung als Schiffskran schematisch dargestellt ist.

Der auf dem Quai 8 aufgestellte Schiffskran 1 ist mittels Schienen 9 und 10 rechtwinklig zur Zeichenblattebene verfahrbar. Über den Schienen 9 und 10 erhebt sich zunächst ein Krangerüst, welches alle noch zu schildernde Teile des Schiffskranes trägt. Mit dem unteren Krangerüst oder Gestell 14' ist über einen Drehkranz 19 ein oberes Krangerüst 14 verbunden.

Letzteres ist gegenüber dem unteren Gerüst 14' um eine Drehachse 25 drehbar.

Ein Tragarm 3 ist um eine horizontale Achse 22 schwenkbar am Gerüst 14, 14' gelagert und trägt am einen Ende über eine Drehachse 21 einen Jochbalken 4, der seinerseits den Vertikalförderer 6 mit Förderfuß 13 trägt. Am anderen Ende des Tragarms 3 ist ein Gegengewicht 11 angebracht. Der Tragarm 3 steht über ein Zugorgan 18 mit einer gestellfesten Winde 17 in Verbindung. Mit letzterer ist somit der Tragarm 3 vertikal verschwenkbar. Mittels des vorerwähnten Drehkranzes 19 dagegen ist der Tragarm 3 horizontal verschwenkbar.

Mit dem Tragarm 3 wie auch mit dem oberen

Krangerüst 14 gelenkig verbunden ist ein zum Tragarm 3 paralleler Stützarm 2. Letzterer ist mittels eines Lenkers 5 am oberen Krangerüst 14 abgestützt. Der Stützarm 2 ist weiterhin an dem den Vertikalförderer 6 tragenden Jochbalken 4 abgestützt. Der Jochbalken 4 und somit auch der Vertikalförderer 6 weisen somit mit dem Stützarm 2 eine gemeinsame Anlenkstelle 23 auf. Weiterhin weisen der Lenker 5 und der Stützarm 2 ebenfalls eine gemeinsame Anlenkstelle 24 auf. Der Lenker 5 ist beim Beispiel an der Lagerstelle 22 schwenkbar angelenkt. Der Stützarm 2 ist zwischen seinen beiden Abstützstellen 23 und 24 gleich lang wie der Tragarm 3 zwischen seiner Abstützstelle 22 am oberen Gerüst 14 und seiner Anlenkstelle 21 am Vertikalförderer 6. Da weiterhin der Tragarm 3 und der Stützarm 2 parallel zueinander liegen, schließen die Anlenkstellen 21 bis 24 ein Parallelogramm ein.

An der gemeinsamen Anlenkstelle 24 von Lenker 5 und Stützarm 2 greift ein Zugorgan 27 einer Winde 20 an, die zusammen mit einem Steuerstand 12 am oberen Krangerüst 14 angeordnet ist. Beim Arbeiten der Winde 20 wird das aus den Teilen 2 bis 5 bestehende Parallelogramm verstellt, wobei der Vertikalförderer 6 zwischen seiner mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage und seiner strichpunktiert dargestellten Lage verschwenkt werden kann. Die beiden Abstützstellen 23 und 24 des Stützarmes wandern hierbei in die Stellungen 231 und 241. Der Lenker 5 ist hierbei um den Ausstellwinkel α verschwenkt worden. Der Tragarm 3 wird dabei nicht verstellt.

Der Schiffskran kann vier verschiedene Bewegungen ausführen. Auf den Schienen 9 und 10 ist der Kran rechtwinklig zur Zeichenblattebene verfahrbar. Mittels

P = Q ■ tg«,
MQ

des Drehkranzes 19 ist der obere Teil des Kranes um die Achse 25 horizontal drehbar. Durch die Seilwinde 17 wird das Parallelogramm 2 bis 5 in einer vertikalen Ebene z. B. derart verstellt, daß der Tragarm 3 und der ■5 Stützarm 2 nicht mehr horizontal liegen. Mittels der Winde 20 kann das Parallelogramm 2 bis 5 ebenfalls in vertikaler Ebene so verstellt werden, daß die anderen beiden Teile 4 und 5 des Parallelogramms ihre Winkellage verändern. Es ist erkennbar, daß durch diese

ίο vier erwähnten Bewegungen der Förderfuß 13 des Vertikalförderers 6 ebenfalls vier .verschiedene Bewegungsrichtungen ausführen kann.

Beim Beispiel dient der Schiffskran zum Beladen oder Entladen eines Schiffes 7, das im beladenen Zustand die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage hat und im entladenen Zustand die strichpunktiert dargestellte Lage hat.

Das untere Krangerüst 14' ist noch mit Feststellvorrichtungen 15 und 16 versehen, zum unrollbaren Abstellen des Kranes auf den Schienen 9 und 10.

Wie schon eingangs erwähnt, hat das Verschwenken des Vertikalförderers 6, z. B. zwischen seinen beiden dargestellten Lagen, kein Verändern des Lastmomentes des Tragarms 3 zur Folge. Diese Feststellung ist nicht ohne weiteres einleuchtend, da man eigentlich annehmen müßte, daß beim Verschwenken der Teile 2,4 und 5 mehr vom Krangerüst 14 nach außen, die Resultierende dieser weiter vom Krangerüst nach außen liegenden Massen das Lastmoment vergrößern müßte. Daß dies nicht der Fall ist, ergibt sich aus folgender Ableitung, wobei der Angriffspunkt der Last Q im Gelenkpunkt 23 angenommen wird.

MQ MQ MQ

6 ' (I + h ■ sin«) - Q · tg« · h ■ cos«,

Q ■ (I+ h · sina — h ■ tg« cos«),

Q · [/ + h ■ (sin« — tga · cos«)]. Es folgt, da tg«

Q · [l + h- (sin« -sin«)], daher:

Ql.

sma
cos«

Die Ableitung zeigt, daß das Moment MQ in bezug auf den Lagerpunkt 22 eine reine Funktion der Last Q und der Länge / des Parallelogramms ist. Der Ausstellwinkel α hat keinen Einfluß auf das Lastmoment, hervorgerufen durch die Last Q.

Das ist nun für einen Schiffskran mit starrem Vertikalförderer von Bedeutung. Wenn z. B. Getreide aus dem Schiff 7 entladen werden soll, so liegt der Förderfuß 13 mit einem vorbestimmten Gewicht auf dem Getreide auf, so daß der Vertikalförderer 6 immer in das Getreide hineinsinkt und der im Getreide eingetauchte Förderfuß 14 mit gutem Wirkungsgrad Getreide fördert und der abnehmenden Getreidemenge ständig nachgeführt werden kann. Es hat sich herausgestellt, daß hierbei ein Auflagedruck von etwa 1 bis 2 Tonnen vom Förderfuß 13 auf das Getreide vorteilhaft ist Also wird das Gegengewicht 11 am Tragarm 3 so eingestellt, daß beim Entladen eines Schiffes 7 in der seeseitigen Stellung des Förderfußes 13 innerhalb des Laderaumes — der Förderfuß 13 ist dann am weitesten vom Krangerüst 14 entfernt — der Druck des Förderfußes 13 etwa 1 bis 2 Tonnen auf das Getreide beträgt. Wird dann die der Quaimauer zugewandt liegende Laderaumecke vom Förderfuß 13 bestrichen, werden also die Bauteile 2, 4 und 5 mittels der

so Verstellvorrichtung 20 und 27 in der Zeichnung nach rechts geschwenkt, so hat sich infolge des gleichbleibenden Lastmoments der Auflagedruck des Förderfußes 13 auf das Getreide nur unwesentlich erhöht
Das ist nun für die hier beschriebene Ausführungsform mit am Tragarm 3 angreifendem Zugorgan (Seil) 18 als Verstellorgan auch in anderer Beziehung wichtig. Beim Entladen des Schiffes steigt das Schiff mit zunehmender Entleerung ständig nach oben. Andererseits stellt ein Schiff auch ohne Entleervorgang keinen ganz ruhenden Körper dar, denn eine plötzliche Welle oder ein schneller Wasseranstieg, z. B. durch benachbarte Schleusenöffnung usw., kann das Schiff zusätzlich zur stetigen Aufwärtsbewegung auch auf- und abgehende Schwingbewegungen ausführen lassen. Da nun der Vertikalförderer, z. B. ein Saugheber oder Kettenelevator, ein starrer Bauteil ist, so könnte bei einem Stoß auf den Vertikalförderer 6 vom plötzlich nach oben gehenden Schiff der Förderer 6 sehr beschädigt werden,

wenn die Druckbelastung über ein zulässiges Maß ansteigt Da vorher erläutert wurde, daß der Auflagedruck vom Förderfuß 13 am Schiff in beiden Einstellungen in den Laderaumecken nicht sehr verändert wird, kann beim Ansteigen der Druckkraft vom Schiff auf den Förderer 6 z. B. von 3 oder 4 Tonnen das mit 1 bis 2 Tonnen ausgeglichene System des Krans ausweichen, indem der Tragarm 3 in der Zeichnung um die Lagerstelle 22 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Gleichzeitig kann auch die Lagerstelle 24 ausweichen, so daß das Seil 27 und auch das am Tragarm 3 angreifende Seil 18 schlaff werden. Der mit etwa 1 bis 2 Tonnen Auflagedruck ausgeglichene Kran erlaubt somit ein schnelles Ausweichen bei einem über ein geringes, vorbestimmtes Maß hinausgehenden Kraftangriff vom Schiff 7 auf den Förderfuß 13, so daß also das Förderorgan 6 nie überbeansprucht wird und z. B. auf die geringe Druckbelastung von 3 Tonnen ausgelegt

werden kann, die nur wenig über der beim Fördern von Getreide gewünschten Auflagekraft von 2 Tonnen liegt

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Zugseil 27 der Verstellvorrichtung geneigt zur Stützarmlängsrichtung, so daß eine Kraftkomponente P in Längsrichtung des Stützarmes 2 liegt. Das Lastmoment des Schiffskrans ist also nicht wie man annehmen möchte, Q ■ a, sondern Q ■ L

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Umschlagvorrichtung könnte auch auf den Lenker 5 verzichtet werden. Der Stützarm 2 könnte dann mit seiner Lagerstelle 24 in einer am oberen Krangerüst 14 angebrachten, nicht dargestellten Führung liegen und wird dann, wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel, mittels der Seilwinde 20 gegenüber der durch die Anlenkstelle 22 des Tragarmes 3 am oberen Krangerüst 14 gehenden Vertikalen seitlich verstellt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 681/1B

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Umschlagvorrichtung, insbesondere für Schiffe, mit einem Vertikalförderer, der an dem einen Ende eines in senkrechter Ebene schwenkbar an einem Gerüst gelagerten Tragarms mit an dessen anderem Ende angebrachtem ausgleichendem Gegengewicht mittels eines einachsigen Gelenkes schwenkbeweglich aufgehängt und unabhängig vom Tragarm von einem darunterliegenden Stützarm in ebenfalls senkrechter Ebene verschwenkbar ist, der mit seiner einen von zwei unveränderlich dem Stützarm zugeordneten Abstützstellen am Vertikalförderer angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (2) im wesentlichen parallel zum Tragarm (3) verlaufend geführt und durch eine an seiner zweiten, dem Gerüst (14) gelenkig zugeordneten Abstützstelle (24) angreifende, am Gerüst (14, 14') abgestützte Verstellvorrichtung (20, 27) in einer in Stützarm-Längsrichtung oder hierzu schwach geneigten Richtung verstellbar ist.

2. Umschlagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (2) mittels eines Lenkers (5) am Gerüst (14) angelenkt ist und daß an der gemeinsamen Gelenkverbindungsstelle (24) von Stützarm (2) und Lenker (5) die Verstellvorrichtung (20,27) angreift

3. Umschlagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Vertikalförderer (6) abgewandte Lagerstelle (24) des Stützarmes (2) in einer am Gerüst (14) angebrachten Führung liegt und mittels der Verstellvorrichtung (20, 27) gegenüber der durch die Anlenkstelle (22) desTragarms (3) am Gerüst gehenden Vertikalen seitlich verstellbar ist.

4. Umschlagvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung aus einem Zugorgan (27) mit einer auf dem Gerüst (14) befestigten Winde (20) besteht.

5. Umschlagvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (2) zwischen seinen beiden Abstützstellen (23, 24) gleich lang ist wie der Tragarm (3) zwischen seiner Abstützstelle (22) am Gerüst (14,14') und seiner Anlenkstelle (21) am Vertikalförderer.