DE1756137A1 - Vorrichtung zum Daempfen der Schwingungsbewegungen der Tragseile oder -ketten eines Kranes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen der Schwingungsbewegungen der Tragseile oder -ketten eines Kranes, bei dem ein Greifer zum Erfassen und Heben der Lasten an den Tragseilen oder -ketten aufgehängt ist.

Ein schwieriges Problem beim Arbeiten mit Kranen besteht darin, der Schwingungs- oder Pendelbewegung der Tragseile oder -ketten zu begegnen. Es ist nämlich erforderlich, dafür zu sorgen, dass der Greifer, der an den Ketten oder Tragseilen hängt, ohne Pendel- oder Schwingungsbewegungen auszuführen auf die zu erfassende Last abgesenkt werden kann. Außerdem muss der Greifer mitsamt der von ihm getragenen Last aber auch ohne Schwingungs- oder Pendelbewegungen auszuführen, auf eine geeignete Basis abgesenkt werden können, um dort die Last abzustellen. Ein bekannter Weg, die Schwingungs- oder Pendelbewegung der Tragseile oder Tragketten eines Kranes zu dämpfen, besteht darin, dass man diese nicht in Lotrichtung, sondern in einem Winkel zueinander anordnet und führt. Die auf diese Weise erzielte Dämpfungswirkung ist umso größer, je größer der Winkel zwischen dem Tragseil bzw. Tragketten gewählt wird. Ein großer Winkel lässt sich jedoch keinesfalls dann verwirklichen, wenn die Hubhöhe groß ist. Beträchtliche Hubhöhen sind aber unumgänglich, wenn es sich beispielsweise um einen Hafenkran handelt, dessen Hubseile oder Lastketten von der Ausleger- oder Tragspitze des Kranes aus bis tief hinunter in die Laderäume von Schiffen reichen müssen und dabei häufig eine Länge von mehreren zehn Metern aufweisen.

Es nimmt sehr viel Zeit in Anspruch, wenn abgewartet werden soll, bis die Schwingungs- oder Pendelbewegung von selbst ausklingt. Das Abstoppen dieser Bewegungen durch Menschenkraft erfordert jedoch den zusätzlichen Einsatz von Arbeitskräften um Ufer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen und so auszubilden, dass die Pendel- und Schwingungsbewegungen innerhalb kurzer Zeitspannen abgedämpft werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die einleitend bezeichnete Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch, dass der Greifer in zwei oder mehr übereinander liegende, durch Lenker und/oder Gelenke verbundene Teile aufgegliedert ist, welche pendelartig zusammenwirken und dass die übereinander liegenden Teile des Greifers zusätzlich über einen oder mehreren Zylinder verbunden sind, welche zur Dämpfung der von den Teilen des Greifers in Bezug aufeinander ausgeführten Schwingungsbewegungen dienen.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung wird erreicht, dass sie sich als Verlängerung der Tragseile oder Lastketten des Kranes verhält und ein weiteres oder zusätzliches Pendel bildet, dessen Pendellänge jedoch nur einen Bruchteil der Pendellänge der Trag- oder Lastseile beträgt. Die Folge dieses Unterschiedes der Pendellänge besteht darin, dass die Schwingungs- oder Pendelzeiten der neuen Vorrichtung bzw. des von ihr gebildeten Pendels viel kürzer als die der Trag- oder Lastseile sind. Das Pendel jedoch, das aus den Trag- oder Lastseilen besteht, induziert oder überträgt jedoch Pendel- oder Schwingungsbewegungen auf das durch die neue Ausbildung der Vorrichtung aus dem Greifer gebildete Pendel und führt damit zur Übertragung von Vibrations- oder Pendelenergie.

Der Zylinder, mit dem die neue Vorrichtung erfindungsgemäß ausgerüstet ist, führt schließlich dazu, dass kontinuierlich Schwingungs- oder Pendelenergie abgeleitet und verbraucht wird, und zwar immer entsprechend der Energie, die aus den Lastseilen oder -ketten, die das große Pendel bewegen, dem Greifer, der das kleine Pendel bildet, zugeführt wird. Bei der neuen Vorrichtung lässt sich das Pendeln oder Schwingen der Trag- oder Lastseile oder -ketten eines Kranes selbst unter sehr erschwerten Bedingungen innerhalb einiger zehn Sekunden bis zum gewünschten Maß abdämpfen. Die Erfindung basiert dabei auf einem an sich bekannten Phänomen, das bei Kinderschaukeln zu beobachten ist. Es ist nämlich möglich, die Schaukel- oder Schwingbewegung dadurch schnell abzustoppen, dass auf die Schaukelseile mit den Händen in Richtung der momentanen Bewegung ein heftiger Druck ausgeübt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung, aus welchem auch weitere Merkmale der Erfindung hervorgehen, ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der neuen Vorrichtung. Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in einer anderen Ansicht.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Greifer gezeigt, der an Lastseilen oder Tragketten 1 eines Hafenkranes aufgehängt wird. Der Greifer ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zum Verladen von Containern vorgesehen. In Fig. 1 sind jedoch die langen Rumpfteile 2, die zum Erfassen von Containern erforderlich sind, nicht vollständig gezeigt.

Der in den Figuren gezeigte Greifer bildet die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Dämpfen der Pendel- oder Schwingungsbewegungen der Trag- oder Lastseile bzw. -ketten 1 eines Kranes. Zu diesem Zwecke ist der Greifer so gestaltet, dass er ein in der Ebene der Fig. 1 schwingendes Pendel bildet. Dies wird erreicht, indem der Greifer in zwei durch Lenker 3 oder Gelenke miteinander verbundene, übereinander angeordnete Teile gegliedert wird. Der obere und die unteren Teile sind zusätzlich jedoch noch mittels eines Zylinders 4 verbunden.

Der Zylinder 4 ist am oberen Teil des Greifers befestigt, während seine Kolbenstange 5 am unteren Teil angreift. Der Kolben im Inneren des Zylinders 4 ist mit einer Drosselöffnung versehen, durch welche ein im Zylinder eingeschlossenes Strömungsmedium von einem Zylinderraum in den anderen übertreten kann.

Wenn der belastete oder unbelastete Greifer mit Hilfe der Tragketten oder Lastseile in Richtung der Pfeile 6 angehoben wird und dabei in waagerechter Richtung bewegt wird, dann beginnt das Pendel, das sich aus den Tragseilen 1 und dem Greifer zusammensetzt, zu schwingen. Die Schwingungen und deren Richtung sind in Fig. 1 durch Pfeile 7 angedeutet. Zugleich neigt aber auch das Pendel, das der Greifer selbst bildet, zur Schwingungsbewegung, welche um den Gelenkpunkt 8 erfolgt. Das vom Geifer gebildete Pendel weist eine Pendellänge auf, die nur ein Bruchteil der Pendellänge darstellt, die durch die Tragseile 1 definiert wird. Infolgedessen ist die Schwingungszeit des vom Greifer gebildeten Pendels erheblich kürzer. Das von den Trag- oder Lastseilen gebildete Pendel gibt kontinuierlich Schwingungsenergie an das Pendel ab, das aus dem Greifer gebildet wurde. Wenn das aus dem Greifer gebildete Pendel schwingt, verbleiben der Träger 9, der zum oberen Teil gehört, und ein Träger 10, der zum unteren Teil des Greifers gehört, in einer Parallellage zueinander, werden jedoch seitlich in Bezug aufeinander versetzt. Diese seitliche Bewegung, die zugleich die Schwingungs- oder Pendelbewegung darstellt, kann jedoch nur unter

Schwingung des Widerstands erfolgen, den der Zylinder 4 ausübt, welcher parallel zu den Lenkern 3 angeordnet ist. Der Widerstand wird dadurch erreicht, dass das Strömungsmedium nicht schnell genug durch die Drosselöffnung im Kolben hindurchfließen kann. Der Zylinder 4 verbraucht daher kontinuierlich Schwingungsenergie, die dem vom Greifer gebildeten Pendel aus dem von den Tragseilen 1 gebildeten Pendel zugeführt wird. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die gesamte Pendelenergie aufgebraucht ist und die Schwingungs- oder Pendelbewegungen zur Ruhe gekommen sind. Dieser Vorgang vollzieht sich in einer erstaunlich kurzen Zeit.

Die Wirksamkeit der in der Fig. 1 dargestellten neuen Vorrichtung kann erheblich gesteigert werden, wenn der Zylinder 4 als doppelt wirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass der Kranführer ein Arbeitsmedium abwechselnd auf die eine oder andere Seite des Kolbens in den entsprechenden Zylinderraum einleitet. Der Kranführer kann auf diese Weise aktiv in den Dämpfungsvorgang eingreifen und die Schwingungs- oder Pendelbewegung rasch abstoppen. Bei dieser Ausbildung befindet sich im Kolben keine Drosselöffnung. Wenn die Schwingungsbewegung der Trag- oder Lastseile beispielsweise bei Betrachtung der Fig. 1 nach rechts verläuft, dann muss der Kranführer dem linken Zylinderraum bzw. links des Kolbens angeordneten Zylinderraum Druckmittel zuführen, damit die Verbindungslenker 3 im Uhrzeigersinn um einen gewissen Betrag verschwenkt werden. Nachdem die Schwingungsbewegung der Tragseile sich umkehrt, muss der Kranführer damit beginnen, das Strömungsmedium in den gegenüberliegenden Zylinderraum einzuleiten. Dem Kranführer verbleibt genügend freie Zeit für diese Steuertätigkeit, weil das von den Tragseilen oder -ketten gebildete Pendel eine große Schwingungszeit besitzt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung wurde unter Bedingungen erprobt, die mit der Praxis weitgehend übereinstimmten. Die Trag- oder Lastseile, an deren unteren Enden ein Greifer gemäß Fig. 1 befestigt und aufgehängt war, hatten dabei eine Länge von 20 m. Das Pendel wurde in Schwingungen versetzt, die eine Amplitude von +/- 2 m am unteren Ende der Seile aufwiesen. Wenn nichts gegen diese Pendel- oder Schwingungsbewegungen unternommen wurde, wurde eine Zeit von etwa 30 Minuten benötigt, um die Schwingung am unteren Ende der Tragseile bis auf eine annehmbare Amplitude von etwa +/- 0,2 m absinken zu lassen. Wenn ein Zylinder 4 mit einer Drosselöffnung in seinem Kolben in der dargestellten richtigen Lage angebaut wurde, dann vergingen etwa 2,5 Minuten, bis die Bewegung des Pendels bis zur gewünschten Kleinamplitude abgedämpft war. Wenn der Zylinder 4 jedoch als doppelt wirkender Arbeitszylinder ausgebildet wurde und von einer Bedienungsperson, beispielsweise einem Kranführer, in der entsprechenden Weise gesteuert wurde, dann konnte die geforderte Abdämpfung der Pendelbewegung innerhalb einer Zeitspanne von 20 Sekunden erreicht werden.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Greifer eine weitere Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungsbewegungen aufweist, die jedoch in einer Ebene wirkt, die rechtwinklig zur Wirkebene liegt, in der die in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Vorrichtung arbeitet. Auch zum Dämpfen dieser rechtwinklig zu den erstgenannten Schwingungen verlaufenden weiteren Schwingungen ist der Greifer so aufgegliedert, dass er als Pendel wirkt, indem zwei übereinander ausgebildete und in einem Gelenk 11 verbundene Teile gebildet werden. Ein Zylinder 12 ist am Greifer derart befestigt, dass er parallel zu dem Gelenk 11 angeordnet ist. Der Zylinder ist an einem Auge 13 am unteren Teil des Greifers und seine Kolbenstange 14 an einem weiteren Auge 15 am oberen Teil befestigt. Damit der Zylinder 12 möglichst lang ausgebildet werden kann, ist das Auge 13 in Richtung nach unten verlängert ausgebildet. Auch bei dieser zusätzlichen Dämpfungsvorrichtung kann der Zylinder 12 im Kolben mit einer Drosselöffnung für den Durchtritt eines im Zylinder eingeschlossenen Strömungsmediums ausgerüstet sein, oder aber es besteht die Möglichkeit, den Zylinder als doppelt wirkenden Arbeitszylinder auszubilden, damit er vom Kranführer gesteuert betätigt werden kann. Das Wirkprinzip dieser in Fig. 2 gezeigten Dämpfungsvorrichtung entspricht völlig dem bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Arbeitsprinzip.

Es ist offensichtlich, dass Abwandlungen der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die im Vorstehenden beschrieben wurde, vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Inhalt der anhängenden Patentansprüche abzuweichen. So kann beispielsweise vor allem der Greifer beträchtlich in seinen baulichen Einzelheiten von der in der Zeichnung gezeigten Ausbildung abweichen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Dämpfen der Schwingungsbewegungen der Tragseile oder -ketten eines Kranes, bei dem ein Greifer zum Erfassen und Heben der Lasten an den Tragseilen oder -ketten aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer in zwei oder mehr übereinander liegende, durch Lenker und/oder Gelenke (8, 11) verbundene Teile aufgegliedert ist, welche pendelartig zusammenwirken, und dass die übereinander liegenden Teile des Greifers zusätzlich über einen oder mehrere Zylinder (4, 12) verbunden sind, welche zur Dämpfung der von den Teilen des Greifers in Bezug aufeinander ausgeführten Schwingungsbewegungen dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kolben des bzw. der Zylinder (4, 12) eine Drosselöffnung vorgesehen ist, um ein im Zylinder eingeschlossenes Strömungsmedium gedrosselt von einem zum anderen Zylinderraum strömen zu lassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Zylinder (4, 12) als doppelt wirkende vorbestimmt oder willkürlich betätigbare Arbeitszylinder ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Greifers über Lenker (3) sowie den parallel zu den Lenkern angeordneten Zylinder (4) verbunden sind.