DE1926447B2 - Einrichtung zur Vermeidung bzw. Dämpfung der Pendel- und/oder Drehbewegungen von an vertikalen Hubseilen eines Hubwerks hängenden Lasten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß Oberkegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der US-PS 3 375 938 bekannten derarti-

ien Einrichtung sind die divergierenden Dämpfungssei- : auf gesonderte Seiltrommeln auf- bzw. von diesen fbwickelbar. Jeder Seiltrommel und damit jedem f)ämpfungsseil ist ein gesonderter, unabhängiger Antrieb in der Form eines Federmotors zugeordnet. Zwar sind jeweils zwei Seiltrommeln auf einer gemeinsamen Welle gelagert, jedoch ist infolge der Vorsehung von Freilaufkupplungen eine selbständige Bewegung der Dämpfungsseile in aufwickelndem Sinne gewährleistet. Infolge der Verwendung von Federmotoren sind die Seiltrommeln stets in aufwickelndem Sinne belastet, und ist das von der Seiltrommel ausgeübte Drehmoment entsprechend der Federcharakteristik unterschiedlich und nicht konstant. Die Abbremsung der auf der gemeinsamen Welle angeordneten Seiltrommel beim Seilausstecken erfolgt über eine an einem Diffe rentialgetriebe angeordnete Bremse gemeinsam. Diese vorstehend angegebenen Merkmale der bekannter Einrichtung haben die Wirkung, daß bei einem Pendel ausschlag der Last das beanspruchte Dämpfungsseil gegen die Bremswirkung von der jeweiligen Seiltromme abgezogen wird, während das entlastete Dämpfungsseii durch den unabhängigen Antrieb der zugehörigen Seiltrommel bis zum Erreichen einer bestimmten Seilspannung aufgewickelt wird. Bei der Umkehr der Pendelbewegung der Last wirkt das an sich durch die Pendelbewegung unbelastete, durch die Aufwicklung aber gespannte Dämpfungsseil der Rückkehr der Last in die Miltellage entgegen, da in dieser Bewegungsphase das Sei! von der betreffenden Seiltrommel abgezogen werden muß. Im Endeffekt haben die Spannungen in den Dämpfungsseilen sowie die sich daraus ergebenden un terschiedlichen Seillängen zur Folge, daß am Ende der Pendelbewegungen die Last nicht zwangläufig in die Mittellage, also in die Nullstellung, zurückgekehrt ist. sondern etwa in der Nähe dieser .angestrebten Lage verharrt. Das Ergebnis ist also lediglich eine Dämpfung der Pendelbewegung ohne Erreichung der exakten Mittellage. Darüber hinaus ist die bekannte Einrichtung anfällig gegenüber ungleichmäßiger Lastverteilung: außermittige Lasten können infolge der unabhängigen Bewegung der Dämpfungsseile eine Schrägstellung der Last, beispielsweise eines Containers, zur Folge haben, die nicht beseitigt wird. Auch vermag die bekannte Ein richtung eine durch ungleichmäßige Beladung des Con tainers und Beschleunigung desselben erzeugte Drehung um die llochachse nicht zu beseitigen bzw. zm dämpfen, da die Bremse diesen Zustand symmetrisch abbremst.

Ferner ist aus der GBPS I 031 022 eine Einrichtung zur Dämpfung der Pendelbewegung von Hubseilen bei üblichen Kränen bzw. Laufkatzen bekannt. Hierzu wird das Hubseil von Dämpfungsseilen geführt, die auf gemeinsam angetriebene Seiltrommeln aufwickelbar bzw. von diesen abwickelbar sind. Die Vernichtung der Pen delenergie erfolgt hierbei mit Hilfe einer durch den Kranführer zu betätigenden Bremse. Somit hängt die erreichte Dämpfung der Pendelbewegung ausschließlich von der Geschicklichkeit des Kranführers ab, und ist die Anwendung der bekannten Einrichtung zum automatischen Betrieb auf Großanlagen, wie beispielsweise Containerbrücken, ausgeschlossen.

Schließlich ist noch aus der DT-AS 1 179 685 eine weitere Einrichtung zur Verhütung von Pendelbewegungen einer an einem Kran hängenden Last bekannt, bei der die Last an der unteren Spitze einer aus zwei Hilfsseilen und einem Hubseil gebildeten Pyramide hängt. Jedes Hilfsseil ist dabei von einem eigenen Durchzugsmotor angetrieben. Des weiteren ist eine Bremse so angeordnet, daß sie das von seiner Trommel ablaufende Hilfsseil abbremst, während das beim Lastausschwenken entlastete Hilfsseil von seinem Durchzugsmotor eingeholt wird. In nachteiliger Weise besteht bei dieser bekannter. Einrichtung die Möglichkeit, daß infolge der Wirkung der gesonderten Durchzugsmotoren und Bremsen für jede Trommel die am Hubseii hängende Last in einer beliebigen, von der senkrechten Ruhelage abweichenden Pendellage angehalten werden kann. Zur Erreichung der senkrechten Ruhelage ist ein mehrfaches Lösen und Festsetzen der Bremse durch den Kranführer notwendig. Darüber hinaus kann sich die Last in nachteiliger Weise auch um

ihre senkrechte Achse drehen.

Angesichts des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus der US-PS 3 375 938 bekannte Einrichtung zur Vermeidung bzw. Dämpfung von Pendelbe'vegungen derart weiterzubilden und zu verbessern, daß auftretende Pcndelbewegungen möglichst kurzfristig gedämpft werden, und zwar automatisch, d. h. ohne Zutun einer Bedienungsperson, so daß die erfindungsgemäß zu verbessernde Einrichtung auch für den teil- oder vollautomatischen Betrieb von Lastumsehlageinrichtungen einsetzbar ist. Dabei soll die Last nach der vollständigen Dämpfung der Pendelhewegungen exakt in der Nullage stehen, d. h. senkrecht unter dem bzw. den Ablaufstellen der Hubseüe zur Ruhe kommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Dämpfung der Pendelbewegung erfolgt auf Grund der erfindurigsgemäßen Maßnahmen durch von den divergierenden Dämpfungsseilen ausgeübte Rückstellkräfte. Dabei folgen die Dämpfungsseile den Penlielbewegungen der Last infolge ihres besonderen Antriebs »elastisch« und bewirken so durch eine ständige Energievernichtung eine Dämpfung der Pendelbewe- as gungen. Hierbei liegt eine wesentliche Erkenntnis in dem Umstand, daß das beim Ausschwingen der Last entlastete Dämpfungsseil nicht eingeholl und gespannt wird, sondern bis zum Durchgang der Las* durch die Mittellage entlastet bleibt. Der Erfolg dieses Merkmals liegt darin, daß die Last nach der vollständigen Dämpfung der Pendelbewegungcn zwangläufig die Mittcllage einnimmt. Die schnelle und exakte Einnahme der Mittcllage der Last ist insbesondere von großer Bedeutung bei Umschlagcinrichtungen mit großen Hubhöhen, wie beispielsweise Containerlastbriickcn, bei denen Hubhöhen bis zu etwa 40 111 vorgesehen sind, was ohne die erfindungsgemäßc Einrichtung beim freien Auspendeln zu erheblichen Beruhigungszeiten führen würde. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von vier Dämpfungsseilen neben den genannten Vorteilen auch noch die Entstehung einer Drehung der Last um ihre Vcrtikalachsc verhindert bzw.. wenn eine solche Drehung gegeben ist, gedämpft, so daß in diesem Fall nach der Dämpfung der Pendelbewegung die Last tatsächlich bewegungslos in der Mittellage verharrt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispicls weiter ins einzelne gehend erläutert; in d<?n Zeichnungen zeigt

P i g. 1 einen Teil einer Container-Verladebrücke mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 eine Darstellung entsprechend F i g. 1 bei veränderier Laststelliirig,

F i g. 3 die erfindungsgemäßc Einrichtung in Detail und in Perspektive und

F i g. 4 verschiedene Phasen der erfindungsgemäßen Einrichtung in schcmatischer Darstellung. fio

in den Zeichnungen wird die bevorzugte Anwendung der crfindungsgemäßen Einrichtung, nämlich bei einer Container-Verladebrücke gezeigt. Eine derartige Verladebrücke besitzt ehe Laufkatze 10. an deren Unterseite ein Hubwerk ti hängt. Von diesem Hubwerk aus führen Hubseile, /.. B. vier Hubseile 12, 13, 14 und 15 zu einem Lastaufnahmerahmen 16 (Spreader). Unterhalb dieses Lastaufnahmerahmens 16 hängt die eigentliche Last, im vorliegenden Fall ein Container 17, der mit einer geeigneten, selbsttätig wirkenden Verriegelung an den Lastaufnahmerahmeii 16 befestigt ist.

Zur Vermeidung beziehungsweise zur Verminderung von Schwingungen der Last 17 bzw. des Lastaufnahmerahmens 16 sowie von Drehungen dieser Teile um deren Vertikalachse sind paarweise Dämpfungsseile 18 und 19 sowie 20 und 21 vorgesehen. Diese nachfolgend als Führungsseile bezeichneten Dämpfungsseile verlau fen schräg vom Lastaufnahmerahmen 16 zum Hubwerk 11 der Verladebrücke. Um eine möglichst weitgehende Schrägstellung dieser Führungsseile 18 und 19 sowie 20 und 21 zu erzielen, sind diese über Kreuz verlaufend angebracht. An jeder Schmal- bzw. Stirnseite des Lastaufnahmerahmens 16 greifen zwei sich kreuzende Führungsseile 18 und 19 bzw. 20 und 21 an.

An dem Hubwerk 11 werden die Führungsseile 18,19 bzw. 20, 21 über Umlenkrollen 22, 23 bzw. 24, 25 zu in der Längsmillelachse liegende Seiltrommeln 26 und 27 geführt. Die Seiltrommeln 26 und 27 werden aus zwei miteinander gekoppelten Trommelabschniuen gebildet, wobei jeder dieser Trommelabschnitte zur Aufnahme eines der Führungsseile 18. 19 und 20, 21 dient. Die Führungsseile 18, 19 und 20, 21 werden derart auf die Seiltrommeln 26 und 27 geleitet, daß bei entsprechender Drehung der Seiltrommeln 26 und 27 entweder alle Führungsseile 18, 19 und 20, 21 aufgewickelt oder abgewickelt werden, und zwar jeweils um die gleiche Länge. Die Umlcnkrollen 22, 23 bzw. 24, 25 sind derart angeordnet, daß die wirksame Länge der Führungsseile 18. 19 und 20, 21, im vorliegenden Fall die freie Länge des Führungsseils zwischen Umlenkrolle 22, 23 bzw. 24, 25 und Lastaufnahmerahmen 16, gleich lang ist für alle Führungsseile 18, 19 und 20, 21. Bei gleichem Abstand der Umlenkrolle 22, 23 bzw. 24, 25 hängt somit zwangläufig der Lastaufnahmerahmen 16 genau mittig und genau horizontal.

Die Seiltrommeln 26 und 27 sind auf einer gemeinsamen Trommelwelle 28 gelagert, die durch einen ebenfalls gemeinsamen Motor, nämlich Durchzugsmotor 29 über ein Getriebe 30 angetrieben wird. Durch diesen Durchzugsmotor 29 wird somit erreicht, daß in der Normalstellung des Lastaufnahmerahmens 16, also in der mittleren Stellung, in den Führungsseilen 18, 19 und 20. 21 gleiche Spannung vorherrscht, z. B. 500 kp je Führungsseil 18, 19 und 20, 21.

In der Normalstellung gemäß F i g. 1 und 3 sind die .Seilkräfte in den Führungsseilen 18,19 und 20, 21 gleich groß. Sobald jedoch eine Pendelbewegung vom Lastaufnahmerahmen 16 bzw. Container 17 vollführt wird, findet eine Umlagerung der Seilkräfte statt. Auch schon vor Einsetzen der Pendelbewegung findet eine Umlagerung der Seilkräfte in den Führungsseilen statt, daher entsteht bei kleineren Massenkräften überhaupt kein Pendeln. Bei einer Pendelbewegung nach links (F i g. 2) wird beispielsweise das Führungsseil 19 (und das entsprechende auf der anderen Seite des Lastaufnahmerahmens verlaufende Führungsseil 21) entlastet, während in den anderen beiden Führungsseilen 18 und 20 entsprechend große Rückstellkraft wirksam werden die das bestreben haben, die Last in die mittlere Stellung zurückzuziehen. Die Belastung in den Führungsseilen 18 und 20 bleibt erhalten auch über den Umkehrpunkt der Last, also über die äußere Stellung der Schwingungsamplitude hinaus, erhalten. Erst bein" Durchgang der Last durch die mittlere Stellung finde! eine Umlagerung der Seilkräfte von den Führungsseilen 18 und 20 auf die Fiihrungsseilc 19 und 21 statt, se

daß diese nunmehr die Rückstellkraft ausüben.

Je nach der Amplitude der Pendelbewegungen werden die Führungsseiie 18,19 und 20,21 mehr oder weniger stark von den Seiltrommeln 26 und 27 abgewickelt, und zwar werden für alle Führungsseile 18, 19 und 20, 21 gleiche Längen abgewickelt, die beim Zurückschwingen der Last entsprechend durch den Durchzugsmotor 29 wieder aufgewickelt werden. Dabei kann gemäß F i g. 2 gegebenenfalls das entlastete Führungsteil 19 bzw. 21 in einem Schwingungsbereich durchhängen. In jedem Fall wird aber eine Umgruppierung der Last von den Führungsseilen 18 und 20 auf der einen Seite auf die Führungsseile 19 und 21 auf der anderen Seite erst beim Durchgang durch die Mittelstellung vorgenommen.

Den Führungsseilen 18,19 und 20,21 ist eine gemeinsame Bremse 31 zugeordnet. Diese Bremse 31, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar auf den Durchzugsmotor 29 einwirkt, ist so ausgelegt, daß die Bremskraft etwa 50 bis 60 % des Drehmomentes des ao Durchzugsmotors 29 beträgt. Die Bremse 31 hat für die Erfindung folgende Wirkung. Beim Ausschwingen der Last, also beim Ausziehen der Führungsseile 18, 19 und 20, 21 wirkt die Bremse 31 zusätzlich, also additiv, zum Durchzugsmotor dämpfend. Die in den Seilen 18 und 20 bzw. 19 und 21 wirksame Seilzugkraft muß das Drehmoment des Durchzugmotors und das der Bremse 31 überwinden. Während der Rückkehrphase der Last in die Mittelstellung hat die Bremse 31 eine umgekehrte Wirkung, da sie dem Drehmoment des Durchzugmotors 29 entgegenwirkt. Die Last wird also mit einer um die Bremskraft verringerten Rückholkraft der gespannten Führungsseile 18 und 20 bzw. 19 und 21 zur Mittelstellung zurückgezogen. Auch diese Wirkung ist vorteilhaft, weil nach der Umkehrung der Bewegungsrichtung der Last diese bereits durch das Eigengewicht das Bestreben hat, zur mittleren Lage zurückzukehren.

Das Drehmoment des Durchzugsmotors 29 und die Bremskraft der Bremse 31 sind größenordnungsmäßig so gewählt, daß das Eigengewicht des Lastaufnahmerahmens 16 beträchtlich größer ist, so daß beim Absenken des Lastaufnahmerahmens 16 durch das Hubwerk

11 die dieser Bewegung entgegenwirkende Kraft des Durchzugsmotors 29 und der Bremse 31 überwunden wird.

Die an sich von Haus aus in ihrer wirksamen Länge gleich langen Führungsseile 18, 19 und 20, 21 können mit Einrichtungen (nicht dargestellt) versehen sein, die eine Längenveränderung ermöglichen. Durch gesteuerte Längenänderungen der Führungsseile 18, 19 und 20, 21 kann der Lastaufnahmerahmen 16 erforderlichenfalls auf eine bestimmte, von der Normalstellung abweichende (z. B. zur Schiffslage) Stellung getrimmt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin vorgesehen, daß die unteren Bereiche der Führungsseile 18, 19 und 20, 21 durch Kettenabschnitte 32 gebildet werden. Diese Kettenabschnitte 32 gewährleisten auf Grund ihrer Gewichte einen störungsfreien Lauf der Führungsseile 18, 19 und 20, 21, insbesondere der jeweils durchhängenden Führungsseile 18, 19 und 20,21.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine pendelnde Last verhältnismäßig schnell, nämlich nach etwa ein bis zwei Schwingungen zur Ruhe gebracht, je nach dem, wie groß die jeweilige Pendellänge ist. Der Zeitverlust bis zu der erforderlichen Ruhestellung der Last ist dadurch verhältnismäßig gering. Bei kleineren Lasten, z. B. bei dem unbelasteten Lastaufnahmerahmen 16 ist die Wirkung der Führungsseile 18,19 und 20, 21 derart durchgreifend, daß der Lastaufnahmerahmen 16 wie durch eine starre Führung gehalten wird.

Bei großen Hubgeschwindigkeiten kann es zweckmäßig sein, die Bremse 31 zu entlasten, um diese nicht übermäßig zu beanspruchen. Diese Entlastung der Bremse während der Hubbewegungen bei höheren Geschwindigkeiten kann selbsttätig über geeignete elektrische Schalteinrichtungen des Hubwerkes erfolgen, ohne daß es hierzu eines besonderen Aufwandes bedarf.

In Fi g. 4 sind schematisch verschiedene Phasen der erfindungsgemäßen Einrichtung bei einer Pendelbewegung einer Last dargestellt. Die Verteilung der Seilkräfte auf die einzelnen Führungsseile geht aus den einzelnen Stellungen der Einrichtung hervor.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Vermeidung bzw. Dämpfung der Pendel- und/oder Drehbewegungen von an vertikalen Hubseilen eines Hubwerks hängenden Lasten bzw. Lastgeschirren mit wenigstens zwei je an einer Seite der Last bzw. des Lastgeschirrs angreifenden Dämpfungsseilpaaren, deren schräg zueinander verlaufende Seile auf gebremste Trommeln auflaufen bzw. von diesen ablaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seile (18, 19; 20, 21) jedes der Dämpfungsseilpaare (18,19; 20, 21) jeweils gleichzeitig und in gleichen Längen auf eine gemeinsame Trommel (26, 27) auf- bzw von dieser abwickelbar sind, daß die Trommeln (26. 27) aller Dämpfungsseilpaare (18, 19; 20, 21) starr miteinander gekoppelt und unabhängig von der verlikaJen Hubbewegungsrichtung der Last (17) bzw. des Lastgeschirrs (16) stets in aufwickelndem Sinn von einem gemeinsamen Durchzugsmotor (29) angetrieben sind, und daß die Bremse (35) in beiden Wickelrichtungen der Trommeln (26, 27) wirksam ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg zueinander verlaufenden as Dämpfungsseile (18, 19; 20, 21) über mit maximalem Abstand von der vertikalen Längsmittelebene des Hubwerks (11) angeordnete obere Umlenkrollen (22,23, 24,25) geführt sind, während die miteinander gekoppelten Trommeln (26, 27) etwa im Bereich der vertikalen Längsmittelebene liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (26.27) auf einer vom Durchzugsmotor (29) angetriebenen gemeinsamen Welle (28) befestigt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Bremse (31) auf die Trommeln (26, 27) ausgeübte Moment kleiner ist als das vom Durchzugsmotor (29) auf diese ausgeübte Moment.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (31) unmittelbar auf den Durchzugsmotor (29) einwirkt.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (31) unmittelbar auf die den Trommeln (26, 27) gemeinsame Welle (28) einwirkt.