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Einrichtung zum Umschlagen von schwimmenden Containern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umschlagen von schwimmenden Containern mit
einem z. B.
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auf einem Schiff befindlichen, Seilwinden enthaltenden Hebezeug und
mit einem Tragrahmen, der von geflaschten, mit je einem Strang an die Winden-Trommel
angeschlossenen Seilen getragen wird und der mit jeweils einem aus dem Wasser herauszuhebenden
oder auf das Wasser abzusenkenden Container auf dessen Oberseite kuppelbar ist,
unter Anwendung einer Vorrichtung zum Straffhalten der Winden-Seile bei Seegang.
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Bei einer solchen Einrichtung, die aus der USA-Patentschrift 3 361
274 bekannt ist, wird das Straffhalten der Winden-Seile bei Seegang dadurch bewirkt,
daß die Oberflaschen jedes Winden-Seiles, von dem ein Strang in waagerechter Richtung
oder mit geringer Neigung zu einer Winden-Trommel geführt ist, in einem Schlitten
gelagert sind, der an dem Gerät des Hebezeuges in lotrechter Richtung verschiebbar
geführt ist' und daß auf diesen Schlitten immer eine nach oben gerichtete Zugkraft
wirkt, indem ein 9eil über Umlenkrollen, die am Gertist des Hebezeuges in grdßerer
Höhe als das obere Ende des Verschiebeweges des Schlittens gelagert sind, geftihrt
sowie mit einem Ende an dem Schlitten und mit dem anderen Ende an einem Gegengewicht
befestigt ist.
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Der Tragrahmen hat hierbei ein solches Gewicht, daß er, solange er
nicht von einem im Wasser unterhalb des Hebezeuges schwimmenden Container getragen
wird, die Schlitten unter tberwindung der nach oben gerichteten Zugkräfte der Gegengewichte
in ihren untersten Stellungen
in den lotrechten Ftlhrungen hält.
Wenn aber der Tragrahmen auf den schwimmenden Container aufgesetzt ist und dieser
durch eine Welle angehoben wird, werden die Winden-Seile entsprechend entlastet.
Sie werden aber nicht schlaff, weil die Gegengewichte die Schlitten in den lotrechten
FUhrungen so weit nach oben ziehen, daß die Seile straff gespannt bleiben.
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Diese Einrichtung hat einmal den Nachteil, daß die lotrechten Bohrungen
der Schlitten so lang sein müssen, daß sie mindestens einen dem größten zu erwartenden
Wellenberg entsprechenden FUhrungsweg ergeben. Das bedingt eine entsprechend große
Bauhöhe des als Bockkran ausgebildeten Hebezeuges.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung besteht in folgendem.
Wenn der auf den schwimmenden Container aufgesetzte Tragrahmen mit dem Container
gekuppelt worden ist und der Container darauf mittels der Seil-Winden aus dem Wasser
herausgehoben werden soll, so ist angesichts des großen Gewichtes des Containers
die Hubgeschwindigkeit kleiner als die Geschwindigkeit, mit welcher der Container
durch einen Wellenberg angehoben wird.
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Infolgedessen werden die Winden-Seile, wenn sich der Container beim
Einschalten der Winden-Antriebe in einem Wellental befindet, zunächst noch nicht
von dem Gewicht des Containers belastet. Vielmehr werden sie nur von den Gegengewichten
straff gehalten, welche die Schlitten mit t den Oberflaschen-in den lotrechten FUhrungen
so weit nach oben ziehen, wie es durch das Überwiegen der Steiggeschwindigkeit @@@@@@@@@@@@@@@@
des Wellenberges über die EinziehgEschwindigkeit der Winden-Seile bedingt ist.
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Sobald aber auf den Wellenberg ein Wellental folgt, zieht der sich
nunmehr schnell nach unten bewegende Container die Schlitten gegen den Widerstand
der Gegengewichte nach unten, da die Hubwirkung der Seilwinden erst dann eintreten
kann,
wenn die Schlitten an den unteren Enden der lotrechten Bohrungen angelangt sind
und so ein Widerlager für die Windenseile bilden. Das ist aber mit einem erheblichen
Schlag verbunden, da die Schlitten sich mit beträchtlicher Geschwindigkeit auf die
unteren End-Begrenzungen der lotrechten Puhrungen aufsetzen und in demselben Augenblick
die von den Winden-Trommeln ausgehenden Zugkräfte in den Winden-Seilen wirksam werden.
Ein solcher Schlag tritt auch ein, wenn sich der Container beim Einschalten der
Winden-Antriebs auf einem Wellenberg befindet und daher die Schlitten durch die
Gegengewichte in den lotrechten Ftthrungen entsprechend weit nach oben gezogen sind.
Denn sofort nach dem Einschalten der Winden-Antriebe werden die Schlitten durch
die Winden-Seile, die einerseits von den Winden-Trommeln eingezogen und andererseits
von dem auf dem Wasser absinkenden { Container nach unten gezogen werden, mit großer
Geschwindigkeit zu den unteren End-Begrenzungen der lotrechten Bohrungen bewegt,
so daß sie dort schlagartig auftreffen, wobei im selben Augenblick die Winden-Seile
durch das Gewicht des Containers belastet werden. Derartige schlagartige Belastungen
sind naturgemäß der Einrichtung sehr abträglich, da sie Seil-Risse, Lager-Schäden
und sonstige Beschädigungen des Kranes zur Folge haben können. Die bekannte Einrichtung
ist daher nur bei ruhigem Wasser oder nur ganz geringfügigen Wellen-Bewegungen brauchbar.
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Demgegentiber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die geschilderten Nachteile vermieden
werden, daß man also auch bei starkem Wellengang die Container zuverlässig aus dem
Wasser herausheben oder sie auf das Wasser absetzen kann.
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Das wird in erster Linie dadurch erreicht, daß eine Seegangfolge-Trommel,
an welche jedes Winden-Seil mit einem anderen Strang der Flaschung auf- und abwickelbar
angeschlossen ist, mit einem Durchziehmotor in eine Wirkungsverbindung im Sinne
des Aufwickelne des Seil-Stranges gebracht und an einem Drehen im Sinne des Abwickelns
des Seil-Stranges durch eine Freilauf-altevorrichtung verhindert werden kann. Zweckmäßig
weist die Freilauf-Haltevorrichtung eine Bremse und eine Lastdruck-Sperrkupplung
auf und wirkt ein Hilfsmotor nach dem Lösen der Bremse auf den mit dieser verbundenen
Teil der Lastdruck Sperrkupplung mit hoher Geschwindigkeit im Sinne des Abwickelns
des Seil-Stranges von der Seegangfolge-Trommel.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausftihrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; und zwar zeigt Fig. 1 einen im Wasser schwimmenden Container und das
Heck eines die Einrichtung aufweisenden Schiffes in Stirnansicht, Fig. 2 eine Ecke
eines Tragrahmens in Ansicht i sowie eine zugehörige Seil-Winde und eine zugehörige
Haltevorrichtung tells in Ansicht und teils im Schnitt, Fig. 3 schematisch zwei
Seil-Winden mit Antriebsaggregaten, Fig. 4 eine gcke eines Tragrahmens in einer
abgewandelten Konstruktion in einem lotrechten Schnitt, Fig. 5 einen Teil eines
Containers in einer dem Tragrahmen nach Fig. 4 angepaßten AusfAhrung in Seitenansicht
und Fig. 6 die Ansicht mit der Blickrichtung nach dem Pfeil A in Fig. 5.
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Das Schiff hat an seinem Heckteil gabelartig nach hinten ragende Träger
2o In den zwischen Ihnen befindlichen Raum kann ein Container3, der in beladenem
Zustand im Wasser schwimmt, mit Hilfe von Bugsierschleppern so eingefahren werden,
daß seine lotrechte Längsmittelebene etwa mit der lotrechten Längsmittelebene des
Schiffes übereinstimmt. Um zu verhindern, daß der Container nennenswerte waagerechte
Bewegungen ausführt, sind Scheuerhölzer 4 von den unteren Rädern der Träger 2 hydraulisch
bis nahe an die üSer das Wasser hinausragenden Teile der Sie tenwände des Containers
3 herangefahren.
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Auf den Trägern 2 sind Schienen 5 verlegt, auf denen ein Bockkran
6 fährt. Dieser hat vier Seilpinden, deren Trommeln in Fig. 1 mit 7 bezeichnet sindyind
die weiter unten näher beschriebenen Seegangolge-Trommeln 8. Die Winden-Seile 9,
die einerseits an die Winden-Trommeln 7 und andererseits an die Seegangfolge-Trommeln
8 auf- und abwikkelbar angeschlossen sind, laufen unter Fiechen-Rollen lo hinweg,
die an den Ecken eines rechteckigen Tragrahmens 11 auf dessen Oberseite gelagert
sind.
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Von den Ecken des Tragrahmens 11 ragen Kupplungszapfen 12 nach unten,
die unten spitz auslaufen. Sie sind in dem Tragrahmen 11 um ihre lotrechten Achsen
drehbar gelagert und haben Bajonett-Ansätze 13. Ferner ist der X Tragrahmen 11 mit
an sich bekannten Eck-FUhrungen 14 versehen.
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Wenn der Tragrahmen 11 mit Hilfe der Seilwinden auf den Container
3 abgesetzt wird, treten die Kupplungszapfen 12 in entsprechende Bohrungen ein,
die sich in den verstärkß ten Ecken des Containers befinden. Wenn der Tragrahmen
11 an allen vier Ecken völlig zur Auflage auf demContainer 3 gelangt, wird durch
Schalter 15 ein Motor betätigt, mittels dessen die vier Kupplungs-Zapfeti unter
Vermittlung
einer Ketj um ihre lotrechten Achsen so gedreht werden,
daß die Bajonett-Ansätze 13 hinter entsprechende Bajonett-Ansätze in dem Container
treten, also der Tragrahmen 11 und der Container 3 fest zusammengekuppelt sind.
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Die Schalter 15 werden durch Hebel 16 betätigt, die in der Nähe der
Kupplungs-Zapfen 12 in dem Tragrahmen 11 so gelagert sind, daß Je ein Arm gegenüber
der Unterseitedes Tragrahmens 11 nach unten vorsteht, solange dieser noch nicht
auf den Container aufgesetzt ist, und daß die Hebel 16 beim Aufsetzen des Tragrahmens
so verschwenkt werden, daß sie die Schalter 15 betätigen.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist jedes Winden-Seil 9 -beispielsweise sind für
jede Ecke des Tragrahmens 11 zwei parallele Winden-Seile vorgesehen- mit einem Ende
zu der Winden-Trommel 7 und mit dem anderen Ende zu der Seegangfolge-Trommel 8 geführt.
Die Winden-Trommel 7 steht über Zahnräder-Vorgelege 17 in Antriebsverbindung mit
einem Motor 18, dessen Welle mit einer Halte-Bremse l9Bversehen ist.
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Die Seegangfolge-Trommel 8 steht über einen Lage Zapfen auf der einen
Stirnseite und über ein Vorgelege mit einem Durchziehmotor 20 in Verbindung. Wenn
dieser eingeschaltet ist, übt er auf die Seegangfolge-Trommel 8 ein Drehmoment im
Sinne des Aufwickelns der Winden-Seile 9 auf diese Trommel aus. Dieses Drehmoment
ist so bemessen, daß es von dem an dieser Ecke in den Seilen 9 wirksamen Anteil
des Gewichtes des Tragrahmens 11 überwunden wird.
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Die dem Durchæiehmotor 20 gegenüberliegende Stirnseite der Seegangfolge-Trommel
8 ist offen. Von dieser Seite her ragt in das Innere der Seegangfolge-Trommel eine
zu der Lastdruck-Sperrkupplung gehdrende Welle 21 herein, die mit gegenläufigen
Gewindegängen versehen ist. Auf diesen sitzen als Muttern zwei Scheiben 22, zwischen
denen sich Kupplungs-Lamellen befinden. Eine Gruppe 23 dieser
ser
Lamellen ist gegenüber den Scheiben 22 undrehbar, während die zwischen diesen Lamellen
und den Scheiben 22 befindlichen Lamellen 24 der anderen Gruppe gegenüber der Seegangfolge-Trommel
8 undrehbar sind.
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Die Welle 21 steht über ein Vorgelege 25 mit einem Hilfsmotor 26 in
Antriebsverbindung, dessen Welle mit einer Haltebremse 27 versehen ist. Die Steigungsrichtungen
der Gewindegänge auf der Welle 21 sind so gewählt, daß, sofern die Seile 9 durch
die Last in Senkrichtung belastet werden, die Scheiben 22 dank der Lamellenreibung
auf der Welle 22 gegeneinander geschraubt werden, so daß die Lamellen 23 und 24
in Reibverbindung miteinander stehen und die Trommel 8 festhalten, unter der Voraussetzung,
daß die Bremse 27 geschlossen ist und somit das Antriebszahnrad 25 und die Welle
21 festgehalten werden.
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In diesem Zustand bildet die Trommel 8 bei angehängter Last für die
Seile 9 einen Festpunkt. Sofern infolge des abheben des Containers durch einen Wellenberg
die Seile 9 entlastet werden, werden diese durch die Wirkung des Spannmotors 20
straff gehalten, da in diesem Falle infolge Umkehr der Kraftrichtung die Scheiben
22 sich auf den gegenläufigen Gewinden der Welle 21 voneinander entfernen und den
Reibungsschluß zwischen den Lamellen 23 und 24 bis auf einen kleinen Rest aufheben.
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Vorstehende Funktion tritt also ein, wenn durch die Bremse 27 die
Welle 21 festgehalten ist, also stillsteht.
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Sofern bei geöffneter Bremse 27 der Hilfsmotor 26 in bezug auf die
Trommel 8 im Senksinne läuft, werden infolge Wirkung der Geffiehe Gewinde auf der
Welle 21 die Scheiben 22 und 23 voneinander entfernt, und die Iamellenkupplung 23,
24 wird offengehalten. In diesem Fall ist die Trommel 8 von dem Antriebszahnrad
25 gelöst bis auf eine
kleine Restreibung zwischen den Lamellen,
die Trommel kann aber durch den Spannmotor 20 im Sinne des Seilaufwickelns angetrieben
werden. In diesem Zustand können die Seile 9, veranlaßt durch den von den Wellen
bewegten Container auf- und abgewickelt werden unter der Voraussetzung, daß die
vertikale Geschwindigkeit des Absinkens einer Welle und damit des Containers nicht
größer als die durch den Hilfsmotor 26 vorgegebene Senkgeschwindigkeit an der Achse
21.ist.
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Wenn der Container 3 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage aus dem
Wasser herausgehoben und in das Schiff 1 geladen werden eoll, geht man folgendermaßen
vor.
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Zunächst wird der Tragrahmen 11 mittels der Seilwinden soweit abgesenkt,
daß er dicht über dem Container 3 schwebt, wenn dieser durch die Wellenberge angehoben
ist. Man beobachtet zunächst die gewöhnlich unterschiedlichen Höhen der Wellenberge
und setzt in einem geeigneten Zeitpunkt, wenn der Container wieder von einem Wellenberg
angehoben ist, den Tragrahmen 11 auf den Container ab. Das geschieht indem die Haltebremse
27 geöffnet und gllichzeitig der Hilfsmotor 26 eingeschaltet wird, der bewirkt,
daß die Wele 21 mit großer Geschwindigkeit in diesem Sinne gedreht wird, der dem
Abwickeln der Seile 9 von der Seegangfolge-Trommel 8 entspricht. Der Durchzjeh-Motor
20 ist hierbei ausgeschaltet. Demgemäß laufen die Winden-Seile 9 an den vierll Ecken
des Tragrahmens 11 unter dem Gewicht dieses Rahmens sehr rasch von den Seegangfolge-Trommeln
8 ab, so daß der Tragrahmen 11 schnell auf den Container aufgesetzt wird, wobei
die Kupplungs-Zapfen 12 in die entsprechenden Bohrungen des Containers eintreten.
Wie schon beschrieben, werden dann sofort die Kupplungs-Zapfen 12 unter der Vermittlung
der Nebel 16 und der Schalter 15 gedreht, eo daß eine feste Bajonett-Verbindung
an allen vier Ecken hergestellt wird.
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Gleichzeitig werden die Durchzieh-Motoren 20 eingeschaltet. Wenn nunmehr
der Container 3 mit dem Tragrahmen 11 von den Wellen angehoben und sXesenkt wird-,
bleiben die Winden-Seile 9 straff, da die Durchzieh-Motoren 20 diese Seile immer
sö weit wie möglich auf die Seegangfolge-Trommeln 8 aufspulen. Dabei laufen die
Hilfsmotoren 26 mit x voller Drehzahl iSe * ñne, so daß die Lastdruck-Sperrkupplungen
21, 22, 23, 24 offen gehalten werden.
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DasAuf- und Abtanzen des Containers wird gemessen, indem die Umdrehungen
der Läufer der Durchziehmotoren 20 ermittelt werden. Aus den so gewonnenen Werten
wird über einen Differential-Empfänger festgestellt, welchen Weg der Schwerpunkt
des Containers bei dem Auf- und Abtanzen ausführt. Zweckmäßig werden mehrere Resultate
gespeichers damit die optimale Höhenlage des Containers auf einem Wellenberg, d.h.
der höchste Punkt der Container-Mitte, festgestellt werden kann. Wenn diese optimale
Höhenlage des Containers danach wieder erreicht wird, wird die Haltebremse 27 schnell
geschlossen und der Hilfsmotor 26 abgeschaltet. Gleichzeitig werden die Motore 18
für die Winden-Trommels7 im Sinne des Hebens eingeschaltet0 Infolge dessen wird
der Container 3 von dem Wellenberg abgehoben. Denn die Seegangfolge-Trommel 8 wird
durch die Haltebremse 27 an einem Drehen im Sinne des Abwickelns der-Windenseile
9 gehindert. Die Dur¢hziehmototen 20 bleiben bei dem Herausheben des Container 3
aus dem Wasser eingeschaltet, so daß die Winden-Seile 9, falls eine nachfolgende
Welle den Container schneller heben sollte, als es mittels der Seilwinden geschieht,
straff gehalten bleiben.
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Falls der Container beim Herausheben nicht genau waagerecht gehalten
wird, kann dies korriegiert werden, indem die Motoren 18 der Seilwinden entsprechend
gesteuert werden. Von den 4 Winden-Trommeln 7 erhalten zwei einen gemeinsamen Antrieb
unter Vermittlung eines ifferential-Getriebes 28, wie es aus ig. 3 ersiehtlxeL set,
so daß
man eine Dreipunktaufhängung des Containers erhält.
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Wenn der Container 3 mittels der Seilwinden bis über Deckhöhe angehoben
ist, wird er mittels des auf den Schienen 5 fahrenden Bockkranes 6 über den Laderaum
des Schiffes 1 gebracht und in diesen abgesenkt. Das Entkuppeln des Tragrahmens
11 von dem Container erfolgt dann durch Zurückdrehen der Kupplungszapfen 12.
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Wenn ein Container aus dem Schiff ausgeladen wird und zu diesem Zweck
auf das Wasser abgesetzt werden soll, wird der an den Tragrahmen 11 angekuppelte
Container von dem auf den Trägern 2 stehenden Bockkran zunächst mittels der Seilwinden
soweit abgesenkt, daß er auch bei Wellenbergen nicht in das Wasser eintaucht. Es
werden dann mehrere Wellenberge abgewartet, um festzustellen, in welchem Rhytmus
jeweils ein höchster Wellenberg auftritt. Diese Beobachtung kann mit Hilfe eines
Schwimmers (Pegelanzeigers) gemessen und gespeichert werden. Im Augenblick eines
höchsten Wellenberges wird durch Öffnen der Haltebremsen 27 und Einschalten der
Hilfsmotoren 26 der Container schnell auf das Wasser abgesenkt. Hierbei werden die
Windenseile 9, da die Lastdruck-Sperrkupplungen geöffnet sind und die Hilfsmotoren
26 im Senksinne laufen, immer in der Weise von dez Seegangfolge-Trommeln abgespult,
wie es dem Absinken des Containers in den Wellentäler entspricht. Wenn der Container
mit den Wellenbergen angehoben wird, werden die Windenseile 9 mittels der Durchzieh-Motoren
20 straff gehalten.
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Während der Oontainer auf den Wellen auf- und abtanzt, wird seine
Bewegung beobachtet und beim Erreichen einer Höchststellung auf einen Wellenberg
werden die Eupplungszapfen eo gedreht, daß der Tragrahmen 11 von dem Container abgekuppelt
wird. Danach werden die Motoren 18 der Seilwinden im Hubsinne eingeschaltet und
die Haltebremsen 27 geschlossen, so daß der Tragrahmen hochgezogen wird.
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Nach Fig. 4 und 5 erfolgt das Ankuppeln eines Containers an den Tragrahmen
11 mit Hilfe von Kupplungs-Zapfen 29, die an den Ecken des Containers von diesem
nach oben ragen und spitz auslaufen. Sie treten beim Absenken des Tragrahmens 11
passend in Bohrungen 29 a ein, die sich an den Ecken des Tragrahmens in an diesen
sitzenden Eck-Stücken 30 befinden. Zur Erleichterung des Einführens hat Jedes Eck-Stück
30 auf seiner Unterseite eine trichterförmige Erweiterung 31. Die Eck-Stücke 30
hängen mit Hilfe von Laschen 32, Ausgleichhebeln 33 und Gehängen 34 an den Achsen
je zweier Flaschenrollen 35.
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Jeder Kupplungszapfen 29 hat einen Schlitz 36. In diesen wird, wenn
der Kupplungs-Zapfen in die Bohrung 29 a des betreffenden Eck-Sttickes völlig eingefahren
ist, ein Flach-Keil 37 hochkant stehend eingeschoben. Dieser Keil ist in einer Quer-Öffnung
38 des Eck-Stückes 30 verschiebbar gefXtrt. Zum Verschieben dient beispielsweise
ein hydraulisches Kraft-Gerät 39. Zur Betätigung dieses Gerätes ist ein Schalter
40 vorgesehen, der unter dem Einfluß eines Winkel-Hebels 41 steht. Ein Arm dieses
Hebels ragt als Taster durch eine Queröffnung in den oberen Teil der Bohrung 29
a des Eck-Stückes 30 hinein. Wenn der Kupplungs-Zapfen 29 in seine Endstellung in
der Bohrung eintritt, verschwenkt er den Winkelhebel 41 so, daß der Schalter 40
betätigt und demzufolge mittels des Gerätes 39 der Flachkeil 37 durch den Schlitz
36 des Zapfens 29 hindurchgesteckt wird.
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Jeder Container 3, der gemäß Fig. 5 mit nach oben ragenden Kupplungs-Zapfen
29 versehen ist, hat an seiner Unterseite Bohrungen, in welche dann, wenn die Container
übereinandergesetzt werden, die nach oben ragenden Eupplungs-Zapfen 29 des jeweils
unteren Containers mit Spiel,eintreten.
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Ansprüche t