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Die Erfindung betrifft einen Kran mit Brückenausleger nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Kräne mit Brückenausleger, insbesondere in Form eines Containerkrans mit Brückenausleger, sind in vielen Ausführungsformen bekannt geworden. Beispielhaft sind die
DE 23 41 725 A1 ,
DE 38 37 726 A1 und die
DE 40 40 072 A1 zu nennen, in denen mehr als eine Katze Verwendung findet.
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Während die erste Druckschrift auf einen Brückenkran mit Visiereinrichtung gerichtet ist, und eine Seilführung keine Erwähnung findet, ist aus der
DE 38 37 726 A1 ein Verfahren zur Verladung von Schwergut bekannt, daß die dynamischen Kraft und den Verschleiß der Anlagenbauteile durch ein ”Aufstehen” der Last vermindert werden.
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Aus der
DE 40 40 072 A1 ist dann ein Transportwagen für Schwerlasten bekannt, bei dem die Tragelemente in ihrer Länge anpassbar sind.
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Weiter ist bei Kränen ein Teleskopausleger wie aus der
DE 31 13 763 A1 allgemein bekannt. Auch ist aus der
DE 44 22 099 A1 eine Einrichtung zum Be- und Entladen von Stückgut bekannt, bei der Teleskoparme einzelne Paletten verfahren. Aus der
FR 13 71 983 A sind Flaschenzüge an Kränen, aus der
US 3 269 562 A Steuermittel für Kräne bekannt.
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Insbesondere bei Mehrkatzsystemen und/oder großen Ausladungen des Auslegers ergeben sich an die Stahlbaukonstruktion hohe Herausforderungen, damit die zulässigen Gewichte und Elastizitäten nicht überschritten werden. Die maximal zulässige Kajenbelastung ist ein limitierender Faktor für den Bau von Containerkranen mit Brückenauslegern.
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Daher sind einige der vorbekannten Lösungen mit sehr schweren Auslegern für die meisten real existierenden Kaianlagen unbrauchbar.
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Durch größere Schiffe werden auch immer größere Container-Verladebrücken notwendig. Bei größer werdenden Ausladungen der Ausleger ergeben sich dabei zunehmend Probleme mit der Torsionssteifigkeit des Auslegers.
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Die Erfindung besitzt die Aufgabe, einen Kran mit einem leichtem torsionssteifen Brückenausleger zu schaffen. Dieses Problem wird in den zitierten Druckschriften nicht angesprochen.
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Erfindungsgemäß wird dies durch einen Kran mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.
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Insbesondere ist durch die Verwendung von Seilspannungseinrichtungen eine leichtere Stahlkonstruktion möglich, wobei die auf die Stahlkonstruktion von unten her wirkenden Lasten durch erhöhte Zugspannungen einzelner Seile ausgeglichen werden. Falls mehrere Halteseile vorgesehen sind, lassen sich auch Verwindungen des Auslegers durch entsprechend höhere Seilspannungen vermeiden bzw. korrigieren.
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Die Erfindung wird anhand von fünf schematischen Figuren, teilweise als Schnittdarstellung, beispielhaft beschrieben, wobei die
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1 eine gesamte Seitenansicht eines Krans mit Brückenausleger und Stellzylindern auf dem Ausleger zeigt,
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2 eine Detail-Ansicht eines Endpunkts der Auslegerabspann- und Einziehseile mit Stellzylinder auf dem Ausleger darbietet,
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3 eine gesamte Seitenansicht eines Krans mit Brückenausleger und Stellzylindern im Maschinenhaus zeigt,
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4 eine Detail-Ansicht eines Endpunkts der Auslegerabspann- und Einziehseile mit Stellzylinder im Maschinenhaus zeigt,
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5 einen schematischen Schaltplan der hydraulischen Seilspanneinrichtung darstellt.
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Der erfindungsgemäße Kran mit Brückenausleger besteht – ähnlich wie die gattungsgemäßen, vorbekannten Containerkrane mit Brückenauslegern aus einem Portal und einem wasserseitigen, einklappbaren Brückenausleger 103, 203, 303, 403. Der Brückenausleger 103, 203, 303, 403 ist über den Pylon 101, 301 und den Spitzenausleger 102, 302 mit den festen Zugbändern 104, 304, 109, 309, 409 (landseitig) und mit den beweglichen Zugband 106, 306 (wasserseitig) abgespannt. Auf dem landseitigen Ausleger befindet sich das Maschinenhaus 133, 333. In dem Maschinenhaus 133, 333 befindet sich das Auslegereinzieh- und Haltewerk. Unter den Auslegern laufen die Katzen 110, 310. Die Führerkanzeln 112, 312 befinden sich verfahrbar auf dem Ausleger und im Portalbereich. Das zu be- oder entladende Containerschiffe 150, 350 (in diesem Beispiel ein sogenannter ,Megafrachter' (engl. „mega vessel”) mit 16 Reihen Containern auf dem Oberdeck) ist in 1 in Umrissen dargestellt. Der wasserseitige Brückenausleger 103, 203, 303, 403 ist um einen Drehpunkt drehbar gelagert.
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Nicht dargestellt in den Figuren sind die Katzfahrantriebe und das Kranfahrwerke ist lediglich angedeutet. Ebenfalls fehlen der Übersichtlichkeit halber Begehungen wie Leitern, Treppen, Plattformen, Handläufe, Aufzüge, Energieversorgung, Beleuchtung etc.
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Der erfindungsgemäße Kran mit Brückenausleger verfügt über mindestens eine oder vorzugsweise mehrere Laufkatze(n) 110, 310. Diese Laufkatzen haben die Eignung, einen Container, üblicherweise mit einem Automatik-Spreader, aus dem Schiff zu heben und üblicherweise im Bereich eines mit den Bezugszeichen 131, 331 bezeichneten Ortes des Portals abzusetzen bzw. in Umkehrung dieses Prozesses zu verfahren. Der an sich schwere wasserseitige Brückenausleger 103, 203, 303, 403, wie auch des landseitige Ausleger werden durch den Pylon 101, 301, den Spitzenausleger 102, 302, das Zugbandsystem 106, 306 und das Seilsystem 140(a–e), 240(a–e), 340(a–e), 440(a–e) abgespannt.
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Der wasserseitige Brückenausleger 103, 203, 303, 403 wird ohne feste Zugbänder zwischen einem Spitzenausleger 102, 302 und einem wasserseitigen Brückenausleger 103, 203, 303, 403 auch während des Umschlagbetriebs in den Seilen 140(a–e), 240(a–e), 340(a–e), 440(a–e) gehalten. Besondere Zugbänder, üblicherweise aus Stahlprofilen, entfallen vollständig. Das Auslegereinzieh- und Haltewerk im Maschinenhaus 133, 333 besteht in der bevorzugten Ausführungsform aus zwei getrennten Maschinensätzen, die jeweils eine rechte und eine linke Hälfte des wasserseitigen Brückenauslegers 103, 203, 303, 403 bedienen und ist mit Regeleinrichtungen ausgerüstet, die den wasserseitigen Brückenausleger 103, 203, 303, 403 ständig in einer idealen horizontalen Position halten kann.
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Die Seiltrommeln bestehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach 1 aus jeweils vier Abschnitten, auf die die Seile 140(b–e), 240(b–e), 340(b–e), 440(b–e) gespult werden können. Entsprechend der zu spulenden Seilmenge besitzen die Stufen einen jeweils angepassten Durchmesser. Die Trommeln sind entweder miteinander gekuppelt oder unabhängig voneinander. Die Regeleinrichtung ist in einer Ausführungsform mit Überlagerungsgetriebe durchgebildet, wobei der überlagernde Teil eine geringe rotatorische Trägheit besitzt und ein schnelles Nachregeln entsprechend der Belastungsänderungen erlaubt.
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Der wasserseitige Brückenausleger 103, 203, 303, 403 ist vorzugsweise in einer Leichtbauweise und/oder aus Leichtbauwerkstoffen (z. B. Aluminium, faserverstärktem Kunststoff) ausgeführt. Ein möglicher Durchhang, eine mögliche Biegung und Torsion werden durch das Auslegereinzieh- und Haltewerk zum großen Teil ausgeglichen. Der Teil der Lasten, der noch zu Verformungen im unerwünschten Umfang führen könnte, wird durch eine Verschiebeeinrichtung 144, 244 an den Umlenkrollen 246 zwischen wasserseitigem Brückenausleger und den Einzieh- und Halteseilen 140(a–e), 240(a–e) ausgeglichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform (vgl. 2) besteht diese Verschiebeeinrichtung 144, 244 aus dem Stellzylinder 245, der in einen Rahmen 249 aufgehängt ist, und dem verschiebbaren Seilrollenlager 248, das über den Weg in dem Verschiebeschlitz 247 die Seilrolle 246 verschieben kann. Vorzugsweise ist die Verschiebeeinrichtung dann wirksam, wenn eine signifikante Laständerung eintritt. Die Regelung erfolgt so, dass Schwingungen, angeregt durch Umschlagbetrieb, Wind und Regelung selbst, sicher verhindert werden.
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Die 3 und 4 zeigen eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung. Auf dem Ausleger 303 befinden sich die Umlenkrollen 351, die von den Seile 340(b–e) umschlungen werden. Die Seile 340, 440 werden im Maschinenhaus über die Seilspanneinrichtung 453 zur Winde 452 geführt. Die Winde 452 ist als Durchlaufwinde ausgeführt mit konstantem Seileinlauf (ohne Wandern des Seils in den Rillen beim Spulen) und ist in der bevorzugten Ausführung wenigstens so oft vorhanden wie es Seilflaschenzüge über dem wasserseitigen Ausleger 103, 203, 303, 403 gibt. Die Seilspanneinrichtung ist geeignet, als umgekehrter Flaschenzug zu wirken mit wenigstens einer Einscherung und wird beispielhaft von dem Zylinder 454 angetrieben.
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Der Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht in dem sehr leichten und einfachen Aufbau des wasserseitigen Brückenauslegers unter Vermeidung der bekannten Nachteile bei der Verwendung von Seilen durch deren geringes Elastizitätsmodul. Der wasserseitige Brückenausleger erscheint damit nach außen als ausgesprochen steif. Diese Steifigkeit wird durch die dynamische Abspannung erreicht.
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Während des Auftoppens des wasserseitigen Auslegers 103, 203, 303, 403 wird das bewegliche Zugband 106, 306 in den Gelenken geknickt und der Spitzenausleger 102, 302 in dem Fußpunkt geschwenkt. Durch diese Stellung des Spitzenauslegers 102, 302 mit dem weit über dem wasserseitigen Brückenausleger 103, 203, 303, 403 hinausragenden Seilrollenkopf werden die Abspannseile 140(b–e), 240(b–e), 340(b–e), 440(b–e) auf der Wasserseite verkürzt und der Winkel zwischen Ausleger und Seilen vergrößert. Das hat zur Folge, dass:
- – die wasserseitigen Abspannseile weniger oft eingeschert werden müssen,
- – der Seildurchhang vermindert wird,
- – der wasserseitige Ausleger eine höhere Seitenstabilität erhält durch die breite Basis des Spitzenauslegers 102, 302,
- – die Torsion des wasserseitigen Auslegers 103, 203, 303, 403 vermindert wird, und
- – die Elastizität und Schwingungsneigung vermindert werden.
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Die Flaschenzüge am wasserseitigen Brückenausleger 103, 203, 303, 403 und dem Spitzenausleger 102, 302 haben vorzugsweise unterschiedliche Einscherungen, um entsprechend der auftretenden unterschiedlichen Lasten durch die verschiedenen Winkel zum wasserseitigen Brückenausleger 103, 203, 303, 403 ein Anpassung zu ermöglichen. Damit zuerst der wasserseitige Ausleger 103, 203, 303, 403 eingezogen werden kann, ist der Einziehwerksflaschenzug zwischen Pylon 101, 301 und Spitzenausleger 102, 302 weniger oft eingeschert als die Flaschenzüge zwischen Spitzenausleger 102, 302 und Brückenausleger 103, 203, 303, 403. Nachdem der Brückenausleger 103, 203, 303, 403 an einem hier nicht dargestellten Fanghaken anliegt, wird der Spitzenausleger 102, 302 eingezogen und mit einem hier nicht dargestellten Fanghaken gesichert.
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In der zu bevorzugenden Ausführung sind die Auslegereinzieh- und Haltewerke mindestens zweimal ausgeführt und unabhängig von einander zu bedienen und sind in der Lage, auch einzeln die Gesamtlast für den Notfall zu übernehmen.
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In der 5 ist die hydraulische Schaltung für die Regelung der Stellzylinder schematisch dargestellt. Hydrospeicher 556, 557, 558 sind mittels Ventilen und Hydromotor- und -pumpe 571, 570 mit den Stellzylindern 561, 454 oder 245 verbunden. Die unterschiedlichen Hydrospeicher erlauben unterschiedliche Druckniveaus und ermöglichen damit eine angepaßte und schnelle Regelung der Stellzylinder.
