DE19939193C2 - Verladekran-Katzantrieb mit Linearmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verladekran, vorzugsweise zum Verladen von Containern, bei dem ein Linearsystem (13) zum Bewegen der verfahrbaren Katze (8) an mindestens einem Brückenelement (11, 12) angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass auch mit hohen Lasten bei großen Beschleunigungen und hohen Geschwindigkeiten mittels Katze (8) verfahren werden kann und ein genaues und schnelles Positionieren der Lasten möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verladekran, vorzugsweise zum Verladen von Containern, entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Der Verladekran mit Katzantrieb mit Linearmotor ist geeignet für Krane aller Art, insbesondere für Containerkrane, Krane mit Drehlaufkatzen, Wandlaufkatzen, Decken- und Hängekrane, Brückenkrane oder Blockkrane. Die Erfindung ist insbesondere geeignet für Krane, bei denen hohe Beschleunigungswerte und ein exaktes Positionieren der Laufkatzen erforderlich sind, insbesondere Katzantriebe von Containerbrücken. Katzen von Verladekranen, beispielsweise Containerbrückenkatzen, werden zurzeit mit zwei verschiedenen Systemen angetrieben. Entweder erfolgt der Antrieb über die Katzräder oder über einen Seilzug. Bei direkt angetriebenen Katzrädern ist insbesondere bei Feuchtigkeit die Traktion (durchdrehende Räder) nicht ausreichend, um auf der vorgegebenen Wegstrecke eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen beziehungsweise bei hoher Geschwindigkeit die Katze vor dem Puffer oder der vorgesehenen Position zum Halten zu bringen.

Bei Seilzugkatzen spielt die Traktion keine Rolle. Es müssen aber Maßnahmen gegen den Seildurchhang vorgenommen werden. Insbesondere die Positioniergenauigkeit leidet bei Seilzugkatzen aufgrund der Seildehnung, so dass ein genaues Positionieren häufig problematisch ist.

Aus DE-OS 23 41 725 geht ein Brückenkran hervor, dessen Katzen mit direkt angetriebenen Katzrädern auf den Trägerteilen verfahren, so dass zwangläufig bei hohen Umschlagzahlen und hohen Geschwindigkeiten Probleme auftreten müssen.

Durch immer höhere Containerumschlagzahlen werden immer schnellere Containerumschlagzeiten erforderlich. Um diese zu erreichen, werden die Containerbrückenleistungen stärker, dass heißt, die Geschwindigkeit und die Beschleunigungswerte werden ständig größer. So können beispielsweise Krangeschwindigkeiten von 240 Meter pro Minute realisiert werden, was jedoch in der Praxis aufgrund der oben gezeigten Probleme schwer umsetzbar ist.

Aus EP 0 636 561 A1 ist ein Transportsystem bekannt, mit welchem Gegenstände oder Wagen entlang einer bestimmten Strecke transportiert werden, das auf der Basis von Linearmotoren funktioniert. Dabei rollen die Transportbehälter auf Rädern entlang einer bestimmten vorgegebenen Tranportstrecke zum Ort ihrer Bestimmung. Im Wesentlichen beschreibt das Dokument Möglichkeiten, die Transportbehälter an bestimmten Stellen ihres Weges umzulenken bzw. zu führen. Bei den zu transportierenden Behältern handelt es sich um leichte Behälter, die in einer höheren Zahl vorhanden sind.

In EP 0 842 890 A1 ist ein gattungsbildender Verladekran beschrieben, der eine Kranbrücke mit Laufrädern beschrieben, an denen eine von einem Linearsystem angetriebene Katze verfährt, die mit einem Hubwerk und einem Lastaufnahmemittel ausgestattet ist, wobei das Linearsystem an einem Flachmaterial parallel der beabstandeten Linearmotorstationen verfährt. Da die Parallelität über die gesamte Breite der angetriebenen Katze durch die Breite der Katze selbst festgelegt wird, muss dieser entsprechend breit sein, um Kollisionen zwischen der Linearmotorstation und dem Flachstahl zu vermeiden. Damit sind Energieverluste verbunden, die durch einen geringeren Abstand zwischen den Linearmotorstationen und dem Flachstahl zu vermeiden wären.

Die DE 70 19 616 U1 beschreibt Laufrollen zum Führen einer Laufkatze.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den gattungsbildenden Stand der Technik so zu verändern, dass Katzen, beispielsweise an Containerkranen, so anzutreiben sind, dass hohe Beschleunigungswerte und ein schnelles Abbremsen bei genauer Positionieren und bei hohen Lasten erreicht werden kann, ohne dass höhere Energieverluste des Linearantriebssystems entstehen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösung wieder.

Die Lösung sieht u. a. vor, dass ein Linearsystem zum Bewegen der verfahrbaren Katze an den Brückenelementen eingesetzt wird. Auf dem Brückenträger und dem Ausleger, die die Brückenelemente darstellen, sind parallel und auf der Innenseite jeweils der Katzschiene ein stehendes Flachmaterial fest angeordnet. Über die Länge der Katzfahrbahn und an der Katze beweglich befestigt sind auf beiden Seiten des Flachmaterials Linearmotoren parallel und in Zangenform angeordnet, die mit einem Luftspalt zum Flachmaterial positioniert sind. Der Luftspalt wird durch Laufrollen, die an der Statorkonstruktion befestigt sind und auf dem Flachmaterial abrollen, hergestellt. Alle Statoren und Laufrollen sind über eine Querschiebeeinrichtung befestigt, die aus Lager und Bolzen besteht und automatisch zur Katze verstellbar ausgeführt ist.

Nach diesem grundlegenden System ist ein traktionsfreier Lauf der Laufkatze mit großer Geschwindigkeit, hoher Beschleunigung und einer hohen Positioniergenauigkeit möglich.

Das Linearsystem besteht aus folgenden Elementen: aus Laufrädern, die beidseitig an der Katze befestigt sind und die auf Schienen auf dem Brückenelement, beispielsweise dem Brückenträger oder dem Ausleger, verfahren können, abstandhaltenden Laufrollen an der Haltekonstruktion zum Laufen auf dem Flachmaterial, die einen Luftspalt zwischen dem Flachmaterial und den Linearstatoren erzeugen und diesen konstant halten. Das Flachmaterial, welches über die Lauflänge der Katze fest verbunden, senkrecht zur Oberfläche des Brückenelementes angeordnet sind und Linearmotorstatoren, die parallel mit einem Luftspalt zum Flachmaterial befestigt sind. Das Linearsystem kann beidseitig der Brückenelemente angeordnet sein.

Es ist auch denkbar, nur auf der oberen Seite der Brückenelemente Laufräder und Schienen anzuordnen und das Flachmaterial und die Laufrollen auf der Unterseite der Brückenelemente zu befestigen.

Ebenso denkbar ist es, bei besonders hohen Leistungen Flachmaterial auf beiden Seiten ober- und unterhalb der Brückenelmente anzuordnen, so dass auf allen vier Flachmaterialbahnen mittels Linearmotorstatoren gebremst und beschleunigt werden kann.

Selbstverständlich ist es denkbar, auch noch mehr Flachmaterialbahnen anzuordnen, um noch höhere Leistungen zur Verfügung zu haben.

Ebenso ist es denkbar, nebeneinander mehrere Katzen mittels nebeneinander angeordneter Linearsysteme an mehreren Brückenelementen oder Teile dieser Elemente zu verfahren.

Eine Haltekonstruktion mit den Laufrollen und den Linearmotorstatoren, die mittels Drehbolzen und Verschiebeeinrichtung, bestehend aus Verschiebeteil und Führungsteil, ist an der Katze so angeordnet, dass Unebenheiten des Flachmateriales ausgeglichen werden können.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und 10 Figuren näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel betrifft einen Containerkran zum Be- und Entladen von Containerschiffen. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Containerbrücke in isometrischer Darstellung mit Linearsystem an Ausleger- und Brückenträger,

Fig. 2 Querschnitt durch eine Umschlaganordnung mit Schiff und Containerbrücke über eine Containerreihe mit dem Katzantrieblinearsystem,

Fig. 3 Vergrößerte isometrische Darstellung des Linearsystems, angebaut an eine Katze und Brückenelemente,

Fig. 4 Draufsicht auf den Ausleger und dessen Haltekonstruktion,

Fig. 5 Horizontalschnitt auf den Ausleger sowie die Anordnung der Linearstatoren, die Laufrollen und das Flachmaterial,

Fig. 6 Detail der Querschiebeeinrichtung mit Drehbolzen und Haltekonstruktion,

Fig. 7 Detail des Flachmaterials mit Befestigungselement und Linearmotorstatoren,

Fig. 8 Querschnitt des Auslegers mit zwei Linearsystemen,

Fig. 9 Querschnitt des Auslegers mit vier Linearsystemen,

Fig. 10 Querschnitt eines zweiarmigen Auslegers mit zwei Katzen mit Linearsystem.

Die Fig. 1 zeigt in isometrischer Darstellung eine Containerbrücke 4, an deren Ausleger 11 und Brückenträger 12 das Linearsystem 13 angeordnet ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Katze 8 mit Seilen 7 und Spreader 6 am Ausleger 11 über einem Schiff 2 beim Entladen von Containern 1, die in Containerreihen 5 stehen, wobei die Katze 8 auf dem Ausleger 11 und dem Brückträger 12 in Richtung auf das Land 3 verfahrbar ist.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist die Katze 8, an der ein Spreader 6 über Seife 7 befestigt ist, mittels Laufrädern 9 auf den Brückenelementen 11, 12 beweglich angeordnet, wobei eine Haltekonstruktion 17 für Halteelemente über dem Flachmaterial 4 angeordnet ist.

Wie die Fig. 4 zeigt, ist die Haltekonstruktion 17 mittels Drehbolzen 25 beweglich und verschiebbar mittels Querverschiebeeinrichtung 21 verbunden.

Die Fig. 5 erlaubt einen Blick in die Haltekonstruktion 17 und zeigt, dass das Flachmaterial 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch zehn Laufrollen 19 geführt wird, die dafür sorgen, dass die Linearmotorstatoren 16, von denen acht Stück zwischen den Laufrollen 19 angeordnet sind, einen gleichbleibenden Abstand zum Flachmaterial 14 aufweisen.

Die Fig. 6, die einen Detailauszug der Querverschiebeeinrichtung 21 mit dem Drehbolzen 25 der Haltekonstruktion 19, dem Flachmaterial 14, den Laufrollen 19, der Katze 8 mit Laufrädern 9 der Schiene 10 und dem Spurkranzspiel 20 zwischen den Schienen 10 und den Laufrädern 9 zeigt, verdeutlicht wie die Laufrollen 19, das Führungsteil 26, welches im Verschiebeteil 22 mittels Lagerteil 27 gelagert ist, so am Flachmaterial 14 entlangführt, dass Spannungen, die durch das seitliche Spiel 20 entstehen könnten, immer ausgeglichen werden.

Damit ist, wie Fig. 7 verdeutlicht, gewährleistet, dass zwischen dem Flachmaterial 14 und den Linearmotorstatoren 16 immer ein gleichbleibender Luftspalt 18, der für die Linearmotorantriebstechnik Vorraussetzung ist, bestehen bleibt.

Unproblematisch ist es für den Fachmann, am Ausleger 11 beispielsweise zwei Linearsysteme 13 beidseitig der Laufräder 9 anzuordnen oder aber, wie die Fig. 9 zeigt, vier Linearsysteme 13 anzuordnen, indem das Flachmaterial 14 links und rechts und oberhalb und unterhalb des Auslegers angeordnet ist. Eine Variante mit zwei Katzen 8 an einem zweiarmigen Ausleger 23 mit zwei Linearsystemen zeigt die Fig. 10.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Container

2

Schiff

3

Land

4

Containerbrücke

5

Containerreihe

6

Spreader

7

Seile

8

Katze

9

Laufräder

10

Schiene

11

Ausleger

12

Brückenträger

13

Linearsystem

14

Flachmaterial

15

Befestigungselement

16

Linearmotor-Statoren

17

Haltekonstruktion

18

Luftspalt

19

Laufrollen

20

seitliches Spiel

21

Querverschiebeeinrichtung

22

Verschiebeteil

23

zweiarmiger Ausleger/Brückenträger

25

Drehbolzen

26

Führungsteil

27

Lagerteile

Claims (7)

1. Verladekran, vorzugsweise zum Verladen von Containern, umfassend eine Kranbrücke (4), eine daran mit Laufrädern (9) zu verfahrende, von einem Linearsystem (13) angetriebene Katze (8) mit einem Hubwerk, mit Lastaufnahmemittel, wobei das Linearsystem (13) ein Flachmaterial (14) sowie dazu parallel beabstandete Linearmotorstatoren (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der parallele Abstand der Linearmotorstationen (16) zum Flachmaterial (14) mit an einer Haltekonstruktion (17) gelagerten Laufrollen (19) erzielt wird und die Haltekonstruktion (17) mit einem Drehbolzen (25) in einem Führungsteil (26) und dieses in einem Verschiebeteil (22) an der Katze (8) in seiner Lage zu verändern ist.

2. Verladekran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachmaterial (14) senkrecht zur Oberfläche des Brückenelementes (11, 12) angeordnet ist.

3. Verladekran nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (26) automatisch verstellbar im Verschiebeteil (22) an der Katze (8) angeordnet ist.

4. Verladekran nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearsystem (13) beidseitig der Brückenelemente (11, 12) angeordnet ist.

5. Verladekran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Laufräder (9) und Schienen (10) oberhalb der Brückenelemente (11), (12) sowie Flachmaterial (14) und Laufrollen (19) auf der Unterseite der Brückenelemente (11, 12) angeordnet sind.

6. Verladekran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Laufräder (9) und Schienen (10) oberhalb der Brückenelemente (11, 12) sowie Flachmaterial (14) und Laufrollen (19) auf der Unterseite und der Oberseite der Brückenelemente (11, 12) angeordnet sind.

7. Verladekran nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere nebeneinander verfahrbare Katzen (8) mittels nebeneinander angeordneten Linearsystemen (13) an den Brückenelementen (11, 12) verfahren.