DE2737285A1

DE2737285A1 - Verfahren zum betrieb eines kranes und kran zur ausuebung dieses verfahrens, insbesondere zum verladen von containern durch portalkrane mit drehtraverse

Info

Publication number: DE2737285A1
Application number: DE19772737285
Authority: DE
Inventors: Horst Bredemeier
Original assignee: NMF NEUENFELDER MASCHINENFABRI; NMF NEUENFELDER MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: Bredemeier Horst 2150 Buxtehude De
Priority date: 1977-08-18
Filing date: 1977-08-18
Publication date: 1979-03-01
Also published as: BE869807A; SE7808688L; GB2003109B; BR7805313A; AU3908178A; FR2400477A1; NL7808246A; NO782793L; GB2003109A; ES472639A1; FI782432A; DK358978A

Description

-♦-

ο, -ing MARTIN SCHUMACHER

PATENTANWALT

Anmeldung: Patent und Hilf sgebr auchsmus t er Mein Aktenzeichen: 77.81 Nicktraverse

2808 Syke - Hauptstrasse 31

Privat: 2830 Bassum 2/Nordwohlde

Bucheneck 10

Tel. (04242) 4985 - Privat: (04249) 302

Datum:

15. August 1977

ab2

ANMELDER: KMi¹ Neuenfelder Maschinenfabrik GmbH. Fährdeich 120*, 2101 Hamburg 96

ERFINDER: Horst Bredemeier, Sudetenweg 20a, 2150 Buxtehude

VERTRETER:

Dipl.-Ing. Martin Schumacher, Patentanwalt 2808 Syke, Hauptstr. 31

PRIORITÄT:

BEZEICHNUNG

Verfahren zum Betrieb eines Kranes und Kran zur Ausübung dieses Verfahrens, insbesondere zum Verladen von Containern durch Portalkrane mit Drehtraverse.

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Die Erfindiong bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Kranes mit vertikal relativ zum Kai verstellbarer Lastaufhängung am Kranausleger und momentan arbeitender Lastkupplung, insbesondere zum Verladen von Containern durch Portalkrane mit Drehtraverse als Lastaufhängung am Auslegerkopf; es bezieht sich ferner auf einen Kran zur Ausübung dieses Verfahrens.

STAND DER !TECHNIK

Zum Verladen von Containern werden bisher Portalkrane verwendet, welche am Kopf eines um eine vertikal am Portal angebrachte Drehachse schwenkbaren, im übrigen aber starr mit dem Portal verbundenen Ausleger zur Lastaufhängung mit einer Drehtraverse versehen sind. Der Einsatz derart ausgerüsteter Schiffe ist auf Häfen beschränkt, in welchen das Schiff praktisch fest mit dem Kai verbunden werden kann.

AUFGABE

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Kranes und einen zur Ausübung dieses Verfahrens geeigneten Kran zu schaffen, mit welchem eine Verladung auch bei starken Schwellbewegungen des Schiffes schnell und problemlos durchführbar ist.

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LÖSUNG DER AUFGABE

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß die Lastkupplung wie bei fest mit dem Kai verbundenem Schiff, bevor sie auf den Container aufgesetzt wird, mit dem Container bzw. dessen Kupplungselementen zur Deckung gebracht, dabei aber zunächst in verhältnismäßig großem Sicherheitsabstand vom Container gehalten werden und daß, sobald die Deckungslage erreicht ist, die Lastkupplung möglichst rasch über diesen Sicherheitsabstand hinweg abgesenkt werden muß, damit sich in der für das Absenken benötigten Zeitspanne aus den vorhandenen Schwellbewegungen keine die ordnungsgemäße Kupplung störenden Veränderungen der Deckungslage ergeben können.

Ausgehend von diesen Überlegungen wird erfindungsgemäß die Lastkupplung

(a) zunächst bis auf einen kleinen, aber zur Verhinderung von Betriebsstörungen bzw. Unfällen genügend großen Sicherheitsabstand zur Last abgesenkt,

(b) anschließend durch Horizontalverschiebung in Deckungslage zur Last gebracht und

(c) sodann durch rasches Absenken der Lastaufhängung in Kupplungsbereitschaftsstellung gebracht und eingerückt wird.

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Bei diesem Verfahren wird der Umstand ausgenutzt, daß bei einem Absenken der Drehtraverse oder sonstigen Lastaufhängung am Kopf des Auslegers keine wesentliche Arbeitsleistung aufzubringen ist und daß vor allen Dingen keine oder nur unwesentliche Veränderungen der zuvor herbeigeführten Deckungslage resultieren.

Zur Ausübung dieses Verfahrens kann ein Kran mit Ausleger und momentan arbeitender Lastkupplung verwendet werden, bei welchem die Lastkupplung durch an ihr angreifende Spannseilsysteme horizontal und die Lastaufhängung vertikal verstellbar sind. Mit einem derartigen Kran kann die Deckungslage schnell und sicher herbeigeführt und das Aufsetzen auf die Last ohne störnnde Beeinflussungen der erzielten Deckungslage rasch und sicher vollzogen werden.

Es ist zweckmäßig, den Ausleger lediglich nach Maßgabe der maximal erforderlichen Vertikalverstellung der Lastaufhängung wippbar zu machen. Der Ausleger führt dann lediglich eine geringfügige Nickbewegung aus, um das Absenken über den aus den maximal vorgegebenen Schwellbewegungen sich ergebenden Sicherheitsabstand vollziehen zu können.

Um diese Vertikalbewegungen der Lastaufhängung zu vollziehen, ist es· zweckmäßig, daß der Ausleger nach Maßgabe der Vertikalverstellung der Lastaufhängung wippbar gelagert wird. Das

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Absenken über den Sicherheitsabstand könnte auch völlig unbeeinflußt durch willkürliche vertikale Winkelauslenkung des Auslegers erfolgen, indem die Drehtraverse oder sonstige Lastaufhängung relativ zum Kopf des Auslegers vertikal verstellbar angeordnet wird; jedoch ist die Verstellung durch einfache Kickbewegung des Auslegers baulich einfacher zu bewerkstelligen und die mit dem kleinen Kickwinkel verbundenen Horizontalvorschiebungen der Lastkupplung beim Absenken auf die Last über den einzuhaltenden Sicherheitsabstand sind, wie die Erprobung gezeigt hat, so geringfügig, daß sie sich störend auf den Kupplungsvorgang nicht bemerkbar machen. Außerdem ist diese Horizontalverschiebung nach Richtung und Größe für einen vorgegebenen Sicherheitsabstand bekannt und kann durch eine entsprechende Differenzeinstellung beim Herstellen der Deckungslage berücksichtigt werden.

Um das Absenken über den Sicherheitsabstand möglichst rasch und leicht durchführen zu können, ist es zweckmäßig, Lastarm und Conterarm des wippbaren Auslegers im Sinne eines labilen Gleichgewichtes zu bemessen. Horizontalverschiebungen der Lastkupplung als Folge der Wippbewegung des Auslegers können dadurch vermieden werden, daß eine Einrichtung zur Kompensation der aus diesen Wippbewegungen resultierenden Horizontalverschiebung der Lastkupplung vorgesehen ist. Dies geschieht am einfachsten in der Weise, daß der Lastarm des

Auslegers als Parallelführungssystem für die Lastaufhängung

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ausgebildet wird. Zweckmäßig wird auch der Conterarm des Auslegers als Parallelführungssystem für das Gontergewicht ausgeführt.

Im Unterschied zu herkömmlichen Kranen mit Wippauslegern dient die kleine Nickbewegung des Kranauslegers nach der Erfindung lediglich dem Zweck, die aus Schwellbewegungen sich ergebenden Wippbewegungen des Auslegers relativ zum Kai zu kompensieren. Dieser Aufgabe entsprechend wird der Wippwinkelhub am Lastarmkopf mit seiner Lastaufhängung vorteilhaft so bemessen, daß lediglich aus Relativbewegungen zwischen Schiff und Kai resultierende Vertxkalverschiebungen zwischen Kai und Lasfcaufhängung kompensierbar sind.

Die Horizontalverschiebung der Lastkupplung zur Herbeiführung der Deckungslage einerseits und die Kompensation der aus den Schwellbewegungen sich ergebenden Vertikalbewegungen der Lastaufhängung relativ zum Kai sind zwei gleichzeitig, aber unabhängig voneinander auszuführende Einstellungen, zu deren Durchführung von Hand zweckmäßig zwei Arbeitskräfte eingesetzt werden. Beim Einsatz entsprechender Meß- und Steuereinrichtungen könnte man natürlich auch eine vollautomatische Steuerung sowohl des einzuhaltenden Sicherheitsabstandes als auch der Deckungslage zur Last vorsehen; da aber ohnehin ein Kranführer eingesetzt wird, kann man diesem die manuelle Einstellung bzw. Steuerung für einen der beiden Vorgänge übertragen. Das hat sich als zweck-

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mäßig erwiesen, die Einstellung bzw. Konstanthaltung des einzuhaltenden Sicherheitsabstandes zu automatisieren und die Herbeiführung der Deckungslage sowie die anschließende rasche Absenkung und Kupplung dem Kranführer zu überlassen, wobei ihm natürlich alle für die zuverlässige Durchführung dieser Arbeit erforderlichen oder zweckmäßigen technischen Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen sind.

Zur automatischen Einhaltung des Sicherheitsabstandes kann ein auf Distanzänderungen zwischen Lastaufhängung und Kai ansprechendes Meßgerät eingesetzt werden. Sofern zur Steuerung ein zweiter Wann zur Verfügung steht, hat dieser dafür zu sorgen, daß durch Höhenverstellung der Lastaufhängung der Abstand der Lastaufhängung zum Kai nach vorhergegangener maschineller Lastabsenkung bis auf den vorgegebenen Sicherheitsabstand unter Kompensation der Schwellbewegungen auf möglichst konstantem Wert gehalten wird. Steht ein zweiber Mann nicht zur Verfügung, so kann an das Meßgerät ein die Distanzänderungen durch Gegenbewegungen der Aufhängung kompensierendes Gerät vorgesehen sein. Der Kranführer hat dann, nachdem er die Last zunächst bis auf den Sicherheitsabstand abgesenkt, die maschinelle Lastabsenkung abgeschaltet und die Automatik zur Beibehaltung der dann sich ergebenden Distanz zwischen Lastaufhängung und Kai eingeschaltet hat, lediglich noch die Einrichtung zur Herbeiführung der Deckungslage zur Last zu betätigen und nach Erreichen dieser Deckungslage die Einrichtung zur schnellen Absenkung der

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Lastaufhängung und Einschaltung der Kupplung zu bewerkstelligen.

Hach dem Aufsetzen der Lastkupplung und Losefahren des aus Last- und Spannseilen bestehenden Gehänges ist der Vertikalausgleich mit von den Schwellbewegungen unabhängigem Abstand von Lastaufhängung und Kai ebenfalls von Bedeutung, damit die Last nach dem Losefahren des aus Last- und Spannseilen bestehenden Gehänges ohne seitlich wirkende Kräfte abgehoben werden kann, indem unter Wiederstraffahren der Spannseile der automatische Vertikalausgleich das Abheben ohne seitlich wirkende Kräfte ermöglicht. Sobald eine ausreichende, den vorgegebenen Sicherheitsabstand überschreitende Hubhöhe erreicht ist, kann der automatische Vertikalausgleich außer Funktion treten.

Zum Absetzen der Last an Bord ist lediglich der Pendeleinfluß zu kompensieren, da Vertikalverschiebungen der Lastaufhängung relativ zur Absetzfläche hier nicht auftreten. Der Pendeleinfluß kann durch die Spannseile leicht kompensiert werden.

Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, Container oder auch anderes Schwergut auch bei unruhigem Wetter in Häfen zu verladen, in denen dies in Ermangelung von Einrichtungen zur Ausschaltung von Schwellbewegungen des Schiffes nicht möglich war.

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BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRENGSBEISPIELS In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines Portalkranes nach der Erfindung, in Schiffslängsrichtung

gesehen,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1 und Fig. 3 eine Seitenansicht zu Fig. 1, in Pfeilrichtung A gesehen.

Die Abbildungen zeigen einen Portalkran auf einem Schiff S beim Verladen eines Containers C an einem Kai K.

Der Portalkran ist mit einem Ausleger 4- versehen, der um eine Drehachse 3 drehbar ist, welche von einem am Portal 1 verfahrbaren Wagen 2 getragen wird. Zum Aufnehmen der Last ist eine Lastkupplung 5, beispielsweise in Form eines herkömmlichen Spreaders, der mit Twistlocks zusammenarbeitet und durch an den vier Ecken des Containers angreifende Lastseile 6 über eine Drehtraverse als Lastaufhängung 8 am Kopf des Auslegers 4- in herkömmlicher Weise mit den in der

Zeichnung nicht dargestellten Lastwinden verbunden ist.

Zur Horizontaleinstellung der Lastkupplung 5 relativ zum Container C zwecks Erreichung der Deckungslage für den ordnungsgemäßen KupplungsVorgang sind Spanneysteme mit

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Spannseilen 7 vorgesehen, die ebenfalls an den .Ecken des Containers aigreifen, welche nit in der Zeichnung nicht dargestellten Spannwinden in Verbindung stehen, durch welche die Spannseile bei Ausübung ihrer Funktion gleichmäßig stramm gehalten werden.

Abweichend von der herkömmlichen Bauweise der Portalkrane ist der Ausleger 4 nicht nur um seine Drehachse 3 drehbar, sondern auch noch um eine zur Drehachse quer angeordnete Wippachse 9 schwenkbar gelagert. Dabei sind Lastarm 4a und Container 4b in an sich bekannter Weise als Parallelführungssysteme ausgeführt, um zu erreichen, daß die mit dem Kopf des Lastarmes 4a verbundene Lastaufhängung 8 und das mit dem Conterarm 4b verbundene Contergewicht 10, welches in herkömmlicher Weise mit verschiedenen maschinellen Einrichtungen bestückt ist, lediglich Parallelverschiebungen unterworfen werden.

Die Lage der Wippachse 9 am Ausleger bzw. das Längenverhältnis zwischen Lastarm 4a und Conterarm 4b wird so gewählt, daß Lastmoment und Contermoment möglichst gleich groß sind, um ein leichtes Wippen im labilen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Da das Lastmoment ohne die Nutzlast des Containers kleiner ist als bei angehängtem Container, läßt sich der labile Gleichgewichtszustand für beide Fälle bei gleichbleibendem Armlängenverhältnis nur annähernd verwirklichen. Um den labilen Gleichgewichtszu-

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stand für beide Fälle herzustellen, kann die Wippachse 9, beispielsweise mit Hilfe eines vom Kranführer zu betätigenden hydraulischen Getriebes am Ausleger verschoben werden, wobei die Größe der Verschiebung der Größe der zu verladenden Last anzupassen ist.

Der Ausleger mit seinem Lastarm führt infolge der Schwellbewegungen beim Seegang relativ zum Kai K bei eigener fester Wipplage zum Schiff ebenfalls Wippbewegungen aus, welche bei den bekannten Portalkränen mit nur um eine Vertikalachse drehbaren Ausleger zu gefährlichen Vertikalverschiebungen der Lastkupplung 5 führen. Diese von den Schwellbewegungen abhängigen Wippbewegungen können nunmehr durch gegensinnige Wippbewegungen des Auslegers 4- um seine Wippachse 9 ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich wird im dargestellten Beispiel automatisch vollzogen. Zu diesem Zweck ist ein Meßgerät 11 vorgesehen, durch welches die Höhe H zwischen Lastaufhängung 8 und Kai K bzw. Höhenänderungen Δ E., welche aus den Schwellbewegungen resultieren, gemessen werden. In der Steuerkabine 12 am Ausleger kann ein Anzeigegerät für H bzw. Δ H vorgesehen sein, um die Punktion des automatischen Vertikalausgleiches zu kontrollieren und gegebenenfalls auch diesen Vertikalausgleich durch manuelle Bedienung übernehmen zu können. Das Meßgerät 11 ist mit einem die Distanzänderungen z\ H durch entsprechende Gegenbewegungen der Lastaufhängung 8 kompensierenden Gerät verbunden. Geräte dieser Art zur PosMonsstabilisierung sind aus anderen Ge-

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bieten der Technik wohlbekannt, so daß es sich erübrigt, auf die Gestaltung eines solchen Gerätes hier näher einzugehen.

Beim Absetzen bzw. Aufnehmen der Last wird die Lastkupplung durch Betätigung der Lastwinden zunächst so vom Kranführer eingestellt, daß der vorgegebene Sicherheitsabstand h zwischen Lastkupplung und Last bzw. zwischen der an der Lastkupplung hängenden Last und Kai nicht unterschritten wird. Sobald diese Stellung erreicht worden ist, wird vom Kranführer oder automatisch über eine Meßeinrichtung für den Abstand h der automatische Vertikalausgleich eingeschaltet. Beim Absetzen der Last, soweit erforderlich, wird die Deckungslage zwischen Last und vorgegebener Lastaufnahmefläche durch Betätigung der Spannseilsysteme und beim Aufnehmen der Last, wie bereits oben beschrieben, die Deckungslage der Lastkupplung zur Last hergestellt und, sobald diese Deckungslage erreicht ist, die Nickbewegung des Auslegers zum raschen Absetzen bzw. Aufnehmen der Last ausgelöst. Da diese Nickbewegung weitgehend trägheitsfrei erfolgen kann, ist es möglich, nach Erreichen der Deckungslage das Absetzen bzw. die Kupplung in einer Zeitspanne durchzuführen, z.B. 1 Sekunde, welche so kurz ist, daß sich Lageänderungen infolge von Schwellbewegungen praktisch nicht auswirken.

Zum Abheben der Last nach dem Betätigen der Kupplung werden die Spannseile straff gefahren, so daß die Last bei gleich-

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mäßig strammen Spannseilen ohne seitlich wirkende Kräfte abgehoben wird.

Die Arbeitsgeschwindigkeiten entsprechen im übrigen dem Standard für Container-Portalkrane an Bord von Schiffen, wobei ein theoretisches Lastspiel von maximal vier Minuten gilt. Der Kran wird mit seinem Wagen nur einmalig in Arbeitsstellung Backbord oder Steuerbord eingerichtet. Zum Arbeiten sind, wie üblich, die Hauptbewegungen "Lastheben", "Lastsenken", "Kranfahren" und "Auslegerdrehen" vorhanden. Des weiteren entspricht die Funktion des Kranes dem Standard von Container-Portalkranen; insbesondere ist die Lastaufhängung in herkömmlicher Weise als Drehtraverse ausgebildet, welche die gewünschte Winkelstellung beim Absetzen oder Aufnehmen der Last am Kai bzw. im Schiff ermöglicht.

Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich; insbesondere läßt sich die Er- , findung sinngemäß auch zum Verladen von Gütern anderer Art einsetzen.

Perner könnte das Längenverhältnis von Lastarm und Conterarm auch dadurch verändert werden, daß das Contergewicht am Conterarm verschoben wird.

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Claims

SCHUTZAHSPflÜCHE;

Mj Verfahren zum Betrieb eines Kranes mit vertikal, relativ zum Kai verstellbarer Lastaufhängung am Kranausleger und momentan arbeitender Lastkupplung, insbesondere zum Verladen von Containern durch Portalkrane mit Drehtraverse als Lastaufhänger am Auslegerkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastkupplung (5) zur Lastaufnahme

(a) zunächst bis auf einen kleinen Sicherheitsabstand (h) von z.B. 500 mm zur Last (C) abgesenkt,

(b) anschließend durch Horizontalverschiebung in Deckungslage zur Last (C) gebracht, und

(c) sodann durch rasches Absenken der Lastaufhängung (8) in Kupplungsbereitschaftsstellung gebracht und eingerückt wird.
2. Kran zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Ausleger und momentan arbeitender Lastkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastkupplung (5) durch an ihr angreifende Spannseilsysteme (7) horizontal und die Lastaufhängung (8) vertikal verstellbar sind.
3- Kran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger nach Maßgabe der Vertikalverstellung (h) der Lastaufhängung (8) wippbar ist.

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4. Kran nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß Lastarm (4a) und Conterarm (4b) des wippbaren Auslegers (4) im Sinne eines labilen Gleichgewichtes bemessen sind.
5. Kran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Kompensation der aus der Wippbewegung des Auslegers (4) resultierenden Horizontalverschiebung der Lastkupplung (5) vorgesehen ist.
6. Kran nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Lastarm (4a) des Auslegers (4) als Parallelführungssystem für die Lastaufhängung (8) ausgebildet ist.
7. Kran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Conterarm (4b) des Auslegers (4) als Parallelführungssystem für das Contergewicht tyP) ausgebildet ist.
8. Kran nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wippwinkel- oder Nickhub (h) des Lastarmkopfes mit seiner Lastaufhängung (8) so bemessen ist, daß aus Relativbewegungen zwischen Schiff (S) und Kai (K) resultierende Vertikalverschiebungen zwischen Kai (K) und Lastaufhängung (8) kompensierbar sind.
9. Kran nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Distanzänderungen (ΛΗ) zwischen Lastaufhängung (8) und Kai (K) ansprechendes Meßgerät (10) vorgesehen ist.

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10. Kran nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an das Meßgerät (10) ein die Distanzänderungen (^ H) durch Gegenbewegungen der Lastaufhängung (8) kompensierendes Gerät vorgesehen ist.
11. Kran nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erhaltung der Gleichheit von Lastmoment und Contermoment vorgesehen ist.
12. Kran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenverhältnis von Lastarm (4a) und Conterarm (4b) veränderbar ist.
13. Kran nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Wippachse (9) von Lastarm (4a) und Conterarm (4b) verschiebbar ist.
14. Kran nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Contergewicht (10) am Conterarm (4b) verschiebbar ist.

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