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Seilspreader zum Verladen von Leer-Containern
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Die Erfindung betrifft einen Seilspreader zum Verladen von Leer-Containern
mit Hilfe eines einhakigen Kranes. Derartige Spreader bestehen aus einem Rahmen,
an dessen vier Eckpunkten jeweils ein Verschluß, sogenannte Twistlocks, zum Ankuppeln
des Spreaders an vorgegebenen Befestigungspunkten auf der Oberseite des Containers
angebracht ist. Zum Anhängen des Spreaderrahmens an den Kranhaken sind vier Seile
vorgesehen, die jeweils in der Nähe der Eckpunkte an dem Rahmen befestigt sind.
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Die für beladene Container verwendeten Spreader sind selbstverständlich
auch für den Transport von Leer-Containern geeignet. Auch die für den Contair.erumschlag
eingesetzten Krane können ebenfalls für den Transport von Leer-Containern verwendet
werden, da die Belastung stets geringer als bei beladenen Containern ist. In der
Regel werden jedoch auf den Containerumschlagplätzen beladene Container z.B. aus
Containerschiffen herausgehoben und anschließend wieder ebenfalls beladene Container
auf dem Schiff abgesetzt.
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Die Handhabung von Leer-Containern wird im allgemeinen mit Hilfe
von mobilen, leichteren Kranen durchgeführt, die oftmals durch einen Leer-Container
bis an ihre maximale Belastbarkeit beansprucht werden. Dabei hat das Eigengewicht
des Spreaders eine erheblichen Anteil, da der Spreaderrahmen zur Aufnahme der Kräfte
bei belastetem Container in sich verwindungssteif ausgeführt ist, was im allgemeinen
zu einem Gewicht von mehreren Zehner-Kilonewton führt.
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Bei dem Einsatz von Seilspreadern kommen durch die schrägstehenden,
von dem Kranhaken zu den vier Eckpunkten verlaufenden
Seilen zusätzliche
innere Kräfte zu der eigentlichen Hubkraft hinzu, die durch zusätzliche Stabilität
des Spreaderrahmens, was gleichbedeutend ist mit zusätzlichem Gewicht, aufgenommen
werden. Diese Gewichtserhöhung schränkt die verfügbare Nutzlast des verwendeten
Kranes weiter ein.
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Der Einfluß der durch die Schrägstellung der Seile bedingten Horizontalkräfte
kann dadurch vermindert werden, daß eine besonders große Seillänge zwischen dem
Spreaderrahmen und dem Kranhaken gewählt wird. Hierdurch wird aber ein anderer Nachteil
erkauft, die verfügbare Hubhöhe des Kranes wird dadurch nämlich verringert.
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Aus den vorangehend geschilderten Gründen müssen auch für den Transport
von Leer-Containern relativ schwere Krane eingesetzt werden, die über eine für Leer-Container
unangemessene Hubhöhe und Tragkraft verfügen müssen.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Seilspreader zum Verladen
von Leer-Containern mit Hilfe eines einhakigen Kranes zu schaffen, der trotz großer
Schrägstellung der Seile, also bei befriedigender Hubhöhe des Kranes, ein geringes
Eigengewicht aufweist.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Rahmen aus zwei jeweils zwei
benachbarte Verschlüsse beinhaltenden.Teilrahmen besteht, daß die Teilrahmen aus
einer durch Anschläge begrenzten, maximalen Spreizlage heraus, in der die Abstände
der Verschlüsse mit denen der Befestigungspunkte übereinstimmen, aufeinander zu
beweglich gelagert sind, und daß zur Einhaltung der Spreizlage bei unbelastetem
Spreader Kraftmittel vorgesehen sind, die bei unbelastetem Spreader stärker und
bei mit einem angekuppelten Leer-Container belastetem Spreader schwächer als die
durch die
Schrägstellung der Seile bedingte horizontale Kontraktionskraft
zwischen den Teilrahmen ist.
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Durch die Schaffung von zwei Teilrahmen, die aufeinander zu beweglich
gelagert sind, werden die zwischen den Befestigungspunkten der Seile an dem Spreaderrahmen
wirkenden Horizontalkräfte, die als Kontraktionskräfte zwischen den beiden Teilrahmen
wirksam werden, nur noch bei unbelastetem Spreader von dem Rahmen selbst, bei belastetem
Spreader jedoch von dem Leer-Container aufgenommen. Denn in dem Augenblick, wo auf
die beiden an einem Leer-Container angekuppelten Teilrahmen eine Zugbelastung infolge
des Anhebens durch den Kran wirkt, bewegen sich beide Teilrahmen so lange aufeinander
zu, bis sich die Verschlüsse an den Eckpunkten des Spreaderrahmens gegen den Container
abgestützt haben. Als Horizontalkraft innerhalb des Spreaders wirken dann nur noch
diejenigen Kräfte, die vor dem Ankuppeln des Leer-Containers die maximale Spreizlage
der beiden Teilrahmen zueinander bewirkt haben Sie werden entweder mit Hilfe von
Federn oder von hydraulisch oder druckluftbetätigten Kolben-Zylinder-Einheiten aufgebracht,
wobei letztere sogar nach dem Ankuppeln des Leer-Containers abgeschaltet werden
können.
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Die heute üblichen Container sind ohne weiteres in der Lage, in leerem
Zustand, die mit Hilfe des neuen Spreaders auftretenden, zusätzlichen Horizontalkräfte
aufzunehmen. Auch die als Verschlüsse dienenden, üblichen Twistlocks sind kräftig
genug ausgebildet, um neben der reinen Zugkraft zum Anheben des Containers auch
noch einen Horizontalkraft-Anteil zu verkraften. Von dieser Seite brauchen also
keine zusätzlichen Maßnahmen zur Einführung des erfindungsgemäßen Spreaders getroffen
zu werden. Dadurch kommen die Vorteile voll zur Geltung: Die Konstruktion des Spreaders
kann außerordentlich leicht ausgeführt sein, da es beinahe ausschließlich auf die
Formstabilität in der maximalen Spreizlage zwischen den beiden Teilrahmen zum sicheren
Ankuppeln
des Spreaders an den Leer-Container ankommt. Außerdem
können die Seile zwischen dem Kranhaken und den Eckpunkten des Spreaderrahmens relativ
kurz gewählt werden, da die dadurch bedingten Horizontalkräfte nun keine nachteiligen
Folgen mehr haben. Somit wird die verfügbare Tragkraft und die Hubhöhe des verwendeten
Kranes in optimaler Weise genutzt.
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Die Seile werden an den beiden Teilrahmen zweckmäßigerwei se so befestigt,
daß die gedachte Verlängerung jedes unter Last gespannten Seiles durch die Verbindungsstelle
der Verschlüsse mit den Container-Befestigungspunkten verläuft. Durch diese Maßnahme
gehen die Seilkräfte unmittelbar durch diese Verschlüsse, bzw.
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durch die Befestigungspunkte an dem Container hindurch, so daß die
Teilrahmen in belastetem Zustand momentenfrei sind, also frei von Kräften sind,
die eine Drehung der Teilrahmen um die durch die beiden Verbindungsstellen eines
Teilrahmens gebildete Achse herum zur Folge hätten. Als Folge davon kann das zwischen
den beiden Teilrahmen angeordnete, die gegenseitige Beweglichkeit bewirkende Lager
als einfaches Schiebegelenk ausgebildet werden.
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Eine derartige Lagerung kann z.B. in der Mitte eines bisherigen,
aus einem X-Rahmen bestehenden Spreaders angeordnet sein wobei dann die beiden Teilrahmen
die Form eines Dreiecks aufweise Abweichend davon kann der Spreaderrahmen auch die
Form eines Doppel-T besitzen, wobei das Lager innerhalb des mittleren Träger angeordnet
sein kann. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der mittlere Träger als
Distanzträger zwischen zwei Querbalken dient, wobei zwischen dem einen Querträger
und dem Distanzträger oder zwischen beiden Querträgern und dem Distanzträger je
ein Lager angeordnet ist.
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Unabhängig von der Aus führungs form kann das Lager aus einem um
eine vertikale Achse schwenkbaren Zapfengelenk bestehen, Wobei in dem einen Gelenkteil
das Loch zur Aufnahme des Zapfens als Langloch ausgebildet ist, dessen Längsachse
in Richtung der
Beweglichkeit der Teilrahmen zueinander ausgerichtet
ist. Ein solches Zapfengelenk bietet den Vorteil, neben der geforderten Verschieblichkeit
der beiden Teilrahmen aufeinander zu auch noch eine Drehung derselben gegeneinander
zu ermöglichen. Dadurch können Fertigungsungenauigkeiten später bei der Justierung
der maximalen Spreizlage mit Hilfe der verstellbaren Anschläge sehr leicht ausgeglichen
werden. Derartige verstellbare Anschläge werden weiter unten noch näher beschrieben.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung die in
der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; es ten: ! Fig. 1 eine Draufsicht
auf den zur Hälfte dargestellten erfindungsgemäßen Spreader und Fig. 2 eine Seitenansicht
des Spreaders gemäß Fig. Fig. 1 Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Spreaderrahmen 1 zur Hälfte dargestellt,
wobei die andere Hälfte um eine vertikale Mittelachse drehsymmetrisch noch einmal
vorhanden ist. Jede Hälfte des Rahmens 1 beinhaltet einen Teilrahmen 2, der mit
Hilfe eines Zapfengelenkes 3 an einem zentralen Distanzträger 4 befestigt ist.
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An den Enden des balkenförmig ausgebildeten Teilrahmens 2 sind Verschlüsse
6 in Form von Twistlocks angebracht, deren T-förmige Haken nach dem Eintauchen in
ein entsprechendes Langloch 32 (Fig.
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2> innerhalb eines Stegblechs 30 an einer Containerecke 28 um
900 gedreht und so unter dem Stegblech 30 gehalten werden. Die Betätigung erfolgt
mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-Einheit 10 und über ein entsprechendes Gestänge
8.
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Das Zapfengelenk 3 zwischem dem Distanzträger 4 und jedem Teilrahmen
2 besteht aus einem Zapfen 12, der in einer zu dem Distanzträger 4 gehörigen Zunge
13 verankert ist, und aus einer teilrahmenseitig befestigten Gabel 15, die mit ihren
beiden Langlöchern 14 den Zapfen 12 umgreift. Das Zapfengelenk 3 gestattet also
sowohl eine Bewegung des Teilrahmens 2 gegenüber dem Distanzträger 4 in Richtung
dessen Längsachse, als auch eine Schwenkbewegung um die Mittelachse des Zapfens
12. Beide Bewegungsmöglichkeiten dienen zur Justierung der maximalen Spreizlage,
d.h. der Lage, in der die Verschlüsse 6 des Rahmens 1 mit den Befestigungspunkten,
also mit den Langlöchern 32 eines zu verladenden Leer-Containers übereinstimmen.
Die Begrenzung der Verschiebemöglichkeit in Längsrichtung des Distanzträgers 4 -
in Fig. 1 ist die maximale Spreizlage gezeigt - wird mit Hilfe des Zapfens 12 vorgenommen,
der z.B. in der Zunge 13 exzentrisch gelagert ist und durch Verdrehen den Abstand
zwischen dem Teilrahmen 2 und dem Distanzträger 4 verändert.
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Zur Justierung der Bewegung um die Längsachse des Zapfens 12 ist
an dem Distanzträger 4 ein Kragarm 16 mit einer Lochplatte 18 angeordnet, durch
deren Loch eine an dem Teilrahmen 2 verankerte Zugstange 20 hindurchragt. Die Zugstange
20 ist an ihrem oberen Ende mit einer Mutter 21 versehen, die als Stoppmutter ausgebildet
ist bzw. mit einer weiteren Kontermutter gesichert werden kann. Zwischen der Zugstange
20 und dem Zapfengelenk 3 befindet sich eine Feder 22, die eine Spreizkraft zwischen
dem Kragarm 16 und damit dem Distanzträger 4 und dem Teilrahmen 2 ausübt. Diese
Spreizkraft bringt bei unbelastetem Spreaderrahmen 1 sowohl das Zapfengelenk 3 als
auch die Zugstange 20 in ihre jeweilige Endlage, wobei eine Verstellung der Mutter
21 eine Drehung des Teilrahmens 2 gegenüber dem Distanzträger 4 und eine gleichzeitige
Verstellung der Mutter 21 und des Zapfengelenkes 3 eine Verschiebebewegung des Teilrahmens
gegenüber dem Distanzträger bewirkt.
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Auf diese Weise kann die Spreizlage des Rahmens 1 sehr genau justiert
werden, wobei eventuelle Fertigungsungenauigkeiten leicht ausgeglichen werden können.
Die Verstellung des Zapfengelenkes 3 kann auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise
durch Verschieben der Zunge 13 gegenüber dem Distanzträger 4 bzw. der Gabel 15 gegenüber
dem Teilrahmen 2. Statt der Zugstange 20 kann ein Zugseil vorgesehen sein, da dieses
Bauteil lediglich Zugbeanspruchungen unterliegt.
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Die Feder 22 zwischen dem Teilrahmen 2 und dem Kragarm 16 ist so
bemessen, daß sie bei einer Belastung des Rahmens 1 infolge des Eigengewichtes die
Spreizlage mühelos aufrechterhält.
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Bei einem angehängten Leer-Container und der daraus folgenden höheren
Belastung hingegen gibt die Feder 22 den höheren Kräften nach, so daß die Verschlüsse
6 an den Teilrahmen 2 in eine nach innen gerichtete Anlage beim Anheben des Spreaders
kommen. Dabei werden die durch die Schrägstellung der Seile 24 bedingten horizontal
ausgerichteten Kontraktionskräfte zwischen den beiden Teilrahmen 2 von dem Container
aufgenommen.
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Statt der Feder 22 kann eine hydraulisch betriebene oder mit Hilfe
von Druckluft betätigte Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen sein, deren Druckzuführung
entweder nach dem Einhängen des Spreaders in den Leer-Container gesperrt wird oder
deren Druckzufuhr so geregelt ist, daß bei leerem Seilspreader die Spreizkraft größer
und bei belastetem Seilspreader die Spreizkraft kleiner ist als die durch die Schrägstellung
der Seile 24 bedingte Kontraktionskraft zwischen den beiden Teilrahmen 2.
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In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Hierbei sind die beiden Teilrahmen 2 und 2' nicht beide über das Zapfengelenk 3
mit dem Distanzträger 4' miteinander verbunden, sondern nur der eine Teilrahmen
2. Der andere Teilrahmen 2' ist unlösbar und unverrückbar mit dem Distanzträger
4', beispielsweise durch eine Schweißverbindung
verbunden. Eine
solche Ausführungsform ist völlig genügend, da die Beweglichkeit beider Teilrahmen
2 und 2' aufeinander zu mit Hilfe des bereits beschriebenen Zapfengelenkes 3 möglich
ist. Allerdings ist die Einjustierung der maximalen Spreizlage unmittelbar nach
der Fertigung für den Teilrahmen 2' etwas schwieriger, da diese Justierung als Richtarbeit
und nicht als Einstellungsarbeit vorgenommen werden muß.
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Die Aufrechterhaltung der maximalen Spreizlage ist bei dem in Fig.
3 gezeigten Ausführungsbeispiel gegenüber dem bisher beschriebenen Spreaderrahmen
leicht abgeändert. Symmetrisch zu beiden Seiten des Zapfengelenkes 3 ist jeweils
eine Feder 22' angeordnet, die sich beide an dem Kragarm 16' abstützen und auf den
Teilrahmen 2 wirken. Sie drücken dabei das Zapfengelenk 3 in seine äußerste Extremlage,
wobei sich die Lage bezüglich der Mittelachse des Zapfens 12 nach dem Gleichgewicht
einstellt, das zwischen beiden Federn 22' herrscht.
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Zur Beeinflussung dieser Gleichgewichtslage und damit zur Justierung
des Teilrahmens 2 umd die Längsachse des Zapfens 12 ist die Vorspannung zumindest
einer Feder 22' veränderbar, was z.B. durch Verschieben ihres Drucklagers gegenüber
dem Kragarm 16' bzw. gegenüber dem Teilrahmen 2 geschieht (nicht dargestellt).
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Alle übrigen Vorteile und Zubehörteile des Rahmens 1' sind'denen
des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 identisch, so daß sie nicht weiter beschrieben
sind. Zum Ausgleich des durch den Kragarm 16' bedingten, einseitigen Gewichts kann
auf der gegenüberliegenden Seite des Spreaderrahmens 1' ein entsprechendes Gegengewicht
angeordnet sein, bzw. durch die Auswahl z.B. der Materialstärke des Teilrahmens
2' ein Ausgleich geschaffen werden. Im übrigen kann die Lage des Teilrahmens 2 gegenüber
dem Distanzbalken 4 bezüglich dessen
Längsachse zur Justierung
der maximalen Spreizlage in derselben Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 verändert werden.
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i Unabhängig von der Gestaltung des Spreaderrahmens 1 bzw. 1' ist
es zweckmäßig, die zum Anhängen an einen Kran benötigten Seile 24 so an dem Teilrahmen
2 zu befestigen, daß ihre gedachte Verlängerung bei unter Belastung strammen Seilen
durch die Verbindungsstelle zwischen den Verschlüssen 6 und den Befestigungspunkten,
also den Langlöchern 32, an dem Container hindurchläuft. Denn nur wenn diese Bedingung
erfüllt ist, sind die Teilrahmen 2 momentenfrei, d.h. es tritt unter Last kein Kippmoment
um die durch die beiden zu einem Teilrahmen zugehörigen Verschlüsse gebildete Achse
auf. Zur Aufnahme der Seile 24 in dieser Weise sind an dem Eckpunkten der Teilrahmen
2 entsprechende Verankerungen 26 vorgesehen.
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Wegen der fehlenden Kippkräfte der Teilrahmen 2 kann das Zapfengelenk
3 oder jedes andere an dieser Stelle verwendete Schiebegelenk besonders einfach
ausgeführt werden, da es keinerlei Momente infolge einer Belastung aufnehmen muß,
sondern nur die durch das Eigengewicht des Rahmens 1 bedingten geringeren Kräfte.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die beiden jeweils
einem Teilrahmen 2 und 2' zugeordneten Verschlüsse 6 jeweils einer Querseite eines
anzuhängenden Leer-Containers zugeordnet. Gegenüber einer Zuordnung zu den Längsseiten
eines Containers bietet sich diese Lösung deshalb an, weil die in ihrer Grundfläche
stets rechteckigen Container eine Schrägstellung der Seile 24 hauptsächlich in Längsrichtung
des Containers und kaum in Querrichtung bedingen. Mit anderen Worten treten hauptsächlich
Kontraktionskräfte in Längsrichtung des Spreaders und kaum in Querrichtung auf.
Entsprechend ist die
Entlastung dieser hauptsächlichen Kräfte wichtiger
als die Entlastung der geringeren Kontraktionskräfte, die dazu auf ein sehr kurzes
Bauteil, nämlich auf einen Teilrahmen wirken.
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