DE2830204A1

DE2830204A1 - Ausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE2830204A1
Application number: DE19782830204
Authority: DE
Inventors: Raymond J Bromell; John N J Sideris
Original assignee: Automatic Drilling Machines Inc
Current assignee: Automatic Drilling Machines Inc
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1979-01-25
Also published as: US4179233A; FR2397361A1; GB2001030B; GB2001030A; CA1088894A; NL7807338A; JPS5453454A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für Kräne, insbesondere zum übertragen von Lasten auf in vertikaler Richtung bewegliche Plattformen.

Zur Übertragung von an einem Seil aufgehängten Lasten von einer ersten zu einer zweiten Plattform sind zahlreiche Arbeitsvorgänge erforderlich. Hierzu werden die Plattformen üblicherweise zueinander in eine bestimmte feste Lage gebracht _r um die Übertragung zu erleichtern. In zahlreichen Fällen ist eine derartige Ruhigstellung der Plattformen jedoch nicht möglich, denn beispielsweise im Seebetrieb können sowohl eine als auch beide Plattformen schwanken. Soll beispielsweise ein Schiff von der Pier aus beladen oder entladen werden, dann ändert sich aufgrund des Seeganges oder des Kafenschwells die vertikale Lage des Schiffsdecks ständig, während die Pier unverändert bleibt. Dies bereitet beim Absetzen und Aufnehmen von Lasten wesentliche Schwierigkeiten. Im OffshOiTe-Betrieb schwanken sowohl das Schiffsdeck als auch das Bohrinseldeck, so daß diese beiden Flächen vertikal gegeneinander beweglich sind. Bei schwankendem Kranunterbau und schwankendem Schiffsdeck ist die Lastübertragung aufgrund der komplizierten Bewegungsvorgänge äußerst schwierig. Hinzu kommt der verhältnismäßig hohe Seegang im Offshore-

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Bereich sowie die extrem schweren Lasten, die von und zu Bohrinseln übertragen werden und häufig in der Größenordnung von 10OO t liegen. Zusätzlich sind die im. Offshore-Bereich eingesetzten schweren Geräte äußerst kostspielig_r so daß eine Beschädigung in jedem Fall vermieden werden muß. Außerdem ist das Be- oder Entladen eines Schiffs oder eines Prahms wegen der schwankenden Decks äußerst gefährlich. Wird nämlich der Haken bei im Wellental befindlichem Prahm auf dessen Deck abgesenkt und hebt sich der Prahm mit dem nächsten Wellenkamm wieder, dann schlägt der Haken auf dem Deck auf, und das vom Kran herabhängende Seil fällt lose auf das Deck, wobei es sich in Schlingen um Aufbauten, andere Last oder gar Menschen legen kann. Beim nächsten Absinken des Prahms in das nächstfolgende Wellental sinkt der Haken mit ab und spannt das Seil, wodurch die vom Seil umschlungenen Gegenstände erfaßt werden. Da der Seegang im Offshore-Bereich mehrere Meter beträgt, wurden zwischen den einzelnen Wellenbergen einige Meter Drahtseil auf das Prahmdeck fallen. Diese Schwierigkeiten sind allgemein bekannt, und man hat bislang versucht, den Haken synchron mit dem Prahmdeck abzusenken und anzuheben. Eine derartige Koordinierung der beiden Bewegungen von Haken und Deck ist von Hand aber praktisch nicht durchführbar.

Die ähnlichen Schwierigkeiten treten natürlich bei der Lastübertragung zwischen zwei schwimmenden Plattformen, beispielsweise zwischen zwei Schiffen, auf. Da nebeneinanderliegende,

Ladung löschende Schiffe nie an der gleichen Stelle eines Wellenzuges liegen können, führen sie zu jedem Zeitpunkt voneinander verschiedene Bewegungen durch, so daß die benachbarten Decks nie gleichsinnig bewegt werden. Dies gilt selbst bei ruhigem Wasser, da in jedem Hafen Schwell von vorbeifahrenden anderen Schiffen vorhanden ist. Die ähnlichen Schwierigkeiten treten bei anderen Seearbeiten auf, beispielsweise bei der Rohrverlegung auf dem Meeresgrund von einem schwimmenden Prahm oder bei der Auslegung von Unterwassereinrichtungen auf den Meeresboden oder auf versenkte Plattformen. Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, hat man bislang versucht, eine konstante Spannung an das Kranseil zu legen. Dies löst jedoch nicht die auftretenden Schwierigkeiten, denn alle bekannten Kranseilspannvorrichtungen verwenden eine im Seil zwischen der Kranwinde und der Kranauslegerrolle liegende Spannvorrichtung. Bei der Verwendung eines mehrfach geschorenen Flaschenzuges zwischen dem Lasthaken und dem Kranausleger beträgt die Seillänge zwischen Kranwinde und Auslegerrolle, die als "schnelle Part" bezeichnet wird, ein Mehrfaches der auszugleichenden Vertikaldistanz, um eine konstante Spannung für das Lastseil zu erreichen. Da eine derartige Spannvorrichtung zusätzlich ein Abheben der Last von der beweglichen Plattform bei feststehendem Kran bewirkt, können die Bewegungen von am Kranhaken hängender Last und beweglicher Plattform nicht synchronisiert werden. Die Aufrechterhaltung einer konstanten

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Spannung am Kranseil verhindert daher nicht das Aufknallen der Last vor deren Aufsetzen auf ein sich schnell anhebendes Schiffsdeck.

Es wurden bereits an Haken aufhängbare Ausgleichsvorrichtungen vorgeschlagen, die den Abstand zwischen dem Ende des Kranauslegers und dem Kranhaken in Abhängigkeit von der Vertikalbewegung der Aufsetzplattform ausgleicht. Eine derartige Ausgleichsvorrichtung ist jedoch verhältnismäßig schwer, da sie selbst das Gewicht schwerer Lasten aufzunehmen hat. Ferner trägt die vorgeschlagene Vorrichtung an einem Hydraulikzylinder die zum Betrieb erforderlichen Motoren und Pumpen, was ihr Gewicht zusätzlich vergrößert. Da die vorgeschlagene Ausgleichsvorrichtung am Kranseil hängt, ist die Hebeleistung des Krans vermindert. Die am Kranhaken aufgehängte Ausgleichsvorrichtung ist aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Abmessungen auch schwer manövrierbar, insbesondere bei starkem Seegang und Wind. Bei auf schwimmender Plattform aufgestelltem Kran können deren Schwingbewegungen durch die Ausgleichsvorrichtung übertragen und verstärkt werden, so daß die Ausgleichsvorrichtung in horizontaler Richtung hin und her schwingt. Aufgrund der großen Masse der vorgeschlagenen Vorrichtung sind diese Schwingungsbewegungen gefährlich und in manchen Situationen schwer steuerbar.

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Obgleich an Haken aufgehängte Ausgleichsvorrichtungen gewisse Vorteile aufweisen, haften ihnen aber auch die zuvor erwähnten Nachteile an. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Ausgleichsvorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Ausgleichsvorrichtung gemäß Hauptanspruch. Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung ist an einem Kranausleger befestigt und wirkt nur auf die zwischen dem Ausleger und dem Kranhaken laufende Kranseilpart. Da die Ausgleichsvorrichtung am Ausleger befestigt ist, können die zu ihrem Betrieb erforderlichen Pumpen und Motoren auf der Kranplattform stehen, und Hochdruckfluid wird vom Ausgleichszylinder über eine vom Ausleger getragene Druckleitung gefördert. Dadurch ist das Gewicht der vom Ausleger zu tragenden Teile der Ausgleichsvorrichtung wesentlich verringert. Außerdem ist der am Ausleger angebrachte Teil der Ausgleichsvorrichtung wesentlich kleiner, so daß die Hebeleistung des Krans nicht wesentlich verringert wird. Durch die Anbringung der Ausgleichsvorrichtung am Ausleger treten auch keine übermäßigen Winddruckprobleme auf, die ansonsten am Kranseil freihängende Vorrichtungen in extreme Schwingungen versetzen können.

Der erfindungsgemäße Ausgleichszylinder ist zwischen dem Ende des Kranseils und dem Ende des Auslegers angebracht. Da-

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bei hängt der Kranhaken in einer Kranseilbucht zwischen dem Ausleger und dem Bewegungsausgleichszylinder. In dem Fall braucht die Ausgleichsvorrichtung nur das halbe Gewicht der Last zu tragen, wobei das Kranseil lediglich die doppelte Wegstrecke der zu kompensierenden Distanz zurücklegen muß. In einer anderen Ausführung weist die Ausgleichsvorrichtung einen laufenden Block auf, an dem der Lasthaken befestigt ist. Der Ausgleichszylinder trägt ebenfalls einen Block. Die Blöcke können ein- oder mehrscheibige Blöcke sein, so daß sich bei mehrfach geschorenem Kranseil ein Flaschenzug ergibt. In dieser Anordnung muß die Ausgleichsvorrichtung zwar mehr Lastgewicht tragen, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl der Seilstränge, sie braucht sich jedoch nur etwa über die zu kompensierende vertikale Wegstrecke zu bewegen. Da das gesamte geschorene Kranseil und beide Blöcke am Kolben des am Ausleger aufgehängten Ausgleichszylinders hängen, wird eine unerwünschte Relativbewegung des Hakens gegenüber der Aufsetzplattform durch die der Relativbewegung der zweiten Plattform entsprechende Vertikalbewegung des Kolbens ausgeschaltet. Die Last ist daher durch übliche Kransteuerung sanft auf einer schaukelnden Plattform absetzbar. Im Löschbetrieb beim Absenken eines Kranhakens zum Anpicken von Last wird ferner eine konstante Spannung im Kranseil unabhängig von der vertikalen Relativbewegung der beiden Plattformen aufrecht erhalten, indem der Lasthaken stets in einem bestimmten Mindestabstand zum schaukelnden Deck gehalten wird.

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In einer weiteren Ausführung ist der Vertikalbewegungs-Ausgleichszylinder parallel zur Längsachse des Kranauslegers montiert und im Ausleger untergebracht. Am Ende der aus dem Zylinder austretenden Kolbenstange sitzt ein vom Kranseil umlaufender Block, und zwar zwischen dem Lasthaken und der Auslegerrolle, der die Lastpart des Kranseils zum Anheben des Lasthakens gegenüber dem Ausleger über eine Umlenkrolle in den Auslegerarm zieht.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung kann auf einfache Weise in übliche Kräne eingebaut werden. Bei senkrecht stehendem Ausgleichszylinder ragt dieser teilweise über den Ausleger hinaus, so daß dessen freie Hebehöhe und dessen Hebeleistung praktisch unverändert bleiben. Bei im Ausleger montiertem horizontalem Ausgleichszylinder ist die freie Hebehöhe überhaupt nicht eingeschränkt. Ist keine Vertikalbewegungskompensation erforderlich, dann wird die Ausgleichsvorrichtung einfach ausgeschaltet und der Kran in herkömmlicher Weise betrieben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen.der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

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Figur 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen, an einem Kran angebrachten Ausgleichsvorrichtung;

Figur 2 eine Ansicht der am Ende eines Kranauslegers montierten Ausgleichsvorrichtung mit zur Beibehaltung einer senkrechten Lage schwenkbar montiertem Zylinder;

Figur 3 eine Stirnansicht der Ausgleichsvorrichtung gemäß Figur 2;

Figur 4 eine Ansicht einer anderen Ausführung der Ausgleichsvorrichtung mit zwischen dem Ende der Lastpart des Kranseils und dem Kranausleger montiertem Ausgleichszylinder ;

Figur 5 eine Schemadarstellung einer Steuerung für die Ausgleichsvorrichtung ;

Figur 6 eine Schemadarstellung der Steuerung für die Ausgleichsvorrichtung im Betrieb bei der Lasübertragung zwischen zwei schwankenden Plattformen; und

Figur 7 eine Ansicht einer weiteren Ausführung der Erfindung mit im Kranausleger montiertem Ausgleichszylinder.

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Es wird darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung überall dort einsetzbar ist, wo Lasten zwischen zwei Plattformen übertragen werden sollen, von denen eine bezüglich der anderen in vertikaler Richtung beweglich ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird die Erfindung im folgenden in Verbindung mit der Lastübertragung von einer feststehenden Plattform, beispielsweise einer Offshore-Bohrplattform oder einer Pier zu einem Schiff oder einem Prahm beschrieben. Der Ausdruck "Plattform" bezeichnet somit jede Fläche, zu der oder von der Ladung übertragen wird, wobei mit Plattform also beispielsweise eine Pier, eine Offshore-Plattform, ein Schiffsdeck, der Meeresgrund oder jede andere Unterstützungsfläche gemeint ist. In gleicher Weise ist der Ausdruck "Kran" im weitesten Sinne des Wortes zu verstehen und umfaßt jede Art von Lastseil-Halterung, bei der ein Lastseil zum Anheben oder Absenken von Last auf und ab bewegbar ist. Kräne können natürlich die verschiedensten Formen haben. Ein üblicher Kran besitzt jedoch einen Ausleger, der vom Kranunterbau bis zu der Stelle über der Aufsetzplattform ragt, von der oder zu der die Last übertragen werden soll. Eine im Krangehäuse oder Kranunterbau untergebrachte Motorwinde wickelt das Kranseil auf oder rollt es ab, wobei das Kranseil zum Anheben oder Absenken des Kranhakens durch eine Auslegerrolle umgelenkt wird. Derartige Kräne sind allgemein bekannt, so daß ihr Betrieb nicht näher erläutert zu werden braucht.

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Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung ist vorzugsweise in einem Kran untergebracht und dient zum automatischen Distanzausgleich zwischen Lasthaken und dem unmittelbar darüber befindlichen Kranausleger, und zwar in Abhängigkeit von vertikalen Relativbewegungen von Kran und Aufsetzplattform, auf der eine Last abgesetzt werden soll. Eine derartige Anordnung zeigen die Figuren 1,2, 3 und 5. Gemäß Figur 1 ist ein Kran

10 auf einer Offshore-Plattform 11 montiert, wobei die Offshore-Plattform 11 irgendeine auf dem Meeresboden mit Hilfe von Beinen 12 abgestützte Struktur ist, bei der die Plattform

11 einen festen Abstand zur Wasseroberfläche 13 beibehält. Gemäß Figur 1 dient der Kran 10 zur Übertragung von Lasten 14 zu oder vom Deck 15 einer Schute oder eines Prahms 16. Der Kran 10 kann sich im allgemeinen horizontal bewegen, so daß Lasten von der Plattform 11 auf das Deck 15 und umgekehrt übertragbar sind. Zur Horizontalbewegung ist der Kran vorzugsweise auf Schienen gesetzt und drehbar ausgelegt, so daß sich sein Unterbau oder sein Kranhaus in der Decksebene der Plattform um eine senkrechte Achse drehen kann. Dies ist für Kräne allgemein üblich.

Der Kran 10 ist mit einem Ausleger 17 versehen, der über den Prahm 16 ragt. Der Kran 10 besitzt ferner eine nicht erkennbare Motorwinde zum Aufwickeln oder Abwickeln eines Kranseils 18, das über eine am Ende des Auslegers angebrachte Ausleger-

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rolle 20 läuft. Am Ende des Kranseils 18 ist ein Kranhaken 19 zum üblichen Einhängen der Last vorgesehen. Bei bekannten Kränen ist die Auslegerrolle 20 ein einscheibiger Block, wobei der Kranhaken 19 am Ende des Kranseils befestigt ist. Bei schwereren Ladegeschirren sitzt am Ende des Auslegers ein mehrscheibiger Block, während ein ebenfalls mehrscheibiger zweiter beweglicher Block 21 zur Befestigung des Kranhakens 19 dient. Das Kranseil 18 ist dabei derart geschoren, daß die beiden mehrscheibigen Blöcke 20 und 21 zusammen mit dem Kranseil einen Flaschenzug ergeben. Bei derartigen Ladegeschirren wird die zwischen der Motorwinde und der Auslegerrolle 20 laufende Part des Kranseils 18 als "schnelle Part" bezeichnet, da sie beim Anheben oder Absenken des Kranhakens 19 ein Vielfaches von dessen zurückgelegter Distanz durchlaufen muß.

Bei ruhiger See bereitet es natürlich keine Schwierigkeiten, Lasten von der Plattform 11 zum Deck 15 des Prahms 16 zu übertragen. Da die Last 14 jedoch an einem vom fest montierten Kran gespannten Kranseil hängt, erfolgt deren Vertikalbewegung nur dann, wenn die schnelle Part von der Winde aufgespult wird. Durch die Meeresdünung hebt sich das Deck 15 des Prahms 16 jedoch regelmäßig, und die Last 14 kann bei unsynchronisierter Vertikalbewegung während ihres Absenkens auf das Deck 15 aufschlagen. Ferner muß ein Ausgleich für Arbeitszustände getroffen werden, in denen sich das Deck 15 nach oben bewegt

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und die Last 14 während des Hebevorganges einfach bei durchhängendem Kranseil auf Deck liegen bleibt.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung ist am Ausleger des Krans 10 montiert und wirkt nur in Abhängigkeit von der Vertikalbewegung des Decks 15 auf das zwischen Ausleger 17 und Lasthaken laufende Kranseil·. Gemäß den Figuren 1 bis 3 umfaßt die Ausgieichsvorrichtung einen Hydraulikzylinder mit Kolben, welcher vom Ausleger 17 gehadert ist und durch eine in Abhängigkeit von der Vertikaibewegung des schwankenden Decks 15 betriebenen Hydraulikpumpe betätigt wird. Hierzu umfaßt die Ausgleichsvorrichtung einen Hydraulikzylinder 22, der in senkrechter Lage schwenkbar zwischen Seitenwangen 23 und 24 des Auslegers 17 montiert ist. Die Schwenkachse des Hydraulikzylinders 22 fällt mit der Achse der Auslegerrolle 20 zusammen. Die Auslegerrolle 20 dreht sich unabhängig vom Hydraulikzylinder, so daß sich auch dieser unabhängig von der Auslegerrolle 10 in der Vertikalebene drehen kann.

Der Zylinder 22 weist einen hin und her bewegbaren Kolben mit am unteren Ende befestigter Kolbenstange 26 auf, die durch den Boden des Hydraulikzylinders 22 ragt. Am freien Ende der Kolbenstange 26 ist ein mehrscheibiger fester Block 27 montiert. Als "fester Block" wird im folgenden der feststehende Teil eines Flaschenzuges bezeichnet, um eine Unterscheidung

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zu dem beweglichen Block zu gestatten. Der feste Block steht natürlich nicht unverrückbar fest, da er durch die Ausgleichsvorrichtung in vertikaler Richtung bewegbar ist. Das von der Motorwinde kommende Kranseil 18 läuft über die Auslegerrolle

20 in einen mehrscheibigen laufenden Block 21 und ist in üblicher Weise durch den festen Block 27 geschoren. Dies gibt einen Flaschenzug, wobei der Lasthaken 19 am laufenden Block

21 hängt.

Man erkennt, daß bei im Zylinder 22 festgehaltenem Kolben der Kran 10 in herkömmlicher Weise betreibbar ist. Die Auslegerrolle 20 liegt im Abstand zum festen Block 27, der nunmehr als Auslegerrolle wirkt. Im übrigen arbeitet der Kran auf übliche Weise. Wird die schnelle Part des Kranseils festgehalten, dann ist der Lasthaken durch Verschiebung des Kolbens im Zylinder 22 vertikal bewegbar. Demnach arbeiten der Zylinder und der Kolben unabhängig von der schnellen Part und verändern die vertikale Lage des Hakens in bezug auf den Ausleger. Die schnelle Part und der Zylinder sind aber auch gleichzeitig betätigbar, so daß sie die Lage des Lasthakens gemeinsam verändern. Das Gewicht der Last wird im wesentlichen von der Kolbenstange 26 getragen. Da der Zylinder 22 schwenkbar aufgehängt ist, wird dieser durch das Gewicht der Blöcke und des Lasthakens unabhängig von der Horizontal- oder Vertikalbewegung des Auslegers senkrecht gehalten. Da ferner ein we-

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sentlicher Bereich der Zylinderlänge höher als der Schwenkpunkt liegt, kann der feste Block 27 verhältnismäßig nahe an das Ende des Auslegers gezogen werden, so daß die freie Hebehöhe des Krans durch die Ausgleichsvorrichtung praktisch nicht beeinträchtigt ist. Ohne zusätzliche Einrichtungen sollte der Schwenkpunkt des Zylinders bei unbelastetem Haken oberhalb des Schwerpunktes der gesamten Ausgleichsvorrichtung liegen.

Die Steuerung für die erfindungsgemäße Ausgleichsvorrichtung gemäß Figur 1 ist in Figur 5 schematisch dargestellt. Man erkennt den im Hydraulikzylinder 22 auf und ab bewegbaren Kolben 100 mit angeschlossener Kolbenstange 26, die einen festen Block 27 trägt. Unter dem Kolben 100 wird einer ersten Kammer 101 über eine Hochdruckleitung 102 Fluid zugeführt. Die über dem Kolben 100 liegende zweite Kammer 103 wird mittels eines Auslasses 104 an Atmosphäre belüftet. Falls gewünscht, kann die Auslaßöffnung 104 auch mittels einer nicht dargestellten Verbindungsleitung mit dem Hydraulikfluidspeicher zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks im Speicher verbunden sein.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zufuhr von Hydraulikfluid durch die Hochdruckleitung 102 nit Hilfe einer förderrichtungsumschaltbaren Pumpe 105, die außerdem unterschiedliche Fluidmengen fördern kann. Derartige Pumpen

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sind allgemein bekannt (over-center-Pumpen); sie fördern Hydraulikfluid in beide Richtungen durch die Leitungen 102 und 106. Die Fördermenge und die Fördergeschwindigkeit hängen von der Kapazität der Pumpe und der Lage eines Steuerjochs ab. In einer ersten Stellung des Steuerjochs wird Hydraulikfluid vom Behälter 107 über die Leitung 106 und durch die Hochdruckleitung 102 in die erste Kammer 101 gepumpt. Durch Umsteuerung des Steuerjochs wird das Hydraulikfluid in entgegengesetzte Richtung gefördert. Dadurch wird der feste Block 27 entsprechend angehoben oder abgesenkt.

Befindet sich der Ausleger 17 über dem Prahm 16, dann wird die Bewegung des festen Blocks 27 mit der Vertikalbewegung der Aufsetzplattform 15 synchronisiert. Bei einer Kranaufstellung auf einer feststehenden Plattform gemäß Figur 1 wird ein Fühler auf die schwankende Plattform gesetzt, der die Vertikalbewegungen dieser Plattform in bezug auf die feststehende Plattform anzeigt. Hierzu dient vorzugsweise ein Beschleunigungsmeßgerät 110, das auf die schwankende Plattform 15 gestellt wird. Das vom Beschleunigungsmeßgerat 110 erzeugte Bewegungssignal der Plattform 15 zeigt die Bewegungsrichtung und deren Beschleunigung an. Das erhaltene Signal wird zu einem Prozessor 112 übertragen, der eine Integration zur Bestimmung der mittleren Geschwindigkeitsänderung der Plattformbewegung vornimmt und ein entsprechen-

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des Signal an eine Steuerung 113 liefert. Die Steuerung 113 ist demnach von dem Prozessor oder Integrator 112 angesteuert und steuert die Lage des Steuerjochs der Pumpe 105. Erkennt das Beschleunigungsmeßgerät 110 somit eine Vertikalbewegung, dann liefert der Integrator 112 ein die Steuerung 113 ansteuerndes Signal, das die Pumpe vorwärts laufen läßt. Dadurch fördert die Pumpe 105 Hydraulikfluid vom Behälter 107 in die erste Kammer 101 und hebt den Lasthaken 19 dabei an. Stellt das Beschleunigungsmeßgerät umgekehrt eine nach unten gerichtete Vertikalbewegung fest, dann veranlaßt das vom Integrator 112 und der Steuerung 113 erhaltene Signal ein Umsteuern des Steuerjochs und eine Förderrichtungsumkehr der Pumpe, so daß Hydraulikfluid aus der ersten Kammer 101 abgepumpt und in den Behälter 107 gefördert wird. Der Lasthaken

19 wird dadurch abgesenkt.

Man erkennt aus der vorhergehenden Beschreibung, daß bei feststehender Kranplattform das allgemein als Fühler bezeichnete Beschleunigungsmeßgerät 110 auf der Aufsetzplattform anzuordnen ist. Befindet sich der Kran jedoch auf einer schwankenden Plattform und soll die Last auf eine feststehende Plattform abgesetzt oder von dieser aufgenommen werden, dann muß der Fühler natürlich auf der Kranplattform angeordnet sein. Am zv/eckmäßigsten bringt man das Beschleunigungsmeßgerät dabei am Ausleger 17 an, und zwar möglichst nahe der Auslegerrolle

20 an der Stelle 110b in Figur 2.

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Steht der Kran selbst auf einer schwankenden Plattform und ist auch die Aufsetzplattform in senkrechter Richtung beweglich, beispielsweise bei Schiff-zu-Schiff-Verladung, dann müssen die Vertikalbewegungen beider Plattformen gemessen werden. Figur 6 zeigt eine dazu geeignete Einrichtung, wobei auf beiden beweglichen Plattformen A und B Fühler, beispielsweise Beschleunigungsmeßgeräte 11Oa und 110b, angeordnet sind. Im allgemeinen setzt man einen Fühler auf die Aufsetzplattform und den anderen Fühler auf den Ausleger in der Nähe von dessen Auslegerrolle, so daß die Vertikalbewegung der Auslegerrolle gemessen wird. Die von den Fühlern oder Beschleunigungsmeßgeräten 110a und 110b erzeugten Signale werden zu geeigneten Signalprozessoren, beispielsweise Integratoren 112a und 112b übertragen. Die Integratoren 112a und 112b steuern einen Komparator 114 an, der die Vertikalbewegung der Plattformen in bezug aufeinander mißt und ein entsprechendes Signal an die Steuerung 113 liefert. Diese steuert die Stellung des Steuerjochs der Pumpe 105.

Wahlweise kann der Vertikalbewegungsfühler der Kranplattform auch am laufenden Block 21 aufgehängt sein. Die Ausgleichsvorrichtung wird dabei nur dann aktiviert, wenn der Haken in einer festen Lage bezüglich der Aufsetzplattform hängen soll und nicht beim Absenken in Richtung auf die aufzunehmende Last. Sobald der Haken in die gewünschte Lage bezüglich der darunter

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liegenden Lastplattform gebracht worden ist, wird die Ausgleichsvorrichtung aktiviert, um den Lasthaken unabhängig von den Relativbewegungen von Ausleger und Lastplattform in fester Lage zu halten.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei beispielsweise auf einer feststehenden Plattform aufgestelltem Kran zur Lastübertragung von einer schwankenden Plattform zur feststehenden Kranplattform die Ausgleichsvorrichtung nach dem Abheben der Last von der schwankenden Plattform deaktiviert werden muß. Sonst würde sich die Last nämlich weiterhin entsprechend der Auf- und Abbewegung der Lastplattform am Kranseil auf und ab bewegen. Eine Ausgleichsvorrichtungssteuerung sollte daher für die Bedienungsperson des Krans zur Verfügung stehen, um eine Fernbedienung zu gestatten. Das gleiche gilt für die Lastübertragung zwischen einer ersten und einer zweiten Plattform, wenn sich der Kran auf einer dritten Plattform befindet und die erste und zweite Plattform in bezug auf die Kranplattform vertikal beweglich sind. Dies gilt beispielsweise für das Laden oder Löschen zwischen zwei Schiffen mittels eines auf der Pier stehenden Kraus. Hierbei muß entweder der Fühler zwischen den Aufsetzplattformen hin und her getragen werden oder es muß auf beiden beweglichen Plattformen ein Fühler vorgesehen sein, wobei der Kranführer eine Steuerung zur Auswahl bzw. Ansteuerung eines der beiden Fühler haben muß.

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Anstelle von Beschleunigungsmeßgeräten können natürlich auch andere Einrichtungen zur Feststellung der relativen Vertikalbewegungen verwendet werden. Diese sind dem Fachmann allgemein bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Die zur Signalverarbeitung erforderliche Elektronikschaltung ist von der Art des verwendeten Beschleunxgungsmeßgerätes abhängig. Derartige Schaltungen sind dem Fachmann jedoch ebenfalls bekannt.

Verwendet man ein Beschleunigungsmeßgerät zur Feststellung der relativen Vertikalbewegung der Plattformen, dann muß dieses auf die bewegliche Plattform aufgesetzt werden. Sofern die Aufsetzplattform feststeht und die Kranplattform beweglich ist, wird das Beschleunigungsmeßgerät auf die Kranplattform gesetzt. Zweckmäßigerweise wird das Beschleunigungsmeßgerät in dem Fall nahe der Auslegerrolle am Kranausleger angebracht, so daß die Vertikalbewegung des Krans unmittelbar über der Aufsetzplattform gemessen wird. Steht der Kran jedoch auf einer feststehenden Plattform und schwankt die Aufsetzplattform, dann muß das Beschleunigungsmeßgerät auf diese gesetzt werden. Vorzugsweise wird das vom Beschleunigungsmeßgerät erzeugte Signal in ein Sendesignal umgewandelt, das mittels einer Sendeantenne 130 vom Beschleunigungsmeßgerät 110 zu einer am Kran 10 angebrachten Empfangsantenne 125 drahtlos übertragbar ist. Die Signalübertragung vom Beschleunigungsmeßgerät zum Kran kann

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jedoch auch über ein von der Aufsetzplattform zur Ausgleichsvorrichtung gespanntes Kabel übertragen werden. Weitere Signalübertragungseinrichtungen sind dem Fachmann geläufig.

Wie zuvor erwähnt, trägt der Hydraulikzylinder das gesamte Gewicht der Last, und zwar bis auf den Teil, der an der schnellen Part hängt. Er muß daher so ausgelegt sein, daß er das gesamte vom Kran zu transportierende Gewicht anzuheben vermag. Außerdem muß der Kolbenhub groß genug sein, um die zu erwartenden Vertikalbewegungen auszugleichen. Die Parameter der Pumpe oder der Pumpen hängen von der Größe des Zylinders, der zu erwartenden Last und der zu erwartenden Bewegungsfrequenz ab. Die Größe und Kapazität der Pumpen, Zylinder etc. zur Erreichung der erforderlichen Hebeleistung sind leicht berechenbar und mit entsprechenden Meß- und Steuereinrichtungen abstimmbar, um den Lasthaken unmittelbar entsprechend dem aufgenommenen Bewegungssignal anzuheben oder abzusenken.

Da der Zylinder der Ausgleichsvorrichtung nur auf die zwischen dem Ausleger und der Last laufende Kranseilpart wirkt, ist die vom Kolben zurückgelegte Wegstrecke direkt von der gemessenen Bewegung abhängig, ohne dieser genau entsprechen zu müssen. Wird nämlich beispielsweise die schnelle Part bei der Bewegung des Kolbens in der Ausführung gemäß Figur 1 festgehalten, dann entspricht die beim Anheben des festen Blocks 27 zu-

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rückgelegte Distanz nicht der Anhebung des laufenden Blocks 21, da die schnelle Part nicht mitbewegt wurde. Diese Schwankung hängt jedoch unmittelbar von der Anzahl der geschorenen Kranseilparten ab, so daß sie durch die Steuerschaltung leicht kompensierbar ist. Mit zunehmender Anzahl von Kranseilscherungen nehmen diese Schwankungen ab.

Durch die schwenkbare Aufhängung des Zylinders 22 zwischen den Seitenwangen 23 und 24, die eine Schwenkbewegung um die Achse der Auslegerrolle 20 gemäß den Figuren 1 bis 3 erlaubt, werden zusätzliche Vorteile erzielt. Beispielsweise ist das von der Pumpe zum Zylinder 22 geförderte Hydraulikfluid durch eine an ein Drehstück des Auslegers 17 angeschlossene feste Druckleitung 133 förderbar. Außerdem kann das Fluid durch den Schwenkzapfen 132 unmittelbar in den Zylinder 22 eingeleitet werden, wobei eine Gelenkverbindung 134 zum Anschluß der Druckleitung 133 vorgesehen ist. Dadurch ist die Verwendung von flexiblen Druckschläuchen vermieden.

Figur 4 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, wobei das Kranseil 18 über die Auslegerrolle 20 und durch einen einscheibigen laufenden Block 120 läuft. Das Ende des Kranseils 18 ist an der Kolbenstange 126 befestigt. Man erkennt, daß der Zylinder 122 hierbei lediglich die halbe Last trägt. Der Kolben muß jedoch die doppelte Wegstrecke wie der Lasthaken 119 zurück-

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legen. Der Zylinder 122 hängt unmittelbar an der Achse der Auslegerrolle 20, so daß bei langem Ausgleichszylinder die freie Hubhöhe des Krans behindert ist. Die Ausführung gemäß Figur ist jedoch leichter an herkömmlichen Kränen anbringbar. Die Kolbenstange 126 kann auch einen mehrscheibigen festen Block wie in der Ausführung gemäß Figur 1 tragen. Ferner braucht der Zylinder nicht an der Achse der Auslegerrolle 20 zu hängen, sondern er kann auch an einem anderen Teil des Auslegers aufgehängt sein.

Die Pumpen müssen nicht einen das gesamte Gewicht tragenden Druck erzeugen, wenn die Ausgleichsvorrichtung lediglich die Bewegung des unbelasteten Hakens bei der Annäherung an ein schwankendes Deck ausgleichen soll. Beispielsweise braucht die Ausgleichsvorrichtung lediglich den Lasthaken synchron mit dem schwankenden Deck zu bewegen. In diesem Fall zieht die Last beim Anheben des Lasthakens den Kolben gegen den Druck im Zylinder nach unten, so daß dieser auf dem Boden des Zylinders aufliegt. Die Ausgleichsvorrichtung dient dabei lediglich zur Kranseilspannung sowie zur Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung der den "freien Kranhaken tragenden unbelasteten Part. Auf diese Weise werden die Bewegungen von Lasthaken und schwankendem Deck während des Anschlagen^ der Ladung aufeinander abgestimmt. Bei angepickter und angehobener Last liegt der Kolben auf dem Boden des Zylinders auf, und der Kran wird auf herkömmliche Weise betrieben.

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Wenn die Ausgleichsvorrichtung lediglich geringe Lasten zu tragen hat, wie dies beispielsweise bei der Kransexlspannung der Fall ist, dann braucht der Zylinder nicht mit Hydraulikfluid betrieben zu werden, sondern es ist auf Bewegungen schneller ansprechende Druckluft verwendbar.

Figur 7 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, wobei der Zylinder 22 parallel zum Ausleger in diesem angeordnet ist. Das Kranseil 18 ist auf übliche Weise um die Auslegerrolle 20, — einen feststehenden Block - geschoren und läuft über einen den Lasthaken 19 tragenden laufenden Block 21. Der Ausleger 17 weist ferner eine Umlenkrolle 200 auf, die vorzugsweise unterhalb und einwärts von der Auslegerrolle 20 angeordnet ist. Die Kolbenstange 26 trägt in dieser Ausführung an ihrem freien Ende einen Ausgleichsblock 201, der in Richtung des Auslegers 17 verschiebbar ist. Die Ausgleichsrolle 201 wird von der zwischen der Auslegerrolle 20 und dem laufenden Block 21 laufenden Part umlaufen, so daß beim Einziehen der Kolbenstange 26 in den Zylinder 22 die zwischen Auslegerrolle 20 und laufendem Block 21 geschorene Part über die Umlenkrolle 200 und die Auslegerrolle 20 gezogen wird, wodurch sich der Abstand zwischen Auslegerrolle 20 und laufendem Block 21 direkt proportional zur Querbewegung des Ausgleichsblocks 201 verändert. Da der Ausgleichsblock 201 die schnelle Part nicht enthält, entspricht die Ausführung gemäß Figur 7 mechanisch dem Ausführungsbei-

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spiel gemäß Figur 2, so daß die Bewegungsverhältnisse bei der Bewegung des Kolbens und der Anhebung und Absenkung des Hakens die gleichen sind. Ein Vorteil dieser Ausführung liegt jedoch darin, daß lediglich geringe Veränderungen am Ausleger vorzunehmen sind und daß die Lage der Auslegerrolle 20 nicht verändert zu werden braucht. Die freie Hubhöhe des Krans wird dadurch nicht beeinflußt. Da die Last ferner zwischen der Umlenkrolle 200 und der Auslegerrolle 20 hängt, sind die Kolbenstange und der Zylinder frei von Querkräften, die bei einer Horizontalbewegung des Auslegers oder der Last auftreten. Herkömmliche Kräne brauchen daher nur zur Unterbringung der Umlenkrolle 200 und des Zylinders 22 umgerüstet zu werden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Last zwischen der Auslegerrolle 20 und der Umlenkrolle 200 hängt.

Ein wesentlicher Vorteil der Ausgleichsvorrichtung liegt in ihrem großen Sicherheitsfaktor. Beim Löschen von Ladung aus einem schwankenden Schiffsdeck kommt es nämlich häufig vor, daß der Kranhaken beim Anheben des Schiffs oder Leichters in dessen Aufbauten einhakt, so daß beim nachfolgenden Absinken des Schiffs im nächsten Wellental eine extreme Belastung des gesamten Krans auftritt. Dies kann zu Zerstörungen auf dem Schiff und/oder am Kran führen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgleichsvorrichtung 102 kann ferner ein Druckablaßventil vorgesehen sein, welches die erste Kammer 101 zum Behälter 1O7

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abläßt, wenn das Gewicht am Lasthaken einen vorgegebenen Betrag überschreitet. Greift also bei angehängter Ausgleichsvorrichtung der Lasthaken in Aufbauten des Schiffs oder der schwankenden Plattform ein, dann öffnet das Entlastungsventil und der Kolben senkt sich im Zylinder, ohne daß übermäßige Zerstörungskräfte auf den Kran oder das Schiff wirken.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausgleichsvorrichtung auch am Kolben aufgehängt sein kann, so daß der Lasthaken am Boden des Zylinders sitzt. Ebenso kann die Schaltung der Beschleunigungsfühler umgekehrt werden, wenn es die Arbeitsverhältnisse erfordern. Dies liegt jedoch im Rahmen der Sachkunde des Fachmannes.

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Claims

Ansprüche

1. Ausgleichsvorrichtung,- insbesondere für den Ausgleich des Abstandes eines Kranhakens über einer schwankenden Plattform, gekennzeichnet durch einen Zylinder (22) und einen in diesem verschiebbaren Kolben (10Q) mit einer durch ein Ende des Zylinders (22> geführten Kolbenstange (26}, an deren freiem Ende ein Haken oder ein fester Block (27) befestigt ist? und durch eine an den Zylinder

(22) angeschlossene. Fluid' fördernde Pumpe (1O5) zum Anheben und Absenken des Kolbens (10O).

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) zwischen dem Kranseil (18) und einem Kranausleger {17) Montiert ist, wobei der Lasthaken (119) zwischen einer das Kranseil (18} umlenkenden Auslegerrolle C2O) und dem Zylinder (22) hängt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) schwenkbar am Ausleger (17) aufgehängt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Zylinders (22) mit der Achse der Auslegerrolle (2Q) zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kolbenstange (26) einen festen Block (27) trägt, und daß das Kranseil (18) über den festen Block (27) und über einen den Lasthaken (19) tragenden laufenden Block (21) geschoren ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Meßfühler (11O) zur Messung der Vertikalbewegung einer zweiten Plattform (15) gegenüber einer ersten Plattform (11) vorgesehen sind, die Fühlersignale zu einer die Pumpe (1O5) steuernden Steuerschal-(112; 113) übertragen.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (110) Beschleunigungsmeßgeräte sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (110) auf der schwankenden Plattform (15) sitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (110) auf der Kranplattform sitzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (110) in der Nähe der Auslegerrolle (20) am Ausleger (17) angebracht ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf der Kranplattform als auch auf der Lastplattform Meßfühler (110) angeordnet sind, und daß die Steuerschaltung (112; 113) durch Fühlersignale der beiden Meßfühler (110) ansteuerbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) am Ausleger (17) gehaltert und der Kolben (26) zum Anheben und Absenken

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des Lasthakens (19) unabhängig von der Betätigung der Kranseilwinde verschiebbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) innerhalb des Auslegers (17) in Richtung von dessen Längserstreckung angeordnet ist, daß am freien Ende der Kolbenstange (26) ein Ausgleichsblock (201) sitzt, daß der Ausleger (17) zwischen seiner Auslegerrolle (20) und dem Ausgleichsblock (201) eine Umlenkrolle (200) trägt, und daß das Kranseil (18) über die Auslegerrolle (20), über den den Lasthaken (19) tragenden laufenden Block (21), über die Umlenkrolle (200) und über den Ausgleichsblock (201) geschoren ist.

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