DE2831789A1

DE2831789A1 - Derrick-kran

Info

Publication number: DE2831789A1
Application number: DE19782831789
Authority: DE
Inventors: Tadaomi Komatsu
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1980-01-31
Also published as: FR2430915B1; DE2831789C2; FR2430915A1; US4187949A; GB2025349B; GB2025349A

Description

- 4 KAWASAKI JUKQGYO KABUSHIKI KAISHA, Kobe-Shi, Japan

Derrick-Kran

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Derrick-Krane zum Einladen und Ausladen von Frachtgut, insbesondere für die Behandlung von Schiffs-Frachtgut«, Genauer bezieht sich die Erfindung auf einen verbesserten Derrick-Kran mit einem Derrick-Ausleger, der von einer mittleren Position aus um 36O⁰ entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden kann, ohne daß sich die Einzieh- oder Dreh-Drahtseile und Hub-Drahtseile gegenseitig berühren und aneinander reiben, und der ferner zwangsläufig angetrieben und ohne Spiel angehalten werden kann, das z.B. aufgrund eines Zahnradspiels auftreten könnte»

Deckkrane für Schiffe stellen sehr hochentwickelte, arbeitssparende Frachtgut-Behandlungsmechanismen dar, ihnen haften jedoch folgende Probleme an. Da sämtliche Bauelemente der Krananlage zusammen mit der angehobenen Last umlaufen, ist das Gewicht der umlaufenden Teile extrem groß, und für den Fall, daß Deckkrane auf einem Schiff installiert werden, kommt der Schwerpunkt des Schiffes hoch zu liegen, wodurch. die Schiffsstabilität verringert wird. Ferner sind diese Krane gewöhnlich auf eine maximale Hebeleistung von 30 t zur Zeit beschränkt und möglicherweise 50 t für die Zukunft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Derrick-Kran zu schaffen, der aus einer relativ leichten Konstruktion besteht und dennoch in der Lage ist, sehr schwere Frachtgüter zu manipulieren.

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Es soll ferner ein Derrick-Kran vorgesehen werden, in dem schwere Teile, wie beispielsweise Antriebsmittel (Winden) in niedrigen Positionen angeordnet sind.

Es ist auch beabsichtigt, einen Derrick-Kran zu schaffen, dessen Ausleger um 360° im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn über einen Gesamtbereich von 720° gedreht werden kann, ohne daß sich die Einzieh- oder Drehseile und Hubseile gegenseitig berühren und aneinander reiben. - * -

Es soll ferner ein Derrick-Kran geschaffen werden, bei dem ein Drehring, der das innere Ende oder Anschlußende des Auslegers schwenkbar trägt, durch eine oder mehrere Schwenkrollen mit kleinem Durchmesser angetrieben oder in Einstellposition gehalten ist, die mit dem Drehring durch Drahtseile gekuppelt ist bzw. sind, welche um diese herum im gespannten Zustand gewickelt sind, wodurch die Elastizität der Drahtseile dazu verwendet wird, ein Absacken und unerwünschtes Schwingen des Auslegers zu eliminieren, was infolge eines Zahnradspiels vorkommen könnte.

Zur Lösung obiger Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Derrick-Kran mit einem senkrechten Derrick-Mast mit einem hohlen Innenraum, einem Drehring, der drehbar abgestützt ist, um sich rund um einen unteren Teil des Derrick-Masts um eine vertikale Achse zu drehen, einem Ausleger, der an seinem inneren Ende auf dem Drehring in einer Art und Weise schwenkbar gelagert ist, daß der Ausleger eine Bewegung nach oben und unten ausführen kann, mit einer Drehhülse, die am oberen Ende des Mastes drehbar gelagert ist, so daß sie sich frei um eine vertikale Achse drehen kann, und der zahlreiche Rillenreifen drehbar trägt, einem Ausleger-Rollenzug, der zwischen der Drehhülse und dem oberen Ende des Auslegers eingeschaltet ist und ein Seil enthält, das um einen Rillenreifen des

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Wirbelblocks oder der Drehhülse herumgeführt ist, sich von diesen nach unten und rund um einen ortsfesten Rillenreifen erstreckt und um eine angetriebene Winde gewickelt ist, einen Frachtgut-Hub-Rollenzug, der zwischen dem oberen Ende des Auslegers und einer Einrichtung eingeschaltet ist, die ein Frachtgut trägt und mit einem Hubseil, das rund um einen anderen Rillenreifen der Drehrolle geführt ist, sich von dieser nach unten um einen ortsfesten Rillenreifen erstreckt und schließlich rund um eine angetriebene Winde gewickelt ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Mechanismus zur Verhinderung einer gegenseitigen Berührung der Einzieh- oder Drehseile und Hubseile, bestehend aus zahlreichen, vertikal im Abstand voneinander angeordneten Zwischen-Drehtischen, die im hohlen Innenraum des Mastes drehbar gelagert sind, so daß sie sich ungehindert um eine vertikale Achse drehen können, und die ferner zwischen der Drehrolle und den ortsfesten Rillenreifen angeordnet sind, wobei der Drehteller in Abstand voneinander angeordnete Rillen zur Führung und Beabstandung der Einzieh- oder Drehseile und Hubseile aufweist, und einer Vorrichtung zum Verbinden der Drehrolle und Drehtische derart, daß Jeder Unterschied zwischen den Drehwinkeln der Drehrolle und dem nächstgelegenen Drehtisch und zwischen benachbarten Drehtischen einen bestimmten Winkel nicht überschreitet, um dadurch eine gegenseitige Berührung und ein Reiben der Einzieh- und Hubseile zu verhindern, und einem Mechanismus zum kontrollierten Antreiben des Drehringes mit wenigstens einer Schwenkrolle, einer Antriebseinrichtung zum Antreiben der Rolle in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sowie Kabel, die rund um den Drehring und die Schwenkrolle gewickelt sind und ein Drehmoment dazwischen übertragen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

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Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen näher erläutertv Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, die die wesentlichen Konstruktionselemente eines Ausführungsbeispiels des Derrick-Krans gemäß der Erfindung veranschaulicht, der auf einem Schiff installiert ist;

Fig. 2 eine Draufsicht des gleichen Derrick-Krans;

Fig. 3 eine Seitenansicht, wobei einige Teile schematisch und einige Teile im vertikalen Schnitt gezeigt sind sowie der Derrick-Mast des gleichen Derrick-Krans und Mittel zur Verhinderung eines gegenseitigen Reibens der Seile in dem Mast;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der untereinander verbundenen Bauelemente zeigt sowie die Arbeitsweise einer Drehrolle an der Oberseite oder am oberen Ende des Derrick-Masts, der in Fig. gezeigt ist, sowie zwischengeschaltete Drehtische;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines zwischengeschalteten Drehtisches von oben entlang der Linie V-V in Fig. 3, und zwar in Blickrichtung der Pfeile;

Fig. 6 eine vertikale Teilschnittansicht entsprechend dem Teil der Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 1 in Blickrichtung der Pfeile, die einen Drehring zur Abstützung des inneren oder Anschlußendes des Auslegers, Schwenkrollen von kleinem Durchmesser zum Antreiben und Halten des Drehrings sowie Seile zeigt, die den Drehring mit den Rollen verbinden und

Flg. 8 eine schematische perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie die Seile zum Verbinden des Drehrings und der Schwenkrollen, gezeigt in Fig. 7, geführt und verankert sind.

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Es wird nun zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die hauptsächlichen Bauteile des abgebildeten Beispiels des Derrick-Krans gemäß der Erfindung^ der an Bord eines Schiffes installiert ist, sind folgende: Eine Grundplatte 2 ist im Körper 4 eines Schiffes vorgesehen, und eine Tragkonstruktion 3 ist auf der Grundplatte 2 starr befestigt. Ein Derrick-Mast 5 ist auf der Grundplatte 2 und an der Tragkonstruktion 3 vertikal starr befestigt, und er trägt an seinem oberen Ende eine Rolle drehbeweglich, die sich um die vertikale Mittelachse des Mastes 5 drehen kann und zwei Seilrollen 7» 7a aufweist. Der Derrick-Mast 5 weist einen hohlen Innenraum auf, welcher mittlere Drehtische und Seilrollen enthält, wie dies nachstehend noch beschrieben wird»

Ein Drehring 8 ist durch eine Halterung 9 drehbeweglich am unteren Teil des Mastes 5 abgestützt, und er dreht sich um die Mittellinie des Mastes 5. Dieser Drehring 8 wird durch Umlenkrollen 10 und 11 mit einem kleinen Durchmesser über Seile in Umlauf gesetzt, wie anschließend beschrieben wird. Ein Ausleger 12 mit der Form eines Zweibeins ist mit seinen zwei inneren Enden oder Anschlußenden 13 am Drehring 8 derart schwenkbar abgestützt, daß er nach oben und unten geschwenkt werden kann.

Dieser Ausleger 12 wird durch einen Rollenzug nach oben und unten geschwenkt sowie in jedem beliebigen Schwenkwinkel gehalten, der sich zusammensetzt aus einem Seil 14, Umlenkrollen, einschließlich der oben erwähnten Umlenkrolle 7 des Drehblocks 6 und einer Winde 15» wie noch beschrieben wird. Die freiliegenden Teile des Rollenzugs sind zwischen dem äußeren oder oberen Ende des Auslegers 12 und dem Drehblock 6 gespannt. Ein Ladegut W, das mittels des Derrick-Krans zu manipulieren ist, ist durch einen Haken oder dgl. mit einer Hubrolle 16 des Ladegut-Hubrollenzugs verbunden, der ferner folgende Teile umfaßt: Ein Ladegut-

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Hubseil 17» Umlenkrollen 18 und 19 am oberen Ende des Auslegers 12, die oben erwähnte Umlenkrolle 7a des Drehblocks 6 und eine Ladegut-Winde 20, wie noch beschrieben wird. Die Winden 15 und 20 sowie ihre Antriebsvorrichtungen (nicht gezeigt) sind auf der Grundplatte 2 befestigt.

Ein wichtiges Merkmal des Derrick-Krans gemäß der Erfindung besteht darin, daß sein Ausleger 12 sich über 360° im Uhrzeigersinn und 360° entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann, und zwar aus der durch strichpunktierte Linien in Fig. 2 angedeuteten Position heraus. Wie bereits oben kurz beschrieben wurde, sind das Seil 14 zum Verschwenken des Auslegers und das Ladegut-Hubseil 17 über Umlenkrollen 7 und 7a des Drehblocks 6 geführt, sowie ferner über ortsfeste Umlenkrollen 22 und 23 und schließlieh um die Trommeln der Winden 15 bzw. 20 gewickelt. Wenn man jedoch nicht Schutzmaßnahmen gemäß der Erfindung vorsieht, die nachstehend beschrieben werden, tritt das Problem der gegenseitigen Berührung und Reibung der Seile 14 und auf, wenn der Ausleger 12 sich über einen großen Winkel entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. . .

Es ist bekannt, daß wenn die einen Enden von zwei ursprünglich parallelen Schnüren fixiert sind und ihre anderen Enden um eine Achse gedreht werden, die parallel zu den zwei Schnüren verläuft, sich die zwei Schnüre bei einer Drehung um 180° vollständig gegenseitig berühren. In der Praxis findet diese Berührung schon bei einem kleineren Drehwinkel wegen des Durchmessers der Schnüre statt, und im Falle der Schwenk- und Hubseile 14 und 17 im Mast tritt diese Berührung bereits auf, wenn der Drehwinkel etwa 120° überschreitet.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Mittel vorgesehen, durch welche diese 120 -Grenze aufrechterhalten wird, d.h. nicht überschritten wird₈ und Drehstufen, von denen eine jede mit dieser 120°-Begrenzung versehen ist, sind nacheinander vorgesehen, um so die Berührung der zwei Seile 14 und 17 auch dann zu verhindern, wenn der Ausleger 12 sich über 360° im Uhrzeigersinn und 360° '. entgegen dem Uhrzeigersinn dreht oder über eine Gesamtzahl von 720°. Die Art und Weise, wie dies bewerkstelligt wird, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht, wobei einige Teile des Derrick-Mastes 5 im vertikalen Schnitt gezeigt sind. In dem in dieser Figur gezeigten Zustand befindet sich der Schwenk-Ausleger 12 in seiner hafenseitigen Position, d.h., er zeigt gegen die Hafenseite unter einem Winkel von 90° relativ zur Längs-Mittellinie des Schiffes gemäß Fig. 2. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, dreht sich der Drehblock 6 gemeinsam mit dem Ausleger 12, denn sie sind durch die Schwenk- und Hubseile 14 und 17 miteinander verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Zwischen-Drehtische 25 und 26 vorgesehen, im wesentlichen koaxial zwischen dem Drehblock 6 und den vorstehend erwähnten ortsfesten Umlenkrollen 22 und 23. Der Drehblock 6, der Zwischen-Drehtisch 25 und der Zwischen-Drehtisch 26 laufen im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Drehzahlen um, die im Verhältnis 3:2:1 stehen.

Wenn nun der Drehblock 6 sich über 360° im Uhrzeigersinn dreht, dreht sich der Zwischen-Drehtisch 25 um 240° und der Zwischen-Drehtisch 26 dreht sich schließlich um 120°. Es werden folglich Unterschiede von jeweils 120° nacheinander aufrechterhalten, so daß sich die Seile 14 und 17 nicht berühren und aneinander reibe.ι können, selbst dann nicht, wenn der Drehblock 6 zusammen mit dem Ausleger 12 sich über 360° im Uhnrzeigersinn und entgegen dem Uhr-

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zeigersinn über einen Gesamtbereich von 720° dreht. Es wird bemerkt, daß dieser Gesamt-Drehwinkel weiter dadurch vergrößert werden kann, daß man die Zahl der Zwischen- . Drehtische erhöht.

Ein Beispiel, bei dem zwei Zwischen-Drehtische verwendet werden und das Drehwinkel-Verhältnis des Drehblocks 6 und dieser Zwischen-Drehtische 3:2:1 beträgt, wird nun in Verbindung mit Fig. 4 ausführlich erläutert. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind der Drehblock 6 und die Zwischen-Drehtische 25 und 26 mit Trommeln versehen, die durch die Bezugszahlen 27, 28 und 29 gekennzeichnet sind und um welche Seile 30, 31, 32 und 33 geschlungen sind, wie nachstehend beschrieben wird.

Ein erstes Seil 30 ist mit seinem einen Ende entgegen dem Uhrzeigersinn über mehr als eine Windung um ein Teil 27a der Trommel 27 gewunden und an einem Punkt 30a der gleichen Trommel verankert. Dieses Seil 30 ist ferner über Umlenkrollen 35 und 36 geführt sowie im Uhrzeigersinn über mehr als 240° rund um die Trommel 28 des Zwischen-Drehtisches 25 gewickelt sowie mit seinem anderen Ende an einem Punkt 30b auf der gleichen Trommel verankert. Ein zweites Seil 31 ist mit seinem einen Ende im Uhrzeigersinn über mehr als eine Windung rund um den Trommelteil 27a gewiekelt und an einem Punkt 31a und an der Trommel festgelegt. Dieses Seil 31 ist über Umlenkrollen 37 und 38 geführt sowie über mehr als 240° entgegen dem Uhrzeigersinn rund um die Trommel 28 des Zwis«hen-Drehtis*hes 25 gewiekelt und mit seinem anderen Ende an einem Punkt 31b auf der gleichen Trommel festgelegt. Ein drittes Seil 32 ist mit seinem einen Ende im Uhrzeigersinn über mehr als eine Windung rund um einen Trommelteil 27b der Trommel 27 des Drehblocks 6 gewickelt und an einem Punkt 32a auf der Trommel verankert. Dieses Seil 32 ist über Umlenkrollen 40 und 41 geführt und mit seinem anderen Ende entgegen dem Uhrzeigersinn über mehr als 120° rund um die Trommel 29 des Zwi-

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schen-Drehtisches 26 gewickelt sowie an einem Punkt 32b an der Trommel 29 festgelegt. Ein viertes Seil 33 ist mit seinem einen Ende entgegen dem Uhrzeigersinn über mehr als eine Windung rund um den Trommelteil 27b gewickelt und an einem Punkt 33a auf der Trommel verankert. Dieses Seil 33 ist über Umlenkrollen 42 und 43 geführt und mit seinem anderen Ende im Uhrzeigersinn über mehr als 120° rund um die Trommel 29 gewickelt sowie an einem Punkt 33b an dieser Trommel verankert.

Die Art und Weise, in der der obere Zwischen-Drehtisch 25 in dem Kran-Mast 5 drehbar gelagert ist, ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Ein ringförmiges Abstützteil 45 ist mittels Winkelstücke 46 an der Innenwand des Mastes 5 befestigt und zahlreiche Führungsrollen 47 sind mittels U-Bügel 48 am Innenumfang des Abstützteils 45 gelagert. Der Drehtisch 25 weist eine zylindrische Wand 50 auf, die koaxial zu der oben erwähnten Trommel 28 verläuft, und diese zylindrische Wand 50 befindet sich in Eingriff mit den Führungsrollen 47, so daß sie sich frei drehen kann. Die zylindrische Wand 50 trägt einen Ringflansch 49, der auf den Führungsrollen 47 aufliegt, so daß der Drehtisch auf diese Weise von dem Abstützteil 45 getragen wird. Der Drehtisch 25 ist mit einem weiteren Flansch 51 versehen, an dem Führungsrollen 52 gelagert sind, um die Schwenk- und Hubseile 14 und 17 zu führen. Die oben erwähnten Umlenkrollen 36 und 38 werden von dem Mast 5 getragen, wie in den Abbildungen gezeigt ist. Das Abstützteil 45 kann einen Schlitz oder ein Langloch 55 aufweisen, das den Durchtritt der Seile 32 und 33 ermöglicht.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der untere Zwischen-Drehtisch 26 durch Abstützvorrichtungen gehalten, die ähnlich den Abstützvorrichtungen sind,, welche oben in Verbindung mit dem oberen Zwischen-Drehtisch 25 beschrieben wurden. Diese Abstützvorrichtungen weisen ein ringförmiges

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Abstützten 45A, Führungsrollen 47A usw. auf, und an der Oberseite des Drehtisches 26 sind Führungsrollen 52A für die Seile 14 und 17 gelagert.

Die gleiche Wirkung wie vorstehend beschrieben kann erreicht werden, indem man den Drehtisch 25 mit einem weiteren Trommelteil versieht und diesen Trommelteil mit der Trommel 29 des unteren Drehtisches 26 über Kabel bzw. Seile verbindet. Ferner ist es auch möglich, Ketten oder Zahnräder sowie Transmissionswellen statt der Seile zu verwenden.

Außerdem werden in einem Derrick-Kran zum Heben von Frachtgut in der Größenordnung von hunderten von Tonnen gewöhnlich insgesamt vier Winden anstatt zwei Winden 15 und 20 sowie statt zwei Hebe- und Schwenkseile 17 und 14 insgesamt vier Seile benötigt. Dieses Erfordernis führt jedoch zu keinerlei Problemen, da es einfach dadurch erfüllt werden kann, daß man lediglich die Zahl der Führungsrollen 7, 7a, 52 und 52A verdoppelt.

Durch Ausführung der Erfindung in der oben beschriebenen Art und Weise erzielt man einen Kran, der in der Lage ist, eine Last von mehreren hunderten Tonnen zu heben, was man bisher bei einem Schiffs-Deckkran für unmöglich hielt. Wie nachstehend noch beschrieben wird, ist es allgemein bekannt, daß ein Schiff während des Ladevorganges im allgemeinen sich etwa um 10° gegen die Seite neigt oder schrägstellt, an der die Frachtgüter manipuliert werden. Wenn die Erfindung angewendet wird, wird ein Drehmoment, das im wesentlichen der angehobenen Last entspricht, auf den Drehring 8 ausgeübt, an dem das Anschlußende des Auslegers 12 schwenkbar gelagert ist.

Wenn z.B. ein Derrick-Kran verwendet wird, der eine Last von 1000 t auf einem Schiff anhebt, das sich um 10° neigt und der Ausleger 12 um einen Winkel von etwa 20° rela-

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tiv zur Längsmittellinie des Schiffes ausgeschwenkt wi.rd, beträgt die auf den Drehring 8 ausgeübte Kraft etwa 980 t aufgrund des Frachtguts, wenn das Verhältnis des Drehradius des Auslegers 12 und des Radius des Drehringes z.B. 6:1 beträgt. Wenn ein Zahnradmechanismus zum Antrieb des Drehringes 8 unter diesen Umständen verwendet wird, wird der Mechanismus extrem groß, und zwar selbst dann, wenn zahlreiche Ritzel auf dem Drehring 8 gelagert werden. Wenn man dann die Herstellungsgenauigkeit und Größe dieses Mechanismus berücksichtigt, ist es unmöglich, diesen getrennt auf dem Schiffskörper aufzubauen und die Arbeit wird sehr schwierig und aufwendig, und sie schließt den Transport des Mittelteils des Schiffes in eine Fabrik zur maschinellen Bearbeitung ein.

Im Gegensatz hierzu kann gemäß der Erfindung die Installation des Antriebsmechanismus für den Drehring 8 einfach an Bord des Schiffes ausgeführt werden, da der Drehring 8 und die Antriebstrommeln 10 und 11 mit dem kleineren Durchmesser zum Drehen des Rings 8 durch Seile miteinander gekuppelt sind, wie nachstehend beschrieben wird. Die Trommeln oder Rollen 10 und 11 werden durch Antriebsvorrichtungen 58 bzw. 59 angetrieben, die beispielsweise aus Hydraulikmotoren bestehen, welche von einer gemeinsamen Quelle aus mit einer Hydraulikflüssigkeit gespeist werden.

Während ein Kettenantrieb für den Drehring 8 anstelle eines Zahnradantriebs vorstellbar ist, wirft jedoch ein solcher das Problem der Steuerung der Zugspannung in dem selben auf, und für den Fall, daß ein Vorwärts- und Rückwärtsantrieb erforderlich wird, wie im vorliegenden Derrick-Kran, werden Stoßbelastungen auf den Ausleger und zugeordnete Teile ausgeübt, die sogar größer als jene sind, die aufgrund eines Spiels in den Zahnrädern auftreten, wodurch ein Kettenantrieb für Derrick-Krane nicht geeignet ist, die schwere Frachtgüter heben und einem Schiff eine erhebliche

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Krängung verleihen.

Während bei dem in den Fig. 2, 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Antriebsrollen 10 und 11 mit kleinem Durchmesser vorgesehen sind, genügt für einen Derrick-Kran zur Manipulierung leichter Lasten schon eine Rolle, wohingegen drei oder mehr Rollen für einen Derrick-Kran verwendet werden können, der schwere Lasten manipuliert.

In dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erstes Drahtseil 60, das mit seinem einen Ende an dem oberen Teil 60a der Antriebsrolle 10 mit dem kleinen Durchmesser verankert ist, im Uhrzeigersinn rund um diese Rolle 10 entlang einer Kabelführung (z.B. einer Führungsnut) gewickelt und etwa im mittleren Teil der Rolle 10 herausgeführt. Das Drahtseil 60 ist wenigstens um eine Windung im Uhrzeigersinn rund um den Drehring 8 entlang einer Seilführung desselben gewickelt, die ausgefluchtet ist auf den Pfad der Seilführung der Antriebsrolle 10. Das andere Ende des Seils 60 ist an dem unteren Teil 60b des Drehrings 8 verankert. Ein weiteres Drahtseil 61, von dem ein Ende am unteren Teil 61a der Antriebsrolle 10 befestigt ist, ist entgegen dem Uhrzeigersinn rund um die Rolle 10 entlang einer Seilführung gewickelt und etwa im Mittelteil der Rolle 10 nach außen geführt, sowie ferner entgegen dem Uhrzeigersinn um wenigstens eine Windung rund um den Drehring 8 entlang einer Seilführung gewickelt. Das andere Ende des Seils 61 ist am oberen Teil 61b des Drehringes 8 verankert.

In ähnlicher Weise ist ein Drahtseil 62, von dem ein Ende am unteren Teil 62a der anderen Antriebsrolle 11 verankert ist, entgegen dem Uhrzeigersinn rund um die Rolle entlang einer Seilführung derselben gewickelt und mit wenigstens einer Windung rund um den Drehring 8 entlang einer

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Seilführung desselben geschlungen. Sein anderes Ende ist an dem oberen Teil 62b des Drehringes 8 festgelegt. Ferner ist in ähnlicher Weise ein Drahtseil 63, von dem das eine Ende am oberen Teil 63a der Antriebsrolle 11 befestigt ist, im Uhrzeigersinn rund um die Rolle 11 entlang einer Seilführung derselben gewickelt und mit wenigstens einer Windung rund um den Drehring 8 entlang einer Seilführung desselben. Ferner ist dieses Seil am unteren Teil 63b des Drehringes 8 festgemacht.

Es wird nun auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Wenn die Antriebsrollen 10 und 11 gleichzeitig im Uhrzeigersinn gedreht werden, werden die Seile 60 und 63 von diesen Rollen abgespult oder freigegeben und sie bewegen sich auf dem Drehring 8. Andererseits werden die Seile und 62 entlang den Seilführungen dieser Rollen aufgespult, von welchen die Seile 60 und 63 abgezogen worden sind. Schließlich werden die Seile 60 und 63 auf den Drehring 8 übertragen, während die Seile 61 und 62 umgekehrt auf die Rollen 10 und 11 übergeleitet werden.

Ein vorteilhaftes Merkmal dieses Mechanismus besteht darin, daß zwei Seile gemeinsam eine einzige Seilführung verwenden. Genauer gesagt, auf jeder Antriebsrolle befinden sich zwei Seile oder sind zwei Seile herumgewickelt und es ist eine Seilführung in der Form eines einzigen Schraubengangs vorgesehen, während am Drehring 8 vier Seile verwendet werden oder aufgespult sind und Seilführungen vorgesehen sind, die die Form eines doppelten Schraubengewindes haben. Die Breite der Rollen kann demzufolge halbiert werden. Für den Fall, daß eine Antriebsrolle verwendet wird, erhält die Seilführung des Drehringes 8 die Form eines eingängigen Schraubengewindes. Für den Fall, daß drei oder vier Antriebsrollen vorgesehen sind, erhält die Seilführung des Drehringes 8 die Form eines dreigängigen oder eines viergängigen Schraubengewindes, und die Seil-Verankerungssteil en

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am Drehring 8 werden entsprechend versetzt.

Bei diesem Mechanismus wird der niedrige Wert des Yoxing^fs Moduls von Seilen wirksam und man verwendet vorteilhaft ihre daraus resultierende Federcharakteristik. Als eine Folge hiervon erreicht man sehr erwünschte Eigenschaften des Derrick-Krans, und zwar hinsichtlich der Leistung, Kosten, Wartung, Dauerhaftigkeit bzw. Zuverlässigkeit und andere Aspekte, wie nachstehend noch beschrieben wird.

1. Es ist der Normalfall, daß wenn eine schwere Last mittels eines Derrick-Krans angehoben wird, der an Bord eines Schiffes installiert ist, daß der Schiffskörper sich bis zu etwa 10° zur Seite neigt oder krängt, an der die Last angehoben wird. Eine konstante Ausbalancierung wird dadurch ausgeführt, daß man Ballast-Wasser verlagert, um die Neigung oder Krängung des Schiffskörpers über 10° hinaus zu verhindern. Wenn sich der Ausleger 12 in einer Winkelstellung in der Größenordnung von 20° zur Hafenseite oder Schiffsseite relativ zur Längsmittellinie des Schiffes befindet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, erreicht der Winkel der Schiffsneigung 10° und ein maximales Drehmoment wird auf den Drehring 8 ausgeübt.

Es wird nun wieder auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Die Spannungen, denen die Seile 60 und 63 oder 61 und 62 ausgesetzt sind, erreichen ein Maximum oder einen Nullwert, was ganz von der Richtung der Neigung abhängig ist. Gemäß der Erfindung wird jedes Seil mit einer Zugspannung vorgespannt, die gleich ist der Hälfte der maximalen Sollbelastung. Die Folge hiervon ist, daß wenn z.B. das Seil 60 seiner maximalen Belastung unterworfen wird, es sich weiter um ein Ausmaß dehnt, entsprechend der Hälfte der Belastung, wodurch das Seil 61 diese Verlängerung des Seils 60 absorbiert und einen nicht belasteten Zustand einnimmt.

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Die Seile haben daher nur einen sehr geringen Durchhang oder Schlaffheit und sie bewegen sich daher nicht aus den Seilführungen oder Nuten heraus.

Gemäß der Erfindung kann diese Vorspannung oder Vorbelastung der Seile sehr einfach ausgeführt werden. Im einzelnen kann die Vorspannung dadurch einfach bewerkstelligt werden, daß man den Drehring 8 durch Arretiermittel blockiert, das Seil 60 z.B. durch Drehung einer Antriebsrolle in ihre Aufwickelrichtung anzieht, um so das Seil 60 unter Zugspannung zu setzen, daß man ferner dann das lockere Seil 61 mittels einer Spannvorrichtung anzieht, die gewöhnlich am einen Ende des Seils befestigt ist und daß man schließlich diesen Vorgang abwechselnd durchführt, um so sämtliche Seile unter halbe Belastung zu setzen. Diese Prozedur kann leicht durch Verwendung der Antriebsvorrichtungen 58 und 59 ausgeführt werden.

Es ist ein großer Vorteil, wenn man die Nachgiebigkeit oder Elastizität der Seile verwendet, und selbst, wenn die Krängung oder Neigung des Schiffes von der Backbordseite zur Steuerbordseite wechselt, z.B. während eines Ladevorgangs, wird das Spiel aufgrund der Ungenauigkeit in den Untersetzungsgetrieben (nicht gezeigt) der Antriebsvorrichtungen 58 und 59 durch die Verlängerung der Seile absorbiert, so daß eine Oszillation oder ein Hin- und Herschwingen des oberen Endes des Auslegers verhindert ist. Bei einem Deckkran für den Schiffseinsatz wird das Spiel des Getriebes im allgemeinen besonders deutlich während des Schwenkvorganges in umgekehrter Richtung aufgrund des Trägheitsmoments der angehobenen Last, und dies kann zu einem schwerwiegenden Problem werden, das eine Berücksichtigung erfordert, wenn es sich um einen Kran für äußerst schwere Ladegüter handelt. Diese und andere Schwierigkeiten werden durch die Erfindung vollständig eliminierte Wenn ferner der Drehring 8 durch eine große Zahl von Antriebsrollen angetrieben wird, werden

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die verschiedenen Bauelemente im wesentlichen gleichen Belastungen unterworfen und Stöße werden durch die Verlängerungen der Seile absorbiert.

2. Da der Drehring 8 und die Antriebsrollen 10 und 11 durch Seile miteinander gekuppelt sind, treten bei der Montagearbeit keine Schwierigkeiten auf, selbst dann nicht, wenn diese Teile getrennt auf einem Schiff eingebaut werden.

3. Da der Drehring 8 und die Antriebsrollen 10 und 11 nur wenig zusätzliche Arbeit erfordern, wie beispielsweise die Ausbildung der Seilführungen oder Seilnuten, sind die Herstellungskosten niedrig.

4. Da der Derrick-Kran an einem freiliegenden und leicht zugänglichen Platz installiert werden kann, kann er auch leicht gewartet werden und er weist darüberhinaus eine lange Lebensdauer auf.

Die obigen vier vorteilhaften Merkmale sind bemerkenswerte Eigenschaften der Erfindung. Wenngleich der auf Seile für die Anlage beruhende Antriebsmechanismus an Bord von Schiff en verwendet worden ist, besitzt der Mechanismus gemäß der Erfindung die wichtige Eigenschaft der unveränderten Spannung in den Seilen aufgrund des konstant parallen Laufs der Seile als Ergebnis der Abwicklung der Bahn der Seilführung für jede Antriebsrolle am Drehring, unabhängig von der Richtung, in der die Antriebsrollen gedreht werden·

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Leerseite

Claims

Pcrtenfcmwälie

ßr-Ing. Wilhelm ßeichel Dipl-ing. Woltag Boichel

6 Frankfurt a. M. 1
Paricstxaße 13

KAWASAKI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Kobe-Shi, Japan

Patentansprüche

Iy Derrick-Kran mit einem senkrechten Mast, der einen hohlen Innenraum aufweist, einem drehbar gelagerten Drehring, der rund um einen unteren Teil des Mastes um eine vertikale Achse rotiert, einem Ausleger, der an seinem inneren Ende schwenkbar auf dem Drehring in einer Art und Weise abgestützt ist, daß der Ausleger eine Schwenkbewegung nach oben und unten ausführen kann, einem am oberen Ende des Mastes drehbar gelagerten Drehblock, der um eine vertikale Achse frei rotieren kann und zahlreiche Seilrollen drehbar abstützt, einem Rollenzug, der zwischen dem Drehblock und dem oberen Ende des Auslegers angeordnet ist und ein Schwenkseil enthält, das rund um eine Umlenkrolle des Drehblocks geführt, von dieser nach unten verlängert und rund um eine ortsfeste Umlenkrolle gelegt sowie rund um eine motorgetriebene Winde gewickelt ist, einem Ladegut-Hub-Rollenzug, der zwischen dem oberen Ende, des Auslegers und einer Vorrichtung eingeschaltet ist, die ein Ladegut trägt, und der ein Hubseil enthält, das rund um eine andere Umlenkrolle des Drehblocks geführt, von dieser nach unten verlängert und rund um eine andere ortsfeste Umlenkrolle geleitet sowie rund um eine motorgetriebene Winde gewickelt ist,
gekennzeichnet durch einen Mechanismus zur Verhinderung einer gegenseitigen Berührung der Schwenk- und Hubseile (14, 15), bestehend aus zahlreichen, in vertikalem Abstand voneinander angeordneten Zwischen-Drehtischen (25, 26), die in dem hohlen

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Innenraum des Mastes (5) drehbar gelagert sind, um sich um eine vertikale Achse frei zu drehen, und die ferner zwischen dem Drehblock (6) und den ortsfesten Umlenkrollen (22, 23) angeordnet sind, wobei die Drehtische (25, 26) in Abstand voneinander angeordnete Rollen (52, 52A) zur Führung und Beabstandung der Schwenk- und Hubseile (14, 17) aufweisen, und durch Mittel zum Verbinden oder Kuppeln des Drehblocks (6) und der Drehtische (25, 26), daß peeler der Unterschiede zwischen den Drehwinkeln des Drehblocks (6) und dem nächstgelegenen Drehtisch (25) sowie zwischen benachbarten Drehtischen (25, 26) einen bestimmten Winkel nicht überschreitet, um dadurch eine gegenseitige Berührung und ein Reiben der Schwenk- und Hubseile (14, 17) zu verhindern, sowie durch einen Mechanismus zum gesteuerten Antreiben des Drehringes (8), bestehend aus wenigstens einer Antriebsrolle (10 oder 11), einer motorischen Antriebsvorrichtung (58 oder 59) zum Antreiben der Rolle in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen sowie Seilen.(60, 61, 62, 63)» die rund um den Drehring (8) und die Antriebstrommel (10 oder 11) gewickelt sind und zwischen diesen Teilen ein Drehmoment übertragen.
2. Derrick-Kran nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Kuppeln des Drehblocks (6) und der Zwischen-Drehtische (25, 26) Seiltrommeln (27a, 27b) in der gleichen Zahl wie die Drehtische (25, 26) aufweist, daß Seilrollen einstückig und koaxial am Drehblock (6) vorgesehen sind, daß eine Seiltrommel (28 oder 29) einstückig und koaxial zu jedem Drehtisch (25 oder 26) vorgesehen ist, daß Seile (30, 31, 32, 33) rund um jede Seilrolle des Drehblocks (6) und rund um die Seiltrommel eines entsprechenden Drehtisches gewickelt sind, um dadurch die Seiltrommeln untereinander zu verbinden, und daß Führungsmittel (35, 36, 37, 38, 40, 41, 42, 43) zur Führung der Seile zwischen den Kabeltrommeln vorgesehen sind.

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3. Derrick-Kran nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum gesteuerten Antreiben des Drehringes (8) sich zusammensetzt aus einem ersten Seil (60 oder 63)» das mit seinem einen Ende (60a oder 63a) an einem Teil der Antriebsrolle (10 oder 11) verankert , in der Draufsicht rund um die Trommel im Uhrzeigersinn gewickelt, mehr als eine Windung im Uhrzeigersinn rund um den Drehring (8) gewickelt und mit seinem anderen Ende (60b oder 63b) an einem Teil des Drehringes (8) festgelegt ist, einem zweiten Seil (61 oder 62), das mit seinem einen Ende (61a, 62a) an einem Teil der Antriebsrolle (10 oder 11) verankert, entgegen dem Uhrzeigersinn rund um diese Rolle gewunden und entgegen dem Uhrzeigersinn um mehr als eine Windung rund um den Drehring (8) gewickelt ist sowie mit seinem anderen Ende (6fb, 62b) an einem Teil des Drehringes verankert ist.
4. Derrick-Kran nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet, daß jedes rund um den Drehring (8) gewickelte Seil (60, 61, 62, 63) durch eine Last vorgespannt ist, die gleich ist der Hälfte der maximalen Sollbelastung des Seils.
5. Derrick-Kran nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Seile aus Stahldrahtseilen bestehen.
6. Derrick-Kran nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß er für einen Einsatz auf Schiff konstruiert und so einzubauen ist, daß sich der Drehring (8) etwas über einem offenen Deck (4) eines Schiffes befindet und der untere Teil des Mastes (5) und die Motorwinden (15, 20) unter dem Deck angeordnet sind.

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