DE3704392A1 - Einrichtung zum vertikalen foerdern einer last, insbesondere schiffsentladekran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum vertikalen Fördern einer Last, insbesondere Schiffsentladekran, mit einem in einer vertikalen Ebene schwenkbaren, an einem Stützgestell gelagerten und an seinem freien Ende mit einem Lastaufnahmegerät versehenen Lastausleger und einem in der vertikalen Schwenkebene des Lastauslegers schwenkbaren, am Stützgestell gelagerten und an seinem freien Ende mit einem Gegengewicht versehenen Gegengewichtsausleger, sowie mit einem in der vertikalen Schwenkebene des Lastauslegers und des Gegengewichtsauslegers schwenkbaren, am Stützgestell gelagerten Mast, dessen freies Ende einerseits mit dem freien Ende des Lastauslegers mit einem ersten Zugelement und andererseits mit dem freien Ende des Gegengewichtsauslegers mit einem zweiten Zugelement verbunden ist.

Aus der US-A-38 28 915 ist eine als Schiffsentladekran ausgebildete Einrichtung dieser Art bekannt, bei der der Lastausleger, der Mast und der Gegengewichtsausleger miteinander unter Bildung einer starren Scheibe fest verbunden sind. Beim vertikalen Verschwenken des Lastauslegers wird der Gegengewichtsausleger um den gleichen Winkel verschwenkt, wodurch ein besonders schweres Gegengewicht erforderlich ist, was zu einer starken Beanspruchung des Stützgestelles führt.

Ein wesentlicher Nachteil ist weiters darin zu sehen, daß bei einer starren Verbindung des Lastauslegers mit dem Gegengewichtsausleger das Gegengewicht einen relativ großen freien Schwenkbereich benötigt, so daß bei Verwendung der Einrichtung, z.B. zur Schiffsentladung, ein Weiterfördern des entladenen Gutes durch diesen freien Schwenkbereich behindert wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Lastausleger mit dem Gegengewichtsausleger fluchtet, wie z.B. in der Zeitschrift "bulk solids handling", Nr. 1, Februar 1985 auf Seite 24 gezeigt ist. Will man dies vermeiden, d.h. sieht man zwischen dem Gegengewichtsausleger und dem Lastausleger einen Winkel von weniger als 180° (wie in der US-A-38 28 915) vor, so führt dies dazu, daß der Gesamtschwerpunkt des Systems Lastausleger - Gegengewichtsausleger weit oberhalb des Schwenkpunktes des Lastauslegers am Stützgestell liegt, wodurch sehr große Verstellkräfte erforderlich sind.

Ein Schiffsentladekran, bei dem der Lastausleger unabhängig vom Gegengewichtsausleger bewegbar ist, ist aus der DE-A-19 14 706 bekannt. Hierbei ist der Gegengewichtsausleger am als Kranportal ausgebildeten Stützgestell in einer bestimmten Winkellage gegenüber der Horizontalen starr angeordnet. Das Gegengewicht hält in diesem Fall der gesamten Einrichtung das Gleichgewicht und läßt einen Ausgleich der zum Verstellen des Lastauslegers notwendigen Verstellkräfte nicht zu. Weiters ist eine Dimensionierung des Lastauslegers und des Gegengewichtsauslegers im Hinblick auf einen Ausgleich der Verstellkräfte in unterschiedlichen Lagen des Lastauslegers nicht möglich. Ein weiterer Nachteil ist, daß der Gegengewichtsausleger auf Biegung beansprucht ist, was eine aufwendige Konstruktion des Gegengewichtsauslegers bedingt, damit dieser die erforderliche Steifigkeit aufweist.

Bei der bekannten Konstruktion ist der Gegengewichtsausleger über einen Seilzug mit dem Lastausleger verbunden, mit dessen Hilfe der Lastausleger gehoben und gesenkt werden kann. Bei einem Stromausfall bzw. einem Seilriß stürzt der Lastausleger in seine unterste Lage ab, was zu Beschädigungen der Einrichtung, der Last bzw. des zu entladenden Schiffes führen kann.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Verstellkräfte zum Verstellen des Lastauslegers gering gehalten werden können bzw. für bestimmte Lagen des Lastauslegers gegen Null gehen und bei der das Gegengewicht und der Gegengewichtsausleger leicht gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerstelle des Gegengewichtsauslegers sich im Abstand von der Lagerstelle des Lastauslegers befindet, wobei entweder das System Mast, Gegengewichtsausleger, zweites Zugelement und Stützgestell ein Gelenkviereck bildet, und/oder das System Mast, Lastausleger, erstes Zugelement und Stützgestell ein Gelenkviereck bildet, wobei eine Bewegung des Lastauslegers um einen Winkel in eine Bewegung des Gegengewichtsauslegers um einen größeren Winkel übersetzt ist.

Aus der DE-B-12 90 875 ist ein Schiffsentladekran bekannt, bei dem der Gegengewichtsausleger als eigener vom Lastausleger unabhängiger Bauteil ausgebildet ist und die Lagerstelle des Gegengewichtsauslegers sich im Abstand von der Lagerstelle des Lastauslegers befindet. Die Lagerstelle des Gegengewichtsauslegers ist niveaumäßig wesentlich höher als die Lagerstelle des Lastauslegers am ortsfesten Stützgestell angeordnet, und es ist der Gegengewichtsausleger über seine Lagerstelle hinaus verlängert ausgebildet und mit dem dem Gegengewicht gegenüberliegenden Ende mit dem Lastausleger mittels einer Haltestange nach der Art eines Gelenkviereckes verbunden, wobei die Haltestange die Koppel, der Gegengewichtsausleger und der Lastausleger dessen Schwingen und das Stützgestell den Steg bilden. Das Gelenkviereck ist als Gelenkparallelogramm ausgebildet, so daß eine Bewegung des Lastauslegers um einen Winkel eine Bewegung des Gegengewichtsauslegers um denselben Winkel bewirkt.

Nachteilig hierbei ist die weit über dem Niveau des Lastauslegers vorgesehene Anordnung des Gegengewichtsauslegers, die ein sehr hohes ortsfestes Stützgestell bedingt. Hierzu kommt noch, daß durch die Bewegung des Gegengewichtsauslegers um den gleichen Winkel wie der Lastausleger für den Gegengewichtsausleger ein besonders schweres Gegengewicht erforderlich ist, was zu einer starken Beanspruchung des sehr hoch zu bauenden Stützgestelles führt.

Vorzugsweise sind erfindungsgemäß beide Gelenkvierecke verwirklicht, wodurch eine Optimierung des Verstellkraftverlaufes über den Verstellweg des Lastauslegers wegen der damit verbundenen Erhöhung der Anzahl der frei wählbaren Parameter in einfacher Weise erreicht werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lagerstelle des Gegengewichtsauslegers in einer Höhe über der Lagerstelle des Lastauslegers angeordnet, wodurch es möglich ist, trotz eines großen, vom Gegengewicht zurückgelegten Weges - welcher eine Minimierung des Gegengewichtes erlaubt - das tiefste vom Gegengewicht eingenommene Niveau möglichst hoch anzuordnen, so daß es möglich ist, Folge-Förderer in einfacher Weise neben der Einrichtung unterzubringen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der Schnittpunkt der Achse des Mastes mit der Achse des Gegengewichtsauslegers in jeder Lage des gesamten Schwenkbereiches des Lastauslegers jeweils oberhalb des Schnittpunktes der Achse des Mastes mit der Achse des Lastauslegers, wodurch eine weitere Minimierung des Gegengewichtes möglich ist.

Zweckmäßig ist die Lagerstelle des Mastes höhenmäßig zwischen den Lagerstellen des Gegengewichtsauslegers und des Lastauslegers angeordnet. Hierdurch ist es möglich, Gleichgewichtslagen des Systems Lastausleger, Mast Gegengewichtsausleger innerhalb des Schwenkbereiches des Lastauslegers zu erzielen.

Vorteilhaft ist die Lagerstelle des Gegengewichtsauslegers im horizontalen Abstand von den Lagerstellen des Lastauslegers und des Mastes angeordnet. Hierdurch ist es möglich, den Weg, den das Gegengewicht beim Verschwenken des Lastauslegers zurücklegt, zu vergrößern, wodurch eine Verringerung des Gegengewichtes möglich ist.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, daß es möglich ist, den Lastausleger eine gehobene Stellung einnehmen zu lassen, bei der die Verstellkraft Null ist, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß bei Ausfall der die Verstellung bewirkenden Einrichtung der Lastausleger selbsttätig in diese gehobene Stellung schwenkt. Beschädigungen des Lastaufnahmemittels, der Last und des zu entladenden Behälters werden dadurch vermieden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht einer als Schiffsentladekran ausgebildeten Einrichtung und Fig. 2 eine Seitenansicht eines Kranes, jeweils in schematischer Darstellung, zeigen. In Fig. 3 ist der Verlauf der Verstellkraft zum Verschwenken des Lastauslegers für ein bestimmtes Gegengewicht über den Verlauf des Schwenkbereiches des Lastauslegers veranschaulicht.

Der Schiffsentladekran besitzt ein entlang einer Kaikante 1 fahrbares Kranportal 2, auf dem ein um eine vertikale Achse 3 drehbarer Turm 4 mittels eines Drehlagers drehbar gelagert ist. An diesem Turm 4 ist eine sich nach oben erstreckende Säule 6 vorgesehen, an der ein Lastausleger 7 schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkachse der Lagerstelle 8 des Lastauslegers 7 erstreckt sich horizontal, so daß der Lastausleger 7 in einer vertikalen, durch die Mittelachse 9 der Säule 6 gelegten Ebene schwenkbar ist. Zum Verschwenken des Lastauslegers in der vertikalen Schwenkebene dient ein einerseits an einer Konsole 10 des drehbaren Turmes 4 und andererseits am Lastausleger 7 angelenkter Druckmittelzylinder 11.

Am freien Ende 12 des Lastauslegers, das weit über die Kaikante 1 hinaus bis über die Ladeluke 13 eines zu entladenden Schiffes 14 ragt, ist ein sich in vertikaler Richtung erstreckendes Lastaufnahmegerät 15 für das zu entladende Gut - im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um Schüttgut 16 - angelenkt. Das Schüttgut 16 wird mittels eines am unteren Ende des Lastaufnahmegerätes 15 angeordneten Schaufelrades 17 zu einem im Inneren des kastenförmigen vertikalen Teiles des Lastaufnahmegerästes 15 angeordneten Vertikalförderer gefördert und gelangt von diesem auf einen im Inneren des ebenfalls kastenförmig ausgebildeten Lastauslegers angeordneten Stetigförderer. Von diesem Stetigförderer fällt das Gut durch den Turm 4 und das Drehlager 5 hindurch wahlweise auf parallel zur Kaikante 1 angeordnete Förderbänder 18 oder über ein weiteres Förderband 19 zu einem vom Kranportal 2 entgegengesetzt zum Lastausleger 7 gerichtet auskragenden Stetigförderer 20, mit dem das Schüttgut 16 auf Halde gelegt wird.

Damit das Lastaufnahmegerät 15 beim Verschwenken des Lastauslegers 7 in der vertikalen Schwenkebene parallel geführt ist, ist ein zum Lastausleger 7 parallel angeordneter Lenker 21 vorgesehen, der einerseits an einem das Lastaufnahmegerät 15 haltenden Träger 22 und andererseits an der Säule 6 angelenkt ist und mit dem Lastausleger 7, dem Träger 22 und der Säule 6 ein Gelenkparallelogramm bildet.

Das Lastaufnahmegerät 15 ist zweigeteilt ausgebildet, wobei der untere Teil 15′ des Lastaufnahmegerätes 15 am oberen Teil 15′′ desselben schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkbewegung um die horizontale Achse 23 kann mittels zweier Druckmittelzylinder 24 durchgeführt werden. Weiters ist das gesamte Lastaufnahmegerät 15 um seine vertikale Achse 25 an dem am freien Ende des Lastauslegers angeordneten Träger 22 drehbar gelagert.

Im Abstand 26 oberhalb der Lagerstelle 8 des Lastauslegers 7 ist an der Säule 6 eine weitere Lagerstelle 27 für einen Mast 28 vorgesehen, der in der Schwenkebene des Lastauslegers 7 schwenkbar ist. Das freie Ende 29 des Mastes 28 ist mit dem freien Ende 12 des Lastauslegers 7 mittels eines als Koppel dienenden ersten Zugelementes 30 verbunden, wodurch ein erstes Gelenkviereck gebildet ist, dessen Schwingen der Lastausleger 7 und der Mast 28 bilden, dessen Koppel das erste Zugelement 30 und dessen Steg die Säule 6 bildet.

Die Säule 6 ist über die Lagerstelle 27 des Mastes 28 hinaus vertikal verlängert und trägt am oberen Ende im Abstand 31 von der Lagerstelle 27 eine Lagerstelle 32 für einen Gegengewichtsausleger 33, der ebenfalls in der vertikalen Schwenkebene des Lastauslegers 7 schwenkbar ist. Das freie Ende 34 des Gegengewichtsauslegers 33, an dem das Gegengewicht 35 befestigt ist, ist mit einem zweiten Zugelement 36 mit dem freien Ende 29 des Mastes 28 gelenkig verbunden, wodurch ein zweites Gelenkviereck gebildet ist, dessen Schwingen der Mast 28 und der Gegengewichtsausleger 33 sind und dessen Koppel das zweite Zugelement 36 und dessen Steg wiederum die Säule 6 ist.

In Fig. 1 ist mit strichpunktierten Linien die Lage des entladenen Schiffes 14 eingezeichnet. Der Lastausleger 7 muß mindestens so weit in vertikaler Richtung aufwärts verschwenkt werden können, daß das Lastaufnahmegerät über die Ladeluke 23 des entladenen Schiffes 14 hinausbewegt werden kann. Diese Lage des Lastauslegers 7 bzw. Mastes 28 und Gegengewichtsauslegers 33 ist in Fig. 1 mit strichlierten Linien dargestellt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der vom Lastausleger 7 beim Hochschwenken zurückgelegte Schwenkwinkel alpha₁ kleiner als der hierbei vom Gegengewichtsausleger 33 überstrichene Schwenkwinkel alpha₂, wodurch es möglich ist, mit einem leichteren Gegengewicht 35 auszukommen.

Trotz des relativ zum Schwenkwinkel alpha₁ des Lastauslegers 7 größeren Schwenkwinkels alpha₂ des Gegengewichtsauslegers 33 ist jedoch das Gegengewicht 35 der Weiterförderung des Schüttgutes 16 vom Kranportal 2 bis zur Halde nicht hinderlich. Dies resultiert aus der höhenmäßig über der Lagerstelle 8 des Lastauslegers 7 vorgesehenen Lagerstelle 32 des Gegengewichtsauslegers 33. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich das Gegengewicht 35 selbst in tiefster Lage noch über der Oberkante des Kranportales 2, so daß das Gut etwa in Höhe des Oberteiles 37 des Kranportales 2 weitergefördert werden kann.

In Fig. 2 ist eine besonders vorteilhafte Variante der Einrichtung gezeigt, bei der die Lagerstelle 32 des Gegengewichtsauslegers 33 zu den Lagerstellen 27 und 8 des Mastes 28 und des Lastauslegers 7 nicht nur vertikal versetzt, sondern auch horizontal um die Abstände 38, 39 versetzt angeordnet ist. In Fig. 2 sind mit L die Last, mit K die Verstellkraft und mit G die vom Gegengewicht hervorgerufene Kraft bezeichnet.

In Fig. 3 ist in Diagrammform die Verstellkraft K in Abhängigkeit vom Arbeitswinkel alpha des Lastauslegers 7 für ein Gegengewicht G eingezeichnet, welches das 1,9- Fache der Last L, deren Größe mit 1 festgelegt wurde, beträgt. Es ist ersichtlich, daß die Verstellkraft K, deren Größe auf der Abszisse aufgetragen ist, in zwei Lagen des Lastauslegers, u.zw. bei etwa 0° und bei etwa 18°, den Wert Null erreicht. In dem dazwischenliegenden Bereich sowie bei alpha =-10° ist die Verstellkraft relativ gering, trotzdem der Druckmittelzylinder 11 zur Verstellung des Lastauslegers 7 relativ nahe bei der Lagerstelle 8 des Lastauslegers 7 vorgesehen ist. Bei einem Ausfall des Druckmittelzylinders 11 kommt es zu einem Schwenken des Lastauslegers in eine der Gleichgewichtslagen, in denen die Verstellkraft K Null ist, so daß ein Abstürzen des Lastauslegers 7 selbsttätig verhindert wird.

Der Kurvenverlauf der Verstellkraft K ist durch Wahl der größe des Gegengewichtes G, durch Variation der Lage der Lagerstellen 8, 27, 32 des Lastauslegers 7, des Mastes 28 und des Gegengewichtsauslegers 33 und Variation der Längen derselben in weiten Bereichen veränderbar und an die jeweiligen Erfordernisse optimal anpaßbar.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, die Koppeln des ersten und zweiten Gelenkviereckes durch Seile zu bilden. Weiters ist es möglich, anstelle des Druckmittelzylinders 11 zur Verstellung des Lastauslegers 7 eine Spindel oder einen Seilzug vorzusehen. Eine weitere Variation kann darin bestehen, die Lagerstelle 27 des Mastes 28 mit der Lagerstelle 8 des Lastauslegers 7 zusammenfallen zu lassen, so daß vom Lastausleger 7, Mast 28 und dem ersten Zugelement 30 eine starre Scheibe gebildet wird.

Claims (5)

1. Einrichtung zum vertikalen Fördern einer Last (16), insbesondere Schiffsentladekran, mit einem in einer vertikalen Ebene schwenkbaren, an einem Stützgestell (2, 6) gelagerten und an seinem freien Ende (12) mit einem Lastaufnahmegerät (15) versehenen Lastausleger (7) und einem in der vertikalen Schwenkebene des Lastauslegers (7) schwenkbaren, am Stützgestell (2, 6) gelagerten und an seinem freien Ende (34) mit einem Gegengewicht (35) versehenen Gegengewichtsausleger (33), sowie mit einem in der vertikalen Schwenkebene des Lastauslegers (7) und des Gegengewichtsauslegers (33) schwenkbaren, am Stützgestell (2, 6) gelagerten Mast (28), dessen freies Ende (29) einerseits mit dem freien Ende (12) des Lastauslegers (7) mit einem ersten Zugelement (30) und andererseits mit dem freien Ende (34) des Gegengewichtsauslegers (33) mit einem zweiten Zugelement (36) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (32) des Gegengewichtsauslegers (33) sich im Abstand (26, 31, 39) von der Lagerstelle (8) des Lastauslegers (7) befindet, wobei entweder das System Mast (28), Gegengewichtsausleger (33), zweites Zugelement (36) und Stützgestell (2, 6) ein Gelenkviereck bildet, und/oder das System Mast (28), Lastausleger (7), erstes Zugelement (30) und Stützgestell (2, 6) ein Gelenkviereck bildet, wobei eine Bewegung des Lastauslegers (7) um einen Winkel (alpha₁) in eine Bewegung des Gegengewichtsauslegers (33) um einen größeren Winkel (alpha₂) übersetzt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (32) des Gegengewichtsauslegers (33) in einer Höhe über der Lagerstelle (8) des Lastauslegers (7) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt der Achse des Mastes (28) mit der Achse des Gegengewichtsauslegers (33) in jeder Lage des gesamten Schwenkbereiches des Lastauslegers (7) jeweils oberhalb des Schnittpunktes der Achse des Mastes (28) mit der Achse des Lastauslegers (7) liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (27) des Mastes (28) höhenmäßig zwischen den Lagerstellen (32, 8) des Gegengewichtsauslegers (33) und des Lastauslegers (7) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (32) des Gegengewichtsauslegers (33) im horizontalen Abstand (38, 39) von den Lagerstellen (8, 27) des Lastauslegers (7) und des Mastes (28) angeordnet ist.