DE4411579A1 - Führungsvorrichtung für ein Greifwerkzeug eines Container-Krans - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für ein Greifwerkzeug eines Container-Krans, der in der Lage ist, einen Container akkurat und schnell auf eine gewünschte Position zu verladen.

Da sich die Stapelhöhe von Containern in den vergangenen Jahren zur Erhöhung der Transportkapazität stetig vergrößert hat, ist es nötig geworden, den Container akkurat auf eine gewünschte Po­ sition zu verladen, um zu verhindern, daß sich die Container ge­ genseitig stören und um die Stabilität der gestapelten Container zu gewährleisten.

Im allgemeinen Verladebetrieb von Containern bewegt sich ein Greifwerkzeug mit einem daran hängenden Container horizontal zu einer Verladeposition, und zwar durch die Bewegung einer Lauf­ katze, die an einem Kran angeordnet ist, und stellt den Contai­ ner an die vorgesehene Position. In diesem Fall ist es schwie­ rig, den Container akkurat an der Verladeposition zu positionie­ ren, da die Steuerkabine des Krans zu weit von der Verladeposi­ tion entfernt ist und der an der Katze hängende Container durch äußere Kräfte wie Wind und innere Kräfte, die durch die horizon­ tale Bewegung der Katze bedingt sind, beeinflußt wird. Daher wird von dem Kranführer ein hohes Maß an Können verlangt, um die Container akkurat an die gewünschte Position zu verladen. Doch auch wenn ein erfahrener Kranführer die Verladung des Containers durchführt, dauert dies recht lange und es ist schwierig, die Container akkurat in die Verladeposition zu positionieren.

In dem in der oben angeführten konventionellen Verladeart ge­ ladenen Containerstapel können, während die im unteren Bereich des Containerstapels positionierten Container keine Probleme mit sich bringen dürften, die in den oberen Lagen gestapelten Con­ tainer durch andere Container gestört werden, und sie können herunterstürzen, weil die oberen Container falsch positioniert sind.

Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die obengenannten Probleme zu lösen, jedoch sind diese Verfahren un­ befriedigend und ungeeignet, im täglichen Betrieb angewendet zu werden.

Bei einem beispielhaft genannten bekannten Verfahren stellt eine an der Laufkatze angeordnete Beobachtungskamera die Position ei­ nes zu verladenden Containers fest, woraufhin die Container um eine Distanz, die gemäß dem festgestellten Ergebnis von der ak­ kuraten Position abweicht, umgesetzt werden. Allerdings kann diese Vorrichtung nicht bei jedem Wetter eingesetzt werden, da sich die Funktion der Beobachtungskamera verschlechtert, weil die Kamera wettermäßig und durch Dunkelheit beeinflußt wird, wenn sie an Regen- oder Schneetagen oder bei Nacht eingesetzt wird.

Bei einem weiteren Beispiel, bei dem ein antennenartiger Berüh­ rungssensor statt einer Beobachtungskamera eingesetzt wird, um die Position des zu verladenden Containers zu ermitteln, kann der Berührungssensor oft falsch funktionieren, und die als Berührungssensor dienende Antenne kann leicht beschädigt werden, wodurch die Betriebseffizienz verschlechtert wird.

In dem Fall eines weiteren Beispiels, bei dem eine mechanische Führung, die an den Seiten eines Greifwerkzeuges vorgesehen ist, benutzt wird, um einen oberen Container auf einen unteren Con­ tainer zu leiten und somit eine relative Stellung zwischen den beiden benachbarten oberen und unteren Containern einstellt, während verlängerte Führungsarme an den Seiten angeordnet sind, wird viel Zeit benötigt, um den Container zu führen, und die Führungsarme können mit anderen Containern kollidieren.

In der Fig. 1 ist ein konventioneller Bodenkran für den Contai­ nerumschlag dargestellt. Im folgenden wird nun eine Verladeak­ tion mit diesem Transferkran 1 für die Verladung von Containern 2 beschrieben, die in mehreren Etagen übereinandergestapelt sind.

Ein auf einem Anhänger 6 befindlicher Container wird an ein Greifwerkzeug (im folgenden Spreader genannt) 3 gehängt. Der Spreader 3 kann angehoben und abgesenkt werden mit Hilfe eines Seils 4, welches zwischen dem Spreader 3 und einer Laufkatze 5 befestigt ist. Wenn die am Kran angeordnete Laufkatze 5 horizon­ tal bewegt wird, wird der mit dem Seil 4 an der Laufkatze 5 hän­ gende Spreader 3 horizontal bewegt, so daß der an dem Spreader 3 hängende Container 2 zu einer gewünschten Ladeposition bewegt werden kann.

Nachdem der Spreader 3 zu einer gewünschten Position bewegt wor­ den ist, gibt der Spreader 3 den Container 2 frei und stellt ihn auf die gewünschte Position ab, während er mit Hilfe des Seiles 4 abgesenkt wird. Die gerade beschriebene Verladeaktion wird durch eine Serie von Operationen eines in einer Steuerkabine 7 sitzenden Kranführers ausgeführt, wobei die Kabine 7 zusammen mit der Laufkatze 5 bewegt wird.

Jedoch, weil die Kabine 7 zu weit von der Abstellposition ent­ fernt ist und der Spreader 3 durch Windkraft und durch innere Kräfte, die durch die horizontale Bewegung des Spreaders 3 be­ dingt sind, beeinflußt wird, ist es nicht einfach, den Container akkurat an der Ladeposition abzustellen, und es wird auch zu viel Zeit benötigt, um diese Ladeposition zu suchen, wodurch die Arbeitseffizienz verschlechtert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und einen Spreader anzugeben, der in der Lage ist, die Lade-Po­ sition in einfacher Weise aufzusuchen und durch Führung des Spreaders die Container stabil zu laden, so daß es möglich ist, die Verladezeit zu verkürzen und die Arbeitseffizienz zu erhö­ hen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Dabei ist ein Aspekt der Erfindung, eine mehrgliedrige Führungs­ vorrichtung für einen Spreader anzugeben, welche ein mehrglied­ riges Antriebssystem aufweist, und in der Lage ist, zum einen weniger durch externe Kräfte bedingte Deformationsmöglichkeiten zuzulassen, zum anderen auch dann noch funktioniert, wenn eine leichte Deformation entstanden ist, und kaum Reibungswiderstand erzeugt, dabei aber eine leichte Handhabbarkeit bietet, ohne daß Schmiermittel benötigt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine mehrgliedrige Führungsvorrichtung für einen Spreader anzugeben, die an einem Spreader vertikal verschwenkt werden kann, wodurch einfache und schonende Be- und Entladeoperationen von Containern ermöglicht werden, ohne daß es zu Kollisionen mit dem Anhänger kommt, wenn nämlich die Container in zwei Lagen auf einem Anhänger transpor­ tiert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine derartige Vorrich­ tung folgende Merkmale auf:

Eine obere Struktur, die an einem Greifwerkzeug (Spreader) angeordnet ist, und welche an beiden Seiten Antriebselemente aufweist, wobei die Antriebselemente eine Scheibe und ein um die Scheibe geschlungenes Seil aufweisen; eine untere Struk­ tur, welche mit dem freien Ende des Seil s verbunden ist und so ausgelegt ist, daß sie angehoben und abgesenkt werden kann durch Betätigung der Antriebselemente, wobei die untere Struktur an ihren unteren Eckbereichen jeweils mit Flossen zur Führung des Spreaders und an ihren beiden Seiten jeweils mit Klammerelementen zum Ankoppeln des Containers daran ver­ sehen ist; und einen ausfahrbaren Gliedermechanismus, der die obere mit der unteren Struktur verbindet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert:

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht, welche einen konventio­ nellen Transfer-Kran darstellt,

Fig. 2 schematische Vorderansicht einer Führungsvorrich­ tung für einen Spreader gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 3 schematische Ansicht eines Gelenkmechanismus, der einen Teil der Führungsvorrichtung gemäß der Erfin­ dung bildet,

Fig. 4 vergrößerte Querschnittsansicht des Kreises "B" in Fig. 2,

Fig. 5 Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 6 vergrößerte Querschnittsansicht des Kreises "C" in Fig. 5,

Fig. 7 perspektivische Ansicht eines Stoppers eines Hilfs­ gelenks, das einen Teil der Führungsvorrichtung ge­ mäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet,

Fig. 8 perspektivische Ansicht, die die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt,

Fig. 9 schematische Vorderansicht einer Führungsvorrich­ tung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 schematische Vorderansicht einer Führungsvorrich­ tung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 11 Längsschnitt eines dreistufigen Teleskopelements aus Fig. 10,

Fig. 12 Vorderansicht einer Führungsvorrichtung mit Ver­ schwenkelementen gemäß einer vierten Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 13a-c Seitenansichten, die jeweils verschiedene Operatio­ nen der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungs­ form darstellen, wobei Fig. 13a dem normalen Zu­ stand entspricht, Fig. 13b einem Zustand kurz vor der Verschwenkaktion und Fig. 13c einen Zustand nach vollendeter Verschwenkaktion,

Fig. 14 schematische Seitenansicht, die die Verschwenkope­ ration einer Vorrichtung gemäß dem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt,

Fig. 15 schematische Seitenansicht eines Verschwenkelements gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 16 schematische Seitenansicht eines Verschwenkelements gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 2 ist eine Seite einer Führungsvorrichtung für ein Greifwerkzeug (im folgenden Spreader genannt) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die an die Vorder- und die Rückseite eines Spreaders montiert ist. In dieser Zeich­ nung stellt eine durchgezogene Linie den Zustand dar, in dem die Führungsvorrichtung des Spreaders zusammengefahren ist und die strichpunktierte Linie den Zustand, in dem diese Vorrichtung ausgefahren ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt des in Fig. 2 eingekreisten Aus­ schnitts "B".

Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt, weist die Führungsvorrich­ tung für den Spreader gemäß der ersten Ausführungsform der Er­ findung obere Strukturen 10 auf, die an die Vorder- und die Rückseite des Spreaders 3 montiert sind, von denen beide an ih­ ren beiden Seiten mit Antriebselementen versehen sind, die einen Antriebsmotor 12 aufweisen, der mit einer Scheibe 11 zur Auf­ nahme eines Seils 14 verbunden ist, und sie weist untere Strukturen 13 auf, von denen jede mit einer korrespondierenden oberen Struktur 10 mit Hilfe des Seiles 14 verbunden ist, von welchem die unteren Strukturen 13 angehoben und abgesenkt werden können, indem das Seil 14 vom Motor 12 auf der Scheibe 11 aufge­ wickelt und von dieser abgewickelt wird. Jede untere Struktur 13 ist mit Führungsflossen 15 versehen, die jeweils an beiden Sei­ ten an der Unterseite der unteren Struktur 13 angeordnet sind. Jede untere Struktur 13 verfügt darüber hinaus über Klammervor­ richtungen 16 (Fig. 6). Die Führungsvorrichtung für den Spreader weist weiterhin ausfahrbare Gelenkmechanismen 17 auf, die je­ weils einander entsprechende obere und untere Strukturen 10 und 13 miteinander verbinden.

Jeder Gelenkmechanismus 17 weist Hauptglieder 17a, die miteinan­ der in Form einer Schere verbunden sind, und Hilfsglieder 17b, die die Hauptglieder 17a mit den oberen und unteren Strukturen 10 und 13 verbinden. Der Abstand a, der zwischen gegenüberlie­ genden Hilfsgliedern 17b definiert und in Fig. 3 dargestellt ist, ist bevorzugt so groß wie möglich, um die Stabilität gegen­ über Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der unteren Konstruktion zu erhöhen. Die optimale Länge L1 jedes Hilfsgliedes 17b und der Abstand a werden durch folgende Gleichungen bestimmt:

a + 2L₁cosR₁ = L₂cosR₂
ii) h/2 = L₂sinR₂ + L₁sinR₁
iii) L₁sinR₁ + L₁cosR₁tanR₂ < link width + 10 (h_min)
iv) R₁ < 90x (h_max)

wobei:
L2 = Länge jedes Hauptgliedes 17a
h = Höhe des ausgefahrenen Gelenkmechanismus 17
hmin = Höhe des zusammengefahrenen Gelenkmechanismus 17
hmax = Höhe des vollausgefahrenen Gelenkmechanismus 17
R₁ = maximaler Auslenkungswinkel des Hilfsgliedes 17b
R₂ = maximaler Auslenkungswinkel des Hauptgliedes 17a.

Die Gleichung (iii) steht für den Zustand, in dem die Hilfsglie­ der 17b nicht mit den Hauptgliedern 17a in Konflikt kommen, wenn sich die Führungsvorrichtung für den Spreader in ihre zusammen­ gefahrene Position bewegt. Andererseits stets die Gleichung (iv) für den Zustand, in dem der maximale Auslenkungswinkel R₁ jedes Hilfsgliedes 17b 90° überschreitet, wenn die Führungsvorrichtung in ihrer vollausgefahrenen Position ist. Die Faktoren L2, hmin und hmax werden abhängig von der jeweiligen Ausführungsform be­ stimmt.

Vorzugsweise entspricht die Länge L1 jedes Hilfsgliedes 17b 1/3 bis 2/3 der Länge jedes Hauptgliedes 17a.

Bedingt durch den Einsatz der Hilfsglieder 17b gemäß der vorlie­ genden Erfindung gibt es bei der Führungsvorrichtung des Sprea­ ders keinerlei Gleitbewegungen der Hauptglieder 17a an den obe­ ren und unteren Strukturen. In konventionellen Vorrichtungen, bei denen die Hauptglieder direkt mit den oberen und unteren Strukturen verbunden sind, müssen die Hauptglieder so konstru­ iert sein, daß sie an den oberen und unteren Strukturen gleiten können. Da die Spreader-Führungsvorrichtung gemäß der Erfindung keiner Gleitbewegungen der Hauptglieder an den oberen und unte­ ren Strukturen bedarf, wird eine verbesserte Haltbarkeit und eine verlängerte Lebensdauer erreicht.

Wie in Fig. 7 dargestellt, weist jede untere Struktur 13 Stopper 17c auf, die jeweils in der Nähe der Teile angeordnet sind, an denen die Hilfsglieder 17b montiert sind. Die Stopper 17c dienen dazu, die Ausfahrbewegung des Gelenkmechanismus 17 auf einen vorbestimmten Winkel zu beschränken.

Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen, weist jede obere Struktur 10 obere Halteelemente 36 auf, die fest an beiden Enden der obe­ ren Struktur 10 anmontiert sind, und die dazu dienen, die Führungsvorrichtung in der zusammengefahrenen Position sicher zu halten, um zu verhindern, daß der Gelenkmechanismus deformiert bzw. verbogen wird, und zwar in Folge von seitlichen Bewegungen oder Schwingungen. Jedes obere Halteelement 36 weist einen Ein­ satzstift 362 auf, der durch eine Kompressions-Spiralfeder 361 federnd gehalten wird. Andererseits weist jede untere Struktur untere Halteelemente 37 auf, die an beiden Enden der unteren Struktur 13 fest anmoniert sind, und die dazu dienen, korrespon­ dierende obere Halteelemente 36 im zusammengefahrenen Zustand der Führungsvorrichtung aufzunehmen.

An der Unterseite jeder unteren Struktur 13 ist ein Positions­ sensor 13a - beispielsweise ein Fotosensor - vorgesehen, der dazu dient, eine Stopp-Stellung jeder unteren Struktur 13 zu er­ fassen, die dem unteren Ende eines aufzunehmenden Containers bei der Ausfahr-Bewegung entspricht sowie dem unteren Ende des Spreaders im zusammengefahrenen Zustand.

Um die Stabilität der Führungsvorrichtung des Spreaders gemäß der Erfindung zu gewährleisten, sind Klammermechanismen 16 vor­ gesehen, die dazu dienen, in Ausnehmungen 2a aufgenommen zu wer­ den, die jeweils an den Ecken des Containers vorgesehen sind.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2, und Fig. 6 zeigt einen vergrößerten abgebrochen dargestellten Querschnitt von Fig. 4. Der Klammermechanismus 16 jeder unteren Struktur 13 weist einen Hydraulikzylinder 18 und ein Klammere­ lement 19 auf, das mit Hilfe des Hydraulikzylinders 18 in die entsprechende Ausnehmung 2a eingefahren und aus dieser zurückge­ entsprechende Ausnehmung 2a eingefahren und aus dieser zurückge­ zogen werden kann. Das Klammerelement 19 wird durch eine Kom­ pressions-Spiralfeder 191 abgestützt.

In Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. Im folgenden wird nun die Arbeitsweise dieser Vorrichtung in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben.

Bevor der Container 2 an die Führungsvorrichtung des Spreaders gemäß der Erfindung angehängt wird, befindet sich diese Vorrich­ tung in eingefahrenem Zustand, d. h. die untere Struktur 13 be­ findet sich direkt unter der oberen Struktur 10, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt und durch den Pfeil "I" in den Fig. 8 und 13a bezeichnet.

Um den Container 2 anzuheben, wird der Spreader 3 horizontal in eine Position oberhalb einer vorbestimmten Containerposition durch die Bewegung der Laufkatze 5 bewegt und dann in die vorbe­ stimmte Position des Containers 2 abgesenkt. Wenn der Spreader 3 gerade über dem Container 2 ist, führen die Flossen 15, die an der unteren Struktur 13 angeordnet sind, den Spreader 3 so, daß der Spreader 3 akkurat auf dem Container 2 aufsitzt. Nachdem der Container 2 an den Spreader 3 angehängt ist, wird der den Container 2 tragende Spreader 3 durch das Seil 4 angehoben und zu einer gewünschten Ladeposition bewegt, und zwar durch die Be­ wegung der Laufkatze 5, so daß der Spreader 3 bereit ist, den Container 2 auf einen anderen Container 2′ aufzuladen, welcher zuvor gestapelt wurde.

Während der eben beschriebenen Operation zum Stapeln des Con­ tainers 2 auf einem anderen gestapelten Container 2′ ist die gliedartige Spreader-Führungsvorrichtung gemäß der Erfindung ausgefahren, um den Container auf den zuvor gestapelten Contai­ ner 2′ zu leiten. D.h., wenn der Container 2 sich in einer be­ stimmten Position oberhalb des zuvor gestapelten Containers 2′ befindet, wird das Seil 14 von der Scheibe 11 abgewickelt, und zwar durch den in Tätigkeit gesetzten Antriebsmotor 12, um den Konstruktionen 13, die am Seil 14 befestigt sind, abgesenkt, während der Gelenkmechanismus 17 nach unten ausgefahren wird. Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Positionssensor 13a die untere Po­ sition des Gelenkmechanismus 17. Wenn der Gelenkmechanismus 17 komplett ausgefahren ist, wird der Antriebsmotor 12 gestoppt und die Abwärtsbewegung jeder unteren Struktur 13 ist beendet (wie durch die gestrichelte Linie dargestellt und durch den Pfeil "II" in Fig. 8 bezeichnet).

Wenn der Gelenkmechanismus ausgefahren ist, entspricht dessen Position, an der der Antriebsmotor 12 gestoppt worden ist, der Position der Aussparungen 2a in den Eckbereichen des Containers 2, der an dem Spreader hängt. Wenn der Gelenkmechanismus zusam­ mengefahren wird, entspricht dessen Position, an der der An­ triebsmotor 12 gestoppt wird, der Position von Aussparungen im Spreader, die jedoch nicht dargestellt sind. Wie oben schon an­ gesprochen, ist die Ausfahrstrecke des Gelenkmechanismus 17 durch die Stopper 17c begrenzt, die an den unteren Konstruktio­ nen 13 vorgesehen sind.

Nach Beendigung der Abwärtsbewegung der Spreader-Führungsvor­ richtung wird der Klammermechanismus 16 jeder unteren Struktur 13 in Tätigkeit gesetzt. Wenn der Hydraulikzylinder 18 jedes Klammermechanismus 16 aktiviert wird, wird das Klammerelement 19, welches mit dem Hydraulikzylinder 18 verbunden ist, einwärts bewegt und in die entsprechende Aussparung 2a eingeführt, welche im unteren Eckbereich des Containers 2, wie in Fig. 5 darge­ stellt, eingeformt ist. Somit sind die unteren Strukturen 13 fest mit dem Container 2 gekoppelt, so daß die Stabilität der ausgefahrenen Spreader-Führungsvorrichtung gesteigert werden kann.

Nachdem die unteren Strukturen 13 fest mit dem Container 2, wie oben beschrieben, gekoppelt sind, wird der den Container 2 tra­ gende Spreader durch das Seil 4 angehoben und zu einer gewünsch­ ten Ladeposition bewegt, wo der Spreader 3 wiederum auf den zu­ vor gestapelten Container 2′ abgesenkt wird. Zu diesem Zeit­ punkt, wenn die Flossen 15, die an der unteren Struktur 13 ange­ ordnet sind, in Kontakt kommen mit den oberen Kanten des Contai­ ners 2′, und zwar mit ihren Innenflächen während sie abgesenkt werden, wird die untere Struktur 13 und somit der Container 2 akkurat und schnell auf dem Container 2′ positioniert. D.h. der Container kann durch die Leitfunktion der Flossen 15 leicht auf dem vorgestapelten Container 2′ abgeladen werden, ähnlich wie beim Anhängen des Containers 2 an den Spreader 3 und beim Anhe­ ben desselben.

Wenn der Container 2 auf dem zuvor gestapelten Container 2′ po­ sitioniert und aufgeladen ist, wie oben beschrieben, wird das Klammerelement 19 jedes Klammermechanismus 16 aus der entspre­ chenden Aussparung 2a im unteren Eckbereich des Containers 2 durch die Betätigung des Hydraulikzylinders 18 herausgezogen, und dann wird das Seil 14 durch Betätigung des Antriebsmotors 12 auf die Scheibe 11 aufgewickelt. Hierdurch wird jede untere Struktur 13 nach oben bewegt, wodurch der Gelenkmechanismus 17 zusammengefahren wird. Danach wird der Spreader 3 von dem Con­ tainer 2 gelöst, wodurch die Container-Ladeoperation abgeschlos­ sen wird.

Fig. 9 ist eine schematische Vorderansicht einer Spreader-Füh­ rungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung. Die Spreader-Führungsvorrichtung der zweiten Ausführungs­ form ist ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform bezüglich des Vorhandenseins eines Gelenkmechanismus, der die oberen Strukturen mit den unteren verbindet, jedoch bezüglich des Auf­ baus und der Verbindungskonstruktion des Gelenkmechanismus un­ terschiedlich ist.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die Sprea­ der-Führungsvorrichtung Gelenkglieder 170 auf, die miteinander in Form einer Schere zwischen den oberen und unteren Strukturen 10 und 13 verbunden sind. Das obere Ende 170a eines der obersten Gelenkglieder 170 ist verschwenkbar an die obere Struktur 10 an­ moniert, während das obere Ende 170a′ des anderen obersten Ge­ lenkgliedes 170 gleitend in einer Gleitrille 10a angeordnet ist, welche in der oberen Struktur 10 vorgesehen ist. In gleicher Weise ist das untere Ende 170b eines untersten Gelenkgliedes 170 verschwenkbar an der unteren Struktur 13 anmontiert, während das untere Ende 170b′ des anderen untersten Gelenkgliedes 170 glei­ tend in einer Gleitrille 13a angeordnet ist, welche in der unte­ ren Struktur 13 vorgesehen ist.

Anstelle des Seiles 14, welches bei der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, ist bei der zweiten Ausführungsform eine Kette 140 vorgesehen.

Wenn die Spreader-Führungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausfüh­ rungsform ausgefahren bzw. zusammengefahren wird, wird in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform verfahren, mit der Ausnahme, daß die Enden 170a′ und 170b′ der Gelenkglieder 170 jeweils in den Gleitrillen 10a bzw. 13a gleiten. Demgemäß wird eine detaillierte Beschreibung der Operation weggelassen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen jeweils eine teleskopartige Sprea­ der-Führungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, in der der Gelenkmechanismus durch ein teleskopisches Element ersetzt ist. Wie in den Zeichnungen dargestellt, weist die teleskopartige Spreader-Führungsvorrichtung dreistufige Te­ leskopelemente 20 auf, von denen je eins an einer der vier Ecken eines Spreaders 3 befestigt ist und untere Strukturen 13 jeweils an den unteren Enden eines jeden Paares der Teleskopelemente 20 befestigt sind. Jede untere Struktur 13 verfügt über eine Füh­ rungsflosse 15 und einen Klammermechanismus, welche beide denen der ersten Ausführungsform vergleichbar sind.

Jedes dreistufige Teleskopelement 20 weist ein erstes Verbin­ dungselement 21 auf, welches am Spreader 3 befestigt ist, ein zweites Verbindungselement 22, welches gleitend im ersten Ver­ bindungselement 22 geführt ist und ein drittes Verbindungsele­ ment 23, welches gleitend in dem zweiten Verbindungselement 22 geführt ist. Das dritte Verbindungselement 23 ist mit seinem un­ teren Ende an der Struktur 13 befestigt, an der die Führungs­ flossen 15 angeordnet sind.

Wie in Fig. 11 dargestellt, weist das dritte Verbindungselement 23 des dreistufigen Teleskopelements 20 einen Hydraulikzylinder 24 und eine darin laufende Kette 26 auf.

Der Hydraulikzylinder 24 ist mit seinem oberen Ende an einem oberen Ende des ersten Verbindungselements 21 befestigt und mit seiner Kolbenstange an einem seitlichen Vorsprung eines L-förmi­ gen Verbindungsstücks 27. Das Verbindungsstück 27 ist an beiden Enden mit Kettenrädern 28 versehen, und die Kettenräder 28 käm­ men mit der Kette 26. Beide Enden der Kette 26 sind mittels Pufferelementen wie z. B. Federn 29 verbunden, und die Federn 29 sind mit einem unteren Ende des Hydraulikzylinders 14 verbunden. Die Kette 26 ist mit dem dritten Verbindungselement 23 mit Hilfe einer Verbindungsplatte 30 verbunden.

Die Arbeitsweise der teleskopartigen Spreader-Führungsvorrich­ tung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird nun im Detail beschrieben.

Wenn die teleskopartige Spreader-Führungsvorrichtung einen Con­ tainer 2 auf einen zuvor gestapelten Container 2′ auflädt, wer­ den die dreistufigen Teleskopelemente 30 nach unten ausgefahren, um den Container auf den Container 2′ zu leiten.

Wenn der Hydraulikzylinder 24 in jedem dreistufigen Teleskopele­ ment 20 in Tätigkeit gesetzt wird, wird die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 24 nach unten bewegt. Da die Pufferelemente 29, die mit beiden Enden der Kette 26 verbunden sind, am Hydrau­ likzylinder 24 befestigt sind, werden die Kette 26 und die Ket­ tenräder 28 abgesenkt, während sie in der Richtung eines Pfeils E in Fig. 9 gedreht werden. Infolgedessen wird die Verbindungs­ platte 30 zwischen der Kette 26 und dem dritten Verbindungsele­ ment 23 zusammen mit der Kette 26 nach unten bewegt, so daß das dritte Verbindungselement 23 nach unten bewegt werden kann. Als Ergebnis wird das dreistufige Teleskopelement 20 ausgefahren. Das Einfahren des Teleskopelements 20 wird in umgekehrter Weise wie beim oben beschriebenen Ausfahren ausgeführt.

Nach dem das dreistufige Teleskopelement 20 in der oben be­ schriebenen Art und Weise ausgefahren worden ist, wird das Klam­ merelement 19 des Klammermechanismus in die entsprechende Eck­ ausnehmung 2a des Containers 2 eingeführt, um die Stabilität des teleskopischen Elements 20 zu verbessern.

Danach wird der den Container 2 tragende Spreader 3 angehoben und horizontal zu einer gewünschten Abladeposition bewegt. Der Container 2 wird wieder auf einen zuvor gestapelten Container 2′ abgesenkt, während er durch die Flosse 15 auf den zuvor aufge­ stellten Container 2′ geleitet wird. Nach dem der Container 2 akkurat auf dem zuvor gestapelten Container 2′ abgeladen worden ist, wird die Klammer 19 des Klammermechanismus aus der Ausneh­ mung 2a des Containers 2 zurückgezogen. Dann wird das dreistu­ fige Teleskopelement 20 durch Zurückfahren des Hydraulikzylin­ ders eingefahren, wodurch die Container-Ladeoperation abge­ schlossen wird.

In Fig. 12 ist eine Spreader-Führungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Obwohl die Spreader-Führungsvorrichtungen gemäß den oben diskutierten Aus­ führungsformen geeignet sind, einen Container im Falle eines An­ hängers zum Transport von Containern in einer einzigen Lage zu laden bzw. zu entladen, sind sie nicht in der Lage, einen Con­ tainer im Falle eines Anhängers zum Transport von Containern in zwei Lagen, nämlich bei einem Doppelstockanhänger zu laden bzw. zu entladen. Das kommt daher, weil die Spreader-Führungsvorrich­ tung mit der Seitenwandung "F" (s. Fig. 1) in Konflikt kommt. Daher soll durch die vierte Ausführungsform der Erfindung das oben angesprochene Problem überwunden werden.

Wie in Fig. 13a dargestellt, weist die Spreader-Führungsvorrich­ tung ein Verschwenkelement 35 zum Verschwenken des Spreaders nach oben auf. Das Verschwenkelement 35 weist einen Antriebsmo­ tor 32 auf, der auf einer Konsole 31 gehalten wird, die am Spreader 3 befestigt ist, sowie an einem Verbindungsarm 34, der an einem Ende mit einer Antriebswelle 33 des Antriebsmotors 32 verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der oberen Struktur 10, die die Spreader-Führungsvorrichtung trägt.

Wenn die Spreader-Führungsvorrichtung gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform einen Anhänger zum Transport von Containern in einer Lage be- bzw. entlädt, ist der Gelenk-Mechanismus der Vorrich­ tung entweder nach unten ausgefahren oder nach oben eingezogen, wie in Fig. 13a dargestellt. Im Falle eines Doppelstockanhängers zum Transport von Containern in zwei Lagen wird der Spreader 3 nach oben mit Hilfe des Verschwenkelements 35 verschwenkt, um die Vorrichtung davor zu bewahren, mit der Seitenwandung "F" zu kollidieren, wie in Fig. 13c dargestellt.

Mit anderen Worten, wenn der Spreader 3 einen Anhänger zum Transport von Containern in zwei Lagen be- bzw. entlädt, ist der Gelenkmechanismus 17 der Spreader-Führungsvorrichtung aus dem in Fig. 13a gezeigten Zustand zusammengefahren, so daß die obere Halterung 36, die an der oberen Struktur 10 anmontiert ist, fest mit der unteren Halterung 37, die an der unteren Struktur 13 be­ festigt ist, wie in Fig. 13b dargestellt ist, fest verbunden ist. Danach wird durch Betätigung des Antriebsmotors 32, der auf dem Spreader 3 montiert ist, der mit der Antriebswelle 33 des Antriebsmotors 32 verbundene Verbindungsarm 34 nach oben ver­ schwenkt, so daß die Spreader-Führungsvorrichtung, die am unte­ ren Ende des Verbindungsarms 34 befestigt ist, in Richtung des Pfeils "R" aus Fig. 14 verschwenkt wird. Demgemäß ist die Sprea­ der-Führungsvorrichtung oberhalb des Spreaders 3, wie in Fig. 13c dargestellt, positioniert, wodurch die Spreader-Führungsvor­ richtung davor bewahrt wird, mit der Seitenwandung "F" des Dop­ pelstockanhängers zu kollidieren.

Da der Antriebsmotor 32 im normalen Betrieb wie in Fig. 13a dar­ gestellt immer in einer Richtung dreht, die in Fig. 14 durch den Pfeil "L" angegeben ist, wird die Spreader-Führungsvorrichtung davor bewahrt, von dem Spreader und dem Container infolge des Kippens oder des Schwingens des Containers getrennt zu werden und davor, durch außerordentliche äußere Kräfte beschädigt zu werden, die während der Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung auftre­ ten.

Fig. 15 zeigt eine Spreader-Führungsvorrichtung, die ein Ver­ schwenkelement gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung aufweist.

Wie in Fig. 15 dargestellt, ist das Verschwenkelement 35′ der fünften Ausführungsform in Form eines Zahnradantriebes ausge­ führt, welcher eine Verbindungsstange 34′ aufweist, die mit ih­ rem einen Ende an der oberen Struktur 10 befestigt ist und dreh­ bar auf einer Welle 36′ montiert ist, die fest an eine Konsole 31 montiert ist, die wiederum fest an den Spreader 3 montiert ist, ein angetriebenes Zahnrad 37, das an einem Ende der Welle 36′ vorgesehen ist, und ein Antriebszahnrad 38, welches mit dem angetriebenen Zahnrad 37 kämmt und das durch einen Antriebsmotor 32 angetrieben wird. Das Antriebszahnrad 38 ist in der Konsole 31 des Spreaders 3 gelagert.

Das Verschwenkelement 35′ in dieser Ausführungsform arbeitet in derselben Weise wie das der vierten Ausführungsform, und daher wird eine detaillierte Beschreibung unterlassen.

Fig. 16 zeigt eine Spreader-Führungsvorrichtung, die ein Ver­ schwenkelement gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfin­ dung aufweist.

Wie in Fig. 16 dargestellt, ist das Verschwenkelement 35′′ der sechsten Ausführungsform in Form eines Kettenantriebs ausge­ führt, der eine Verbindungsstange 34′ aufweist, die mit einem Ende an jeweils einer oberen Struktur 10 befestigt ist, ein an­ getriebenes Kettenrad 37′′, welches auf einem Ende des anderen Endes der Verbindungsstange 34′ vorgesehen ist, und ein An­ triebskettenrad 38′, welches mit dem angetriebenen Kettenrad 37′′ über eine Kette 39 verbunden ist und durch einen Antriebsmotor 32 angetrieben wird.

Das Verschwenkelement 35′′ dieser Ausführungsform arbeitet in der gleichen Weise wie das der vierten Ausführungsform und des­ halb wird auch hier eine detaillierte Beschreibung unterlassen.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weist die vorlie­ gende Erfindung eine Spreader-Führungsvorrichtung auf, die gliedartig arbeitende Konstruktionen aufweist, durch die die De­ formationsgefahr durch externe Kräfte verringert werden kann und die auch dann funktioniert, wenn eine leichte Deformation vor­ handen ist, und die kaum Reibungswiderstand erzeugt, dabei eine leichte Handhabbarkeit ohne den Einsatz von Schmiermitteln gewährleistet. Da die Spreader-Führungsvorrichtung durch den Klammermechanismus sicher am Container gehalten ist, wird ver­ hindert, daß sie von dem Spreader und dem Container infolge der Neigung oder des Schwingens des Containers getrennt wird und sie somit davor bewahrt wird, infolge von außergewöhnlichen äußeren Kräften beschädigt zu werden, die während der Aufwärts- und Abwärtsbewegungen auftreten. Weiterhin kann die Spreader- Führungsvorrichtung einen Container akkurat und schnell auf eine gewünschte Abladeposition positionieren, wodurch die Arbeitsef­ fizienz und die Stabilität der gestapelten Container verbessert wird. Zusätzlich, da die Spreader-Führungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit Hilfe von Verschwenkelementen nach oben ver­ schwenkt werden kann, ist es möglich, Kollisionen zwischen der Spreader-Führungsvorrichtung und der Seitenwandung eines Anhän­ gers zu vermeiden.

Es ist selbstverständlich, daß viele Änderungen und Modifikatio­ nen durch Fachleute an den hier beschriebenen Strukturen vorge­ nommen werden können, ohne den Kern und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Daher sind die vorliegend illustrierten Ausführungsformen lediglich beispielsweise dargestellt und soll­ ten nicht Anlaß dazu sein, den Schutzumfang der folgenden An­ sprüche einzuschränken.

Claims (15)

1. Führungsvorrichtung für ein Greifwerkzeug (3) eines Con­ tainer-Krans (1) mit einer oberen Struktur (10), die an einem Greifwerkzeug (Spreader) angeordnet ist und ein Antriebselement (12) an ihren beiden Seiten aufweist, das eine Scheibe (11) und ein um die Scheibe (11) gewickeltes Seil (14) aufweist, mit einer unteren Struktur (13), die mit dem freien Ende des Seiles (14) verbunden ist und durch Betätigung des Antriebselements (12) angehoben und abgesenkt werden kann, wobei die untere Struktur (13) an ihren unteren Eckbereichen jeweils mit Flossen (15) zum Führen des Greifwerkzeugs (3) (Spreader) versehen ist so­ wie an ihren beiden Seiten jeweils mit Klammerelementen (16) zum Ankoppeln des Containers (2) daran und mit einem ausfahrbaren Gliedermechanismus (17, 170, 20), der die un­ tere Struktur (13) mit der oberen Struktur (10) verbin­ det.

2. Führungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gliedermechanismus (17, 170) eine Mehrzahl von Hauptgliederelementen (17a) aufweist, die miteinander in Form einer Schere verbunden sind, und eine Anzahl von Hilfsgliederelementen (17b), die jeweils bestimmte Haupt­ gliederelemente (17a) mit der oberen (10) und der unteren Struktur (13) verbinden.

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes Hilfsgliederelements (17b) einem Drittel bis zwei Dritteln der Länge jedes Hauptgliedere­ lements (17a) entspricht.

4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Struktur (13) einen Stopper (17c) auf­ weist, der die Ausfahrbewegung des Gliedermechanismus (17, 170) auf einen bestimmten Winkel beschränkt.

5. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gliedermechanismus (170) eine Vielzahl von Gliederelementen aufweist, die zwischen der oberen (10) und unteren Struktur (13) miteinander in Form einer Schere verbunden sind, wobei die obersten der Gliederele­ mente jeweils ein oberes Ende (170a) aufweisen, welches verdrehbar an der oberen Struktur (10) anmontiert ist und das andere obere Ende (170a′) gleitend in einer Gleitrille (10a) angeordnet ist, welche an der oberen Struktur (10) vorgesehen ist, und die untersten der Gliederelemente jeweils ein unteres Ende (170b) aufwei­ sen, welches verdrehbar an der unteren Struktur (13) an­ geordnet ist und das andere untere Ende (170b′) gleitend in einer Gleitrille (13a) angeordnet ist, die an der un­ teren Struktur (13) vorgesehen ist.

6. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Struktur (10) obere Halterungen (36) auf­ weist, die fest an beiden Enden der oberen Struktur (10) befestigt sind und mit Eingriffstiften (362) versehen sind, welche jeweils durch eine Feder (361) federnd gela­ gert sind, und die untere Struktur (13) untere Halterun­ gen (37) aufweist, die fest an beiden Enden der unteren Struktur (13) montiert sind und so ausgestaltet sind, daß sie die oberen Halterungen (36) in der zusammengefahrenen Position der Spreader-Führungsvorrichtung aufnehmen, wo­ durch die Spreader-Führungsvorrichtung in der zusammenge­ fahrenen Position festgehalten wird.

7. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Struktur (13) einen Positionssensor (13a) aufweist, der an der Unterseite der unteren Struktur (13) neben den Flossen (15) angeordnet ist, und dazu vorgese­ hen ist, die Stopp-Position der unteren Struktur (13) zu ermitteln.

8. Führungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionssensor (13a) ein Fotosensor ist.

9. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Klammermechanismus (16), der jeweils mit einer Aus­ nehmung (2a) im unteren Eckbereich des Containers (2) zu­ sammenwirkt.

10. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammermechanismus (16) eine Klammer (19) auf­ weist, welche in die Ausnehmung (2a) im Eckbereich des Containers (2) einführbar ist und durch eine Feder (191) federnd gelagert ist und daß ein Hydraulikzylinder (18) vorgesehen ist, der die Klammer (19) betätigt.

11. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Verschwenkelement (35, 35′, 35′′) zum vertikalen Ver­ schwenken der Führungsvorrichtung, die die obere Struktur (10), den Gliedermechanismus (17) und die untere Struktur (13) aufweist.

12. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkelement (35) einen Antriebsmotor (32) aufweist, der von einer Konsole (31) getragen wird, die an dem Spreader (3) befestigt ist, sowie einen ver­ schwenkbaren Verbindungsarm (34), der mit seinem einen Ende mit einer Antriebswelle (33) des Antriebsmotors (32) verbunden ist und mit seinem anderen Ende mit der oberen Struktur (10).

13. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkelement (35′′) einen Verbindungsarm auf­ weist, der mit seinem einen Ende an der oberen Struktur (10) befestigt ist, ein angetriebenes Kettenrad (37′′), welches an dem anderen Ende der Verbindungsstange (34′) vorgesehen ist, sowie ein Antriebskettenrad (38′), das von dem Antriebsmotor (32) angetrieben wird, und eine Kette (39), die das angetriebene Kettenrad (37′′) mit dem Antriebskettenrad (38?) verbindet.

14. Führungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkelement (35′) eine Verbindungsstange (34′) aufweist, die mit ihrem einen Ende an der oberen Struktur (10) befestigt ist und verschwenkbar auf einer Welle (36′) montiert ist, die wiederum fest an einer Kon­ sole (31) montiert ist, die am Spreader (3) befestigt ist, ein angetriebenes Zahnrad (37), das an einem Ende der Welle (36′) vorgesehen ist, und ein Antriebszahnrad (38), welches mit dem angetriebenen Zahnrad (37) kämmt und von einem Antriebsmotor (32) angetrieben ist.

15. Führungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Hilfsgliederelemente zwischen sich einen Abstand a definieren, der durch folgende Gleichungen be­ stimmt ist:
i) a + 2L₁cosR₁ = L₂cosR₂
ii) h/2 : L₂sinR₂ + L₁sinR₁
iii) L₁sinR₁ + L₁cosR₁tanR₂ < link width + 10 (h_min)
iv) R₁ < 90x (h_max)
wobei a den Abstand darstellt, L2 die Länge jedes Haupt­ gliederelements, h die Höhe des ausgefahrenen Gliederme­ chanismus, hmin die Höhe des zusammengefahrenen Glieder­ mechanismus, hmax die Höhe des voll ausgefahrenen Glie­ dermechanismus, R₁ den maximalen Ausfahrwinkel jedes der Hilfsgliederelemente und R₂ den maximalen Ausfahrwinkel jedes der Hauptgliederelemente.