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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Greifen von Containern
bzw. Behältern
von oben, umfassend einen Rahmen, der eine Anzahl von Ecken hat,
und nahe an jeder der Ecken des Rahmens angeordneten Mittel zum
Greifen einer oberen Ecke der Behälter. Solche eine Containergreifvorrichtung
ist allgemein bekannt und, weil der Rahmen allgemein einstellbar
ist, wird üblicherweise als
ein Spreizer bzw. Spreader bezeichnet.
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Spreader
werden zum Greifen von Containern während ihres Hochziehens, beispielsweise während des
Beladens oder Entladens von Containerschiffen, eingesetzt. Standardcontainer
werden für
ihre Handhabung und Verankerung mit Greifpunkten an den Ecken, sog.
Eckbeschlägen,
versehen. Diese Eckbeschläge
bilden Verstärkungseckpunkte, in
denen eine längliche Öffnung ausgebildet
ist. Das Greifmittel des Rahmens, üblicherweise in Form einer
sog. Drehverriegelung kann in diese Öffnung greifen.
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Eine
Drehverriegelung besteht hier aus einem Stift oder Schafft mit einem
Hammerkopf an einem äußeren Ende,
wobei der Stift an seinem anderen äußeren Ende in einer Buchse
oder Muffe aufgenommen wird, die wiederum mit einem Drehbetriebsmechanismus
verbunden ist. Der Drehverschluss kann von Betriebsmechanismus um
90° zwischen
einer Position, in welcher der Hammerkopf in der länglichen Öffnung platziert
werden kann, und einer Position, in welcher der Hammerkopf in dieser Öffnung fixiert
ist, gedreht werden.
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Weil
während
Beladens und Entladens von Containern das Transportmittel auf dem
oder in dem die Container geliefert und/oder entfernt werden, notwendigerweise
still steht oder liegt, ist die hierfür benötigte Zeit im Prinzip für den Transporteur
kostspielig. Es ist daher von großer Wichtigkeit, dass diese Zeit
durch schnellstmögliches
Bearbeiten der Container minimiert wird. Dies bringt mit sich, dass
die Greifvor richtungen mit zunehmend höheren Geschwindigkeiten zu
den Containern gebracht werden und die Hochziehgeschwindigkeiten
mehr und mehr steigen.
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Bedingt
durch diese höheren
Geschwindigkeiten werden die Lasten, die auftreten, wenn der Rahmen
der Greifvorrichtung auf dem Container landet, auch zunehmend größer. Diese
größeren Lasten führen zu
erhöhtem
Verschleiß und
somit einer Verminderung der Lebensspanne der verschiedenen Komponenten
der Vorrichtung, während
zusätzlich die
hohen Lasten zu einer beachtlich stärkeren Geräuscherzeugung führen, sowohl
während
des Landens des Rahmens auf dem Container als auch beim Beginnen
der Hochziehbewegung, wenn die Vorrichtung noch nicht unter Volllast
steht. Dieser Lärm
führt zu
Belästigung,
insbesondere in bebauten Bereichen.
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Es
ist bereits vorgeschlagen worden, die Lasten auf der Greifvorrichtung
zu reduzieren und damit die Lärmbelästigung,
indem Federbefestigung und/oder -dämpfung angewendet wird. Daher
gibt es Spreader auf dem Markt, bei denen jede Drehverriegelung
mit ihrem Betriebsmechanismus in einem Gehäuse aufgenommen ist, das in
nachgiebiger und/oder gedämpfter
Weise in Richtung der Last relativ zum Rahmen beweglich ist, somit
parallel zum Schafft der Drehverriegelung. Bei einem der bekannten
Spreader werden zwischen dem Gehäuse
und dem Rahmen angeordnete Gummiblöcke als Feder- und/oder Dämpfelemente
verwendet, während
bei einem anderen bekannten Design hydraulische Zylinder benutzt
werden.
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Diese
bekannten Spreader haben den Nachteil, dass zum Führen des
Gehäuses
im Rahmen Raum benötigt
wird, wodurch die Außenabmessungen
des Rahmens an der Position der Ecken größer werden und der Rahmen daher
nach außen
den Container überragt.
Alle lateralen Lasten werden hierdurch vom Rahmen absorbiert, so
dass das Risiko von Beschädigung
an der Greifvorrichtung wächst.
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Die
Feder und/oder Dämpfelemente
nehmen auch Raum oberhalb der Drehverriegelungen ein, wodurch die
Konstruktionshöhe
des Rahmens wächst.
Dies hat Auswirkungen für
das Antreiben der schwenkbaren Zentrierelemente oder "Flossen", die üblicherweise
an den Ecken des Rahmens angeordnet sind. Weil dieser Antrieb üb licherweise
oben auf dem Rahmen angeordnet ist, führt ein Anwachsen bei der Rahmenhöhe zu einem
größeren Abstand
der Flossen vom Antrieb und daher zu einem größeren Momentarm, so dass der
Antrieb eine schwerere Form annehmen muss.
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Die
Stabilität
des Aufbaus wird weiterhin durch die schwimmende Aufhängung der
Drehverriegelungen vermindert, während
die Präzision,
mit welcher der Spreader auf einem Container platziert werden kann,
gleichermaßen
abnimmt.
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Schließlich ist
aufgrund des Anwachsens der Abmessungen des Rahmens in allen Richtungen
das Risiko von Beschädigungen
daran disproporzional vergrößert, da
ein Spreader im belasteten Zustand, insbesondere wenn er eine Mehrzahl
von Containern gleichzeitig hochzieht, niemals perfekt horizontal hängen wird.
Eine leicht geneigte Position, insbesondere beim Beginn einer Hochziehbewegung,
kann dazu führen,
dass der Spreader verklemmt, beispielsweise in einer Zelle eines
Containerschiffs, wodurch sehr hohe Lasten auftreten, die bald zur
Beschädigung
führen.
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Die
Erfindung hat daher als ihre Aufgabe die Bereitstellung einer Containergreifvorrichtung
der oben beschriebenen Art, in der diese Nachteile nicht auftreten.
Gemäß der Erfindung
wird dies in einer solchen Vorrichtung durch zumindest ein mit dem
Rahmen verbundenes Kontaktelement erreicht, wobei das Kontaktelement
zu einer zumindest teilweise unter dem Rahmen lokalisierten Position
vorgespannt ist und dafür
ausgelegt ist, die Bewegung des Rahmens in der Umgebung eines Containers
zu bremsen, wenn der Rahmen daran platziert wird und dass zumindest
ein Element den Container berührt.
Durch Verwendung eines oder mehrerer mit dem Rahmen verbundener
Kontaktelemente zum Zwecke des Bremsens des Rahmens und durch Nicht-Verwendung
der Drehverriegelungen für
diesen Zweck können
die Drehverriegelungen kompakt in konventioneller Weise in den Rahmen
eingebaut werden. Weiterhin wird somit ein stabiler und einfach
platzierbarer Spreader erhalten.
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Um
die Lasten über
den gesamten Rahmen zu verteilen, hat die Greifvorrichtung vorzugsweise eine
Anzahl von Kontaktelementen, die jedes in der Umgebung einer Ecke
des Rahmens angeordnet sind.
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Eine
kompakte Vorrichtung wird erhalten, wenn das oder jedes Kontaktelement
in oder am Rahmen angeordnet ist und durch eine im Rahmen ausgebildete Öffnung vorragt.
Der im Rahmen verfügbare
Raum kann daher optimal ausgenutzt werden.
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Das
oder jedes Kontaktelement ist vorzugsweise elastisch deformierbar.
Die gewünschte
Bewegung kann somit mit einem Minimum an Komponenten erzielt werden,
wodurch das Risiko einer Fehlfunktion relativ klein ist.
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Es
ist andererseits auch möglich,
dass das oder jedes Kontaktelement schwenkbar mit dem Rahmen verbunden
ist. Dies erzeugt eine leicht steuerbare und leitbare Bewegung der
Kontaktelemente.
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Das
oder jedes Kontaktelement wird vorzugsweise durch zwischen dem Rahmen
und dem oder jedem Kontaktelement angeordneten Federmitteln vorgespannt.
Auf diese Weise können
während des
Bremsens des Rahmens die Lasten gleichförmig auf die umgebende Konstruktion übertragen
werden.
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Um
einen Teil der Energie während
des Bremsens des Rahmens zu absorbieren, weist die Vorrichtung vorzugsweise
zwischen dem Rahmen und dem oder jedem Kontaktelement angeordnete Dämpfmittel
auf. Wenn diese Dämpfmittel
zumindest teilweise in einer auf dem Rahmen ausgebildeten Erhöhung aufgenommen
sind, können
sie eine relativ große
Form annahmen und daher eine bemerkenswerte Dämpfung ergeben, ohne hervorzuragen
und einer Beschädigung
ausgesetzt zu sein.
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Die
Erfindung wird nun auf Basis einer Ausführungsform beleuchtet, in der
Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in welcher:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Containergreifvorrichtung gemäß der Erfindung im Betrieb
ist,
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2 ein teilweiser Querschnitt
mit Endansicht gemäß Pfeil
II in 1 ist, bei der
die Vorrichtung im Moment des Kontakts mit einem Container gezeigt
ist,
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3 eine Ansicht entsprechend 2 der Vorrichtung in dem
Moment ist, in dem der Rahmen voll auf dem Container ruht, und
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4 und 5 Detailansichten gemäß Pfeilen IV und V in 2 und 3 sind.
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Eine
Greifvorrichtung 1 (1)
zum Aufnehmen eines Containers 2 von oben wird durch einen Rahmen 3 gebildet,
der mit einer Anzahl von Kabeln 5, die über Rollen 4 gezogen
sind, aufgehängt
ist. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der Rahmen 3 teleskopisch ausgeführt, mit einem Hauptkörper 6 und zwei
Sätzen
innerer und äußerer teleskopischer Arme 7, 8,
auch wenn ersichtlich ist, dass die Erfindung gleich gut in einem
feststehenden Rahmen eingesetzt werden kann.
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Am
Ende jedes äußeren Teleskoparms 8 ist ein
relativ hoher Querbalken 9 angeordnet, der in jedem Fall
an seinen Ecken 10 Greifmittel in Form von Drehverriegelungen 11 aufweist.
Zusätzlich
sind Zentrierelemente oder Flossen 13 schwenkbar an Schäfften 12 auch
auf den Ecken platziert.
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Jede
Drehverriegelung 11 ist durch einen Hammerkopfbolzen 14 ausgebildet,
dessen Schafft 18 in einer Führungsmanschette 15 aufgenommen wird.
Oben ist der Schafft 18 des Hammerkopfbolzens 14 in
einer Betriebsmanschette oder Kurbel 16 befestigt, die
wiederum mit einem Betriebsmechanismus 22 verbunden ist.
Der Hammerkopfbolzen 14 kann um eine Achse 17 durch
diesen Betriebsmechanismus 22 gedreht werden, der nicht
Teil der vorliegenden Erfindung bildet und hier nicht weiter beschrieben
wird.
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Am
freien äußeren Ende
von Schafft 18 ist ein Hammerkopf 19 gelegen,
der so ausgeformt und dimensioniert ist, dass er in einer länglichen Öffnung 20 in
einem Eck teil oder Eckbeschlag 21 von Container 2 platziert
werden kann und in dieser Öffnung 20 fest
eingehakt werden kann, indem er um 90° auf Achse 17 gedreht
wird.
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Greifvorrichtung 1 ist
weiterhin in konventioneller Weise mit Eckenrollen 23 zum
Führen
von Rahmen 3 in kleinen Räumen, wie auch einem Sensor 24,
der die Bewegung eines Fühlers 25 detektiert und
auf Basis davon einen Verriegelungsmechanismus für die Drehverriegelung 11 antreibt,
versehen.
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Um
die Lasten an Vorrichtung 1 während des Absenkens des Rahmens 3 auf
den Container 2 soweit als möglich zu begrenzen, sind Kontaktelemente 26 in
der Umgebung der Ecken 10 von Rahmen 2 angeordnet,
wobei die Elemente in eine Position vorgespannt sind, in welcher
sie teilweise unter dem Rahmen hervorragen. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist jedes Kontaktelement 26 durch ein L-förmiges Bein
ausgebildet, von dem ein Endteil 27 an der Basis 28 des
Querbalkens 9 befestigt ist, während das freie Endteil 29 durch
eine Öffnung 30 in
dieser Basis 28 vorragt. Jedes L-förmige Kontaktelement 26 ist
hier starr montiert, es ist ihm jedoch eine verengte Form nahe an
seinem Endteil 27 gegeben, wodurch dieses Teil nachgiebig
deformierbar ist. In der unbelasteten Situation nimmt jedes Kontaktelement 26 die in 2 gezeigte Position ein,
wobei das Endteil 30 dafür unter dem Rahmen 3 vorragt.
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Wenn
nun zum Hochziehen der Rahmen 3 auf den Container 2 abgesenkt
wird, sind es die hervorragenden Endteile 30 der Kontaktelemente 26, die
zuerst in Kontakt mit der oberen Seite von Container 2 gelangen.
Die Kontaktelemente 26 werden daraufhin unter dem Einfluss
des Gewichts des sich senkenden Rahmens 3 nach oben abbiegen,
wodurch ein Teil der kinetischen Energie von Rahmen 3 absorbiert
wird und er somit gebremst wird. Die Kontaktelemente sind hierbei
so dimensioniert, dass, selbst wenn die Endteile 30 komplett
in dem Rahmen 3 verschwinden, die auftretenden Deformationen noch
im elastischen Bereich liegen, so dass die Kontaktelemente 26 daher
zurückfedern
werden, wenn die Last entfernt wird.
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Um
die Absorption eines noch größeren Teils der
kinetischen Energie des Rahmens 3 zu ermöglichen,
sind Federmittel 31 auch zwischen Kontaktelementen 26 und Rahmen 3 angeordnet.
Diese Federmittel 31 werden hier durch Kompressionsfedern 32 gebildet,
die rund um Bolzen 33 platziert sind, die wiederum an Basis 28 des
Querbalkens 9 angebracht sind, durch L-förmigen Beine
hindurch vorragen und alle eine Verschlussmutter 34 auf
ihren freien äußeren Enden
tragen.
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Sowohl
die Federmittel 31 als auch die Kontaktelemente 26 werden
im Prinzip zurückfedern, wenn
Last von ihnen genommen wird, wodurch die gesamte darin gespeicherte
Energie freigesetzt würde.
Dies könnte
zum Auftreten von großen
Kräften führen, wodurch
der Rahmen stark beschleunigt werden könnte. Um dies zu verhindern,
sind Dämpfungsmittel 35 auch
zwischen Kontaktelementen 26 und Rahmen 3 angeordnet.
Diese Dämpfungsmittel 35, hier
in Form von hydraulischen Zylindern 36, deren Kolbenstäbe 37 mit
den Kontaktelementen 26 verbunden sind, sind alle in der
gezeigten Ausführungsform
im hohen Teil des Querträgers 9 angeordnet, wodurch
sie ein beachtliches Volumen aufweisen können und daher einen hohen
Dämpfungsgrad
mit sich bringen können.
Ungesteuertes Rückfedern
von Federmitteln 31 und Kontaktelementen 26 wird
aufgrund dieser Dämpfung
vermieden. Weiterhin wird die Bewegung des Rahmens, wenn er auf
dem Container 2 landet, hierdurch sanfter gebremst, als
es auf Basis der Deformierung von Kontaktelementen 26 und
Federmitteln 31 möglich
wäre.
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Aufgrund
der Kontaktelemente 26, die hier durch Federmittel 31 und
Dämpfungsmittel 35 ergänzt sind,
wird somit die Abwärtsbewegung
des Rahmens 3 gebremst, während er Kontakt mit dem Container(n) 2 aufnimmt,
wodurch die auftretenden Lasten und damit auch der Lärm beschränkt bleiben. Darüber hinaus
werden Drehverriegelungen 11 hierdurch glatt in Eckbeschläge 21 gezogen,
wenn das Hochziehen beginnt, so dass der Lärm hier auch begrenzt ist.
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Obwohl
die Erfindung oben auf Basis einer Ausführungsform beleuchtet worden
ist, ist ersichtlich, dass sie nicht darauf beschränkt ist.
Die Kontaktelemente könnten
daher eine bewegliche anstatt einer deformierbaren Form einnehmen.
Andere Bewegungen als die gezeigte Schwenkbewegung könnten auch
angedacht werden, beispielsweise eine vertikale Gleitbewegung. Zusätzlich können selbstverständlich andere
Feder- und/oder Dämpfungsmittel
eingesetzt werden, ob von hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer
Art. Der Schutzbereich der Erfindung ist daher lediglich durch die
beigefügten
Ansprüche
definiert.