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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Bewegen des Hauptträgers und
der Laufkatze eines Krans und eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 6.
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In der bislang bekannten Technologie haben Containerkräne
niedrigen Querschnitts, speziell solche, die in Häfen verwendet
werden, ein Portal, das in Längsrichtung auf dem Kai entlang
von für den Kran vorgesehenen Schienen bewegt werden kann. Auf
dem Portalteil ist ein horizontaler Hauptträger montiert, der
in seiner Arbeitsstellung das am Kai liegende Schiff überragt.
Am Ende eines Arbeitszyklus' wird der Hauptträger von seiner
Position über dem Schiff in eine Ruheposition oder in eine neue
Arbeitsstellung auf der entgegengesetzten Seite bewegt. In
diesen Kränen niedrigen Querschnitts erfolgt diese Bewegung
generell in horizontaler Richtung. Der Hauptträger ist mit
horizontalen Schienen versehen, die eine bewegliche Laufkatze tragen,
die wiederum die Container von dem Schiff zum Kai und vice
versa transferieren. Zum Bewegen der Laufkatze ist der
Maschinenraum des Krans mit einer Verfahr-Maschine versehen, die einen
Verfahrmotor und ein Getriebesystem enthält, eine Windentrommel
und Verfahrseile zwischen der Windentrommel und der Laufkatze.
Darüber hinaus enthält der Maschinenraum eine Verfahrmaschine
zur Bewegung des Hauptträgers, die im Wesentlichen die gleiche
Ausrüstung wie die die Laufkatze bewegende Verfahrmaschine
enthält. Zusätzlich zu den beiden Verfahrmaschinen enthält der
Maschinenraum eine Hebemaschine, die im Wesentlichen die gleiche
Art von Ausrüstung wie die Verfahrmaschinen enthält. Es gibt
auch Lösungen mit zwei Maschinenräumen, die es erlauben, eine
der Verfahrmaschinen oder die Hebemaschine in einem separaten
Maschinenraum anzuordnen.
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Ein offensichtlicher Nachteil der oben beschriebenen bislang
bekannten Technologie besteht darin, dass der Maschinenraum
sehr vollgestopft ist, weil er drei unterschiedliche Maschinen
enthält. Ein weiterer Nachteil besteht in der Schwierigkeit,
die drei unterschiedlichen Seilanordnungen und die dafür
notwendigen Umlenkrollen aufzunehmen, die strukturelle Komplexität
und die aus der großen Anzahl von Teilen resultierenden hohen
Kosten. In dieser Art der vorbekannten Lösungen bewegt sich die
Laufkatze generell, wenn der Hauptträger bewegt wird, was den
Nachteil einer komplizierten Steueranordnung mit sich bringt.
Ein anderer damit verbundener Nachteil besteht darin, dass der
Bediener des Kranes die Laufkatze separat in eine Parkposition
fahren muß oder entlang des Hauptträgers von der Bedienkabine
zu einer Leiter oder einem Aufzug an dem Portal laufen muß.
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Aus der DE-C 39 37 31 ist ein Verfahren zum Bewegen des
Hauptträgers und der Laufkatze eines Kranes bekannt, der einen
Portalteil mit seinen Verstärkungsstrukturen und eine
Verfahrmaschinerie mit Verfahrseilen zur Bewegung des Hauptträgers
umfaßt. Die Verfahrmaschinerie ist in Verbindung mit dem
Portalteil montiert, wenn die Laufkatze durch die gleiche
Verfahrmaschinerie wie der Hauptträger bewegt wird.
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Die FR-A 2,385,636 zeigt einen Kran, umfassend einen
Hauptträger, eine Laufkatze, einen ersten Satz von Stützen, die fest
mit dem Hauptträger verbunden sind und ein Hilfssatz von
Stützen, die relativ zum Hauptträger beweglich sind. Der
Hauptträger und die Laufkatze werden durch den gleichen
Verfahrmechanismus bewegt. Um die Laufkatze zu bewegen, wird der
Hauptträger an den ersten Stützen festgelegt oder der Hilfssatz von
Stützen und ein Verfahrmechanismus werden betätigt. Um den
Hauptträger zu bewegen, wird der Hebemechanismus auf dem
Hilfssatz der Stützen betätigt, um diese Stützen abzusenken, bis sie
den Grund kontaktieren und damit zusammen weiterhin die den
Hauptträger stützenden Hebelager. Die Laufkatze wird dann mit
einem Hilfssatz der Stützen festgelegt und der
Verfahrmechanismus wird betätigt.
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Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen
Nachteile zu beseitigen und ein einfaches und zuverlässiges
Verfahren zum Bewegen des Hauptträgers und der Laufkatze eines
Kranes zu schaffen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
charakterisiert durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist charakterisiert durch den
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 6. Andere Ausführungen der
Erfindung sind durch die in den anderen Ansprüchen gezeigten
Merkmale charakterisiert.
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Die durch die erfindungsgemäße Lösung bereitgestellten Vorteile
umfassen Einfachheit, Zuverlässigkeit und reduzierte Kosten,
wobei letztendlich eine der Verfahrmaschinenen weggelassen
werden kann. Ein weiterer Vorteil ist eine Raumersparnis sowohl
im Maschinenraum als auch in den Strukturen des Hauptträgers,
weil zahlreiche Seile und Umlenkrollen weggelassen werden
können. Aus diesen Vorteilen folgt, dass die Maschinerien leichter
gewartet werden können, weil mehr Platz im Maschinenraum und in
den Trägerstrukturen vorhanden ist. Ein anderer Vorteil besteht
darin, dass eine feste Parkposition für die Laufkatze
vorgesehen ist, in der diese festgelegt werden kann, so dass die
Bedienperson des Kranes von der Kabine aus leichten Zugang zu den
Stufen oder dem Lift hat.
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Nachfolgend wird die Erfindung detailliert unter Zuhilfenahme
eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
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Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Containerkran in
Seitenansicht,
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Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Containerkran in
Frontansicht,
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Fig. 3 eine Seitenansicht der Hauptträgerverriegelung
geschnitten entlang der Linie III-III in Fig. 5,
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Fig. 4 ein Detail zur Darstellung, wie der Hauptträger an
dem Portal aufgehängt ist, d. h. auf den
Beinstrukturen des Kranes von einer Seite des Hauptträgers aus
gesehen,
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Fig. 5 ein Detail aus Fig. 4 in Vorderansicht und
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Fig. 6 eine Themadarstellung des Seillayouts für die
erfindungsgemäße Verfahrmaschinerie.
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Aus Gründen der Klarheit sind die Figuren so vereinfacht
worden, dass nur die hinsichtlich der Erfindung am meisten
relevanten Aspekte gezeigt werden. Fig. 1 zeigt einen
vollständigen Containerkran in Seitenansicht. Der Kran hat ein Portal 6,
das einen Hauptträger 3 trägt, der beweglich an dem oberen Teil
des Portals gehalten ist, eine Laufkatze 2, die sich entlang
des Hauptträgers bewegt und einen Maschinenraum, der die
Verfahr- und Hebemaschinerien enthält. Die Maschinenraumausrüstung
enthält eine Windentrommel 1 für die Verfahrmaschine, mit von
der Trommel weggehenden Verfahrseilen 4 für den Hauptträger und
die Laufkatze. Das Portal 6 besteht aus vier Beinen und diese
verbindenden Verstärkungsstrukturen. Der Hauptträger ist an den
Verstärkungsstrukturen im oberen Teil des Portals montiert, so
dass er sich auf seinen Lagerrädern 5 bewegen kann. Der Kran
läuft auf Schienen auf dem Kai, getragen von Lagerrädern an den
unteren Enden seiner Beine.
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Fig. 2 zeigt den Containerkran in Vorderansicht, d. h. wie er
von der der See zugewandten Seite gesehen wird. Die Figur zeigt
in erster Linie die symmetrische Position des Hauptträgers in
der Mitte des Portalteils des Kranes. Die Figur zeigt auch die
Laufkatze, die sehr niedrig gebaut sein muß, um sich unter den
oberen Verstärkungsstrukturen im oberen Teil des Portals
bewegen zu können.
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Fig. 3 zeigt ein Detail, wie der Hauptträger 3 im oberen Teil
des Portals an den Verstärkungsstrukturen festgelegt wird. In
seiner einfachsten Form besteht das Verriegelungs- oder
Festlegungssystem aus einem Verriegelungsteil 24, der an einer Seite
der oberen Fläche des Hauptträgers angeordnet und mit einer
Verriegelungsnabe 7 versehen ist, während eine
korrespondierende Verriegelungsstange 8 an einem geeigneten Platz in den
Verstärkungsstrukturen 6 im oberen Teil des Portals befestigt ist.
Der Hauptträger ist vorzugsweise mit zwei Verriegelungsteilen
und Verriegelungsstangen auf seinen beiden Seiten versehen. Der
Hauptträger kann in einer Arbeitsposition verriegelt werden,
d. h. eine Position, wo der Hauptträger sich soweit wie möglich
über das Wasser erstreckt und in einer Ruheposition, d. h. einer
zurückgezogenen Position. Dies ist möglich, weil zwei
Verriegelungsstangen 8 und Verriegelungsnaben 7 auf beiden Seiten des
Hauptträgers in dessen Längsrichtung vorgesehen sind. Ein Paar
von Verriegelungsstangen ist an der seegerichteten Seite oder
Vorderkante des Portals und das andere Paar an seiner
rückwärtigen Kante. Die Verriegelungsnaben sind entsprechend an dem
Hauptträger angeordnet. Der Hauptträger ist im allgemeinen so
verriegelt, dass die Verriegelungsstangen, die näher an dem
schwereren Ende des Trägers liegen, in seinen Naben sind.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine detailliertere Darstellung der
Aufhängung des Hauptträgers an den Verstärkungsstrukturen 6 im
oberen Teil des Portals. Der Hauptträger 3 ist an den
Verstärkungsstrukturen im oberen Teil des Portals hauptsächlich durch
acht Aufhängungspunkte aufgehängt, die im oberen Teil der Beine
des Portals 6 angeordnet sind. Es sind vier Aufhängungspunkte
unter dem Hauptträger, zwei auf jeder Seite und vier darüber,
fluchtend mit den unteren.
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Ein Aufhängungspunkt unter dem Träger besteht aus einem
Stützblock 13, der an den Verstärkungsstrukturen des Portals
befestigt ist und mit zwei Paar Lagerrädern 5 versehen ist, die an
dem Block mittels zwei ihrer Gelenke 12, zweier drehbarer Hebel
11 und zweier Führungsstangen 21 montiert sind, wobei die
beiden Lagerradpaare auf den entgegengesetzten Seiten des
Stützblocks 13, gesehen von der Seite des Hauptträgers 3 aus,
angeordnet sind. Die Gelenke 12 sind beabstandet voneinander in der
gleichen Höhe angeordnet. Jedes Paar von Lagerrädern 5 ist
mittels einer Achse 10 rotierbar an einem Ende der Führungsstangen
gehalten. In jedem Paar sind die Lagerräder 5 auf der Achse 10
in einem horizontalen Abstand voneinander angeordnet. In dem so
geformten Spalt ist eine hydraulische Hebeanordnung 9
angeordnet, die die Lagerräder 5 mittels der unteren Teile der Hebel
11 anhebt.
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Wenn der Hauptträger 3 verriegelt wird, befinden sich die
Lagerradpaare 5 in ihrer unteren Position und der Hauptträger
liegt auf dem oberen Ende der Stützblöcke 13 auf. Wenn der
Hauptträger bewegt werden soll, werden die Lagerradpaare 5
zuerst mittels der Hebeanordnungen 9 in ihre hohe Position
angehoben, so dass der Hauptträger nun auf den Lagerrädern 5
anstelle der Stützblöcke 13 getragen wird. Die untere Kante des
Hauptträgers ist auf jeder Seite mit einem Schienenpaar
versehen, welche Schienen in Kontakt mit den Lagerrädern stehen,
wenn der Träger bewegt wird.
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Jeder der oberen Haltepunkte oder Aufhängungspunkte besteht aus
zwei Paar von Gegenrädern 14, die relativ zueinander
symmetrisch in Längsrichtung des Hauptträgers auf beiden Seiten des
Aufhängungspunktes angeordnet sind. Die Gegenräder werden gegen
die obere Kante des Hauptträgers mittels Hydraulikzylinder
gepresst. Der Zweck der oberen oder Überkopfaufhängungspunkte
besteht darin, den Hauptträger in Balance zu halten und zu verhindern,
dass er sich neigt, wenn er sich in seiner
ausgefahrenen Position befindet und eine Last trägt.
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Fig. 5 zeigt zusätzlich zu der Aufhängung des Hauptträgers ein
Teil der Laufkatze 2 und einen Verriegelungsmechanismus 17, 19
und 20 für den Laufwagen, welcher Mechanismus an den
verstärkten Strukturen im oberen Teil des Portals befestigt sind. Im
unteren Teil des länglichen, im Wesentlichen horizontalen
Hauptträgers 3 und montiert auf den Verstärkungsstrukturen im
oberen Teil des Portals sind zwei Schienen 15 in Längsrichtung
des Hauptträgers in einem horizontalen Abstand voneinander
angeordnet und dienen als Laufspur für die Laufkatze. Auf beiden
Seiten der Laufkatze an deren unteren Kante ist eine
Verriegelungsnabe mit einer Bohrung vorgesehen, deren Öffnung nach
unten gerichtet ist. Entsprechend sind an den
Verstärkungsstrukturen am oberen Teil des Portals zwei Verriegelungsmechanismen
17, 19, 20 in einem horizontalen Abstand voneinander
angeordnet, so dass der Abstand zwischen diesen dem horizontalen
Abstand zwischen den Verriegelungsnaben an der Laufkatze
entspricht. Die Anordnung der Verriegelungsmechanismen ist so
gewählt, dass die Laufkatze an einem Ort auf dem Portal
festgelegt wird, der der Bedienperson einen leichten Zugang zu einer
nach unten gehenden Treppe oder einem Lift ermöglicht. Der
Verriegelungsmechanismus der Laufkatze besteht aus einem
Rahmenteil 17, der an den Verstärkungsstrukuren im oberen Teil des
Portals befestigt ist und eine vertikale zylindrische Bohrung
aufweist. In der Bohrung ist eine Verriegelungsstange 19
angeordnet, die in vertikaler Richtung mittels eines
Hydraulikzylinders bewegt wird, der an dem Rahmenteil des
Verriegelungsmechanismus befestigt ist. Die Laufkatze wird verriegelt, wenn
die Verriegelungsstange in ihre obere Position gedrückt und in
die Bohrung in der Verriegelungsnabe eingeführt wird. Um eine
korrekte Positionierung der Laufkatze zum Zeitpunkt der
Verriegelung zu ermöglichen, wird dessen Position bestimmt, z. B.
mittels Positionssensoren.
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Fig. 5 zeigt auch eine Verriegelungsstange 8 und ein
Verriegelungsteil 24, die nahe an der oberen Kante auf der Seite des
Hauptträgers angeordnet sind. In der durch die Figur
dargestellten Situation ist die Verriegelung offen und der
Hauptträger befindet sich in seiner Verfahrposition.
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Fig. 6 zeigt ein Seilauslegungsschema für die
Verfahrmaschinerie der Erfindung. Auf jeder Seite an jedem Ende hat der
Hauptträger Umlenkrollen 18 für die Verfahrseile 4. Zusätzlich sind
an geeigneten Punkten an jeder Seite des Hauptträgers
Lagerrollen 25 für die Verfahrseile 4 angeordnet. Aus Gründen der
Klarheit werden die strukturellen Lösungen betreffend die
Hebemaschine in diesem Zusammenhang nicht beschrieben. An der ersten
Hälfte der Windentrommel 1 der Verfahrmaschine ist das erste
Ende des Verfahrseils 4a befestigt. Der Befestigungspunkt kann
z. B. nahe am ersten Ende der Windentrommel angeordnet sein. Das
Seil 4a geht von der Trommel zu dem ersten Ende an der ersten
Seite des Hauptträgers und weiter über Umlenkrollen 18 zur
Laufkatze 2 und über einen ersten Satz von an der Laufkatze
montierten Spannelementen 22 und über an der Laufkatze
montierte Umlenkrollen zum ersten Ende der zweiten Seite des
Hauptträgers. Von hier aus geht das Verfahrseil 4a weiter über die
Umlenkrollen 18 am ersten Ende der zweiten Seite des Hauptträgers
zu der zweiten Hälfte der Windentrommel 1 der Verfahrmaschine,
wo das zweite Ende des Seils 4a befestigt ist. Der
Befestigungspunkt kann z. B. nahe am Ende der Windentrommel angeordnet
sein.
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In einer entsprechenden Weise ist das erste Ende des
Verfahrseiles 4b an der ersten Hälfte der Windentrommel 1 der
Verfahrmaschine befestigt, an einem Punkt, der entfernt von dem
Befestigungspunkt des ersten Endes des Seils 4a liegt, zumindest in
einem Abstand, der dem seitlichen Fortschreiten des Seiles
entspricht. Von der Windentrommel geht das Verfahrseil 4b in entgegengesetzter
Richtung zu der des Seiles 4a, d. h. in Richtung
auf das zweite Ende des Hauptträgers. Nach dem Umlaufen der
Umlenkrollen am zweiten Ende der ersten Seite des Hauptträgers
geht das Verfahrseil zur Laufkatze 2 und läuft über einen
zweiten Satz von an der Laufkatze montierten Spannelementen 23 und
über an der Laufkatze montierte Umlenkrollen zum zweiten Ende
der zweiten Seite des Hauptträgers. Nach dem Umlaufen der
Umlenkrollen an diesem Ende geht das Verfahrseil 4b weiter zur
zweiten Hälfte der Windentrommel 1 der Verfahrmaschine, wo das
zweite Ende des Verfahrseiles 4b an einem Punkt befestigt ist,
der von dem Befestigungspunkt des zweiten Endes des Seiles 4a
zumindest um den einen Abstand versetzt ist, der dem seitlichen
Fortschreiten des Seiles entspricht. Während der
Verfahrbewegung werden die Verfahrseile 4a und 4b in entgegengesetzte
Richtungen um die Windentrommel gewickelt, so dass wenn das
Verfahrseil 4a auf die Windentrommel an jedem Ende der Trommel
aufgewickelt wird, das Verfahrseil 4b entsprechend an jedem
Ende der Trommel von der Windentrommel abgewickelt wird. Das
gleiche geschieht vice versa, wenn die Verfahrrichtung
entgegengesetzt ist.
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Die Vor- und Zurück-Verfahrbewegungen sowohl des Hauptträgers
als auch der Laufkatze wird mittels der gleichen
Verfahrmaschine und der gleichen Verfahrseile 4 bewirkt. Wenn die Laufkatze
2 bewegt werden soll, wird der Hauptträger 3 aus seinen
Stützblöcken 13 an den Verriegelungspunkten abgesenkt, was bewirkt,
dass die an der oberen Portalstruktur befestigten
Verriegelungsstangen 8 in die Verriegelungsnaben 7 in den Seiten des
Hauptträgers 3 eingeführt werden. Der Hauptträger ist nun
automatisch an seiner Stelle festgelegt, ohne irgendeine
zusätzliche bzw. separate Aktion. Hiernach wird die Verfahrmaschine
gestartet und die Laufkatze wird mittels der Verfahrseile 4 in
eine gewünschte Position gefahren.
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In entsprechender Weise, wenn der Hauptträger 3 bewegt werden
soll, wird zuerst die Laufkatze 2 in eine Verriegelungsposition
gefahren, wo sie an den Verstärkungsstrukturen im oberen Teil
des Portals mittels des Verriegelungsmechanismus' 17, 19, 20
festgelegt wird. Danach wird der Hauptträger von seiner
Verriegelung mit dem Portal durch Anheben des Trägers auf seine
Lagerräder 5 mittels der Hebevorrichtung 9 freigegeben. Wenn die
Verfahrmaschine nun gestartet wird, kann sich die Laufkatze
nicht bewegen, jedoch wird sich der Hauptträger in die
Verfahrrichtung bewegen, während die Laufkatze relativ zum Portal
unbeweglich verbleibt.
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Es ist offensichtlich für einen Fachmann, dass die Erfindung
nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt ist,
sondern dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung innerhalb des
Schutzbereichs der unten präsentierten Ansprüche variieren
können. So können die Verfahrbewegungen sowohl der Laufkatze als
auch das Hauptträgers mittels vorbekannter Positionssensoren
oder Grenzschalter gesteuert werden, um zu ermöglichen, dass
eine korrekte Verriegelungsposition gefunden wird. In gleicher
Weise kann der Kran mehrere Verriegelungspositionen für den
Hauptträger als auch für die Laufkatze aufweisen, wenn Bedarf
für die Definition anderer Verriegelungspositionen bestehen
sollte. Auch können die Verriegelungsstrukturen selber von dem
oben Beschriebenen abweichen entsprechend der in jedem Fall
geeignetsten Lösung; z. B. kann der aktive Part des
Verriegelungsmechanismus auf der Laufkatze angeordnet sein anstelle der
Anordnung auf dem Portal. Weiterhin ist es möglich, unter
bestimmten Bedingungen die Laufkatze auch zu bewegen, wenn der
Hauptträger nicht verriegelt ist; z. B. wenn die Laufkatze leer
ist, dessen Masse leichter ist und die Laufkatze sich viel
leichter bewegt als der auf seinen Lagerrollen oder
Stützblöcken liegende Hauptträger. Entsprechend der Größe der Reibung
zwischen dem Stützblock und dem Hauptträger kann auch eine
beladene Laufkatze sich leichter bewegen als der unverriegelt auf
seinen Stützblöcken ruhende Hauptträger. Darüber hinaus können
die Verfahrseile auf der Laufkatze enden oder die Anzahl der
Seile kann variieren.