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Durchschlagender Wippkran Die Erfindung bezieht sich auf durchschlagende
Wippkrane mit einem einteiligen geknickten Ausleger und einer Vorrichtung zur waagerechten
Lastführung beim Schwenken (Toppen) des Auslegers.
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Der große Vorteil durchschlagender Wippkrane den üblichen Wippkranen
gegenüber ist schon seit langer Zeit bekannt. Dieser Vorteil besteht aus einer erheblichen
Vereinfachung des sogenannten Kranspieles beim Laden und Entladen eines an einem
Kai liegenden Schiffes, wobei sich die Fahrbahn des Kranes auf dem Kai zwischen
dem Schiff und dem Güterschuppen befindet. Mit einem gewöhnlichen Wippkran müssen
zum Zurücklegen eines bestimmten Lastweges zwischen Schiff und Schuppen die nachfolgenden
Bewegungen hintereinander vollführt werden: Aufziehen, Hochschwenken des Auslegers,
Schwenken des Kranes, Niederschwenken des Auslegers und Fieren des Kabels. Demgegenüber
kann mit einem durchschlagenden Wippkran derselbe Lastweg zurückgelegt werden durch:
Aufziehen, Schwenken des Auslegers und Fieren. Da insbesondere die Schwenkbewegung
des Kranes mit beschränkter Geschwindigkeit stattfinden soll, weil sonst die Last
zuviel pendeln würde, ist der Zeitgewinn durch die Anwendung eines durchschlagenden
Wippkranes dem gewöhnlichen Wippkran gegenüber sehr erheblich. Die Kapazität des
Kranes wird daher viel größer.
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Derartige Wippkrane sind bekannt. Sie haben aber einen erheblichen
Nachteil, der darin besteht, daß die angewendete Vorrichtung zur waagerechten Lastführung
nach dem Muster der bekannten Vorrichtungen für gewöhnliche Wippkrane konstruiert
ist. Dabei wird eine Lastführung zwischen der minimalen und maximalen Ausladung
des Auslegers erreicht, die
ungefähr waagerecht ist, indem in senkrechter
Richtung Abweichungen beidseitig von höchstens 150 mm vorkommen, was noch gerade
zulässig ist.
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Würde man eine solche Vorrichtung zur waagerechten Lastführung für
einen durchschlagenden Wippkran anwenden, dann würden in dem Abschnitt des Lastweges,
wo der Ausleger von der kleinsten Ausladung bei einem gewöhnlichen Wippkran die
senkrechte Lage entlang durchschlägt, senkrechte Abweichungen entstehen, die unzulässig
groß sind, weil dadurch in den Konstruktionsteilen des Kranes viel zu große stoßweise
wirkende Belastungen entstehen würden, die Brüche verursachen könnten.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beseitigen. Hierfür ist
der durchschlagende Wippkran dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel von der im Ende
(Top) des Auslegers befindlichen Rolle bis zur Schwenkachse zentral in dem Ausleger
über Führungen geführt wird, deren Lage in bezug auf den Ausleger während des Schwenkers
unveränderlich ist und von der Schwenkachse naeh der Vorrichtung zur waagerechten
Lastführung läuft, welche die dazu benötigte Kabellänge aufnimmt oder abgibt und
eine Stange enthält, die an ihrem einen Ende am Gegengewichtsarm 13 des Auslegers
angelenkt ist und an ihrem anderen die freie Kabellänge regelnden Ende entlang einer
geraden Führung bewegt wird, deren Achse die Schwenkachse des Auslegers schneidet.
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Es ist besonders vorteilhaft, daß das entlang einer geraden Führung
sich bewegende Ende E der Stange mit einer Zahnstange verbunden ist, die ein zwischen
Hebemotor und Hebetrommel eingeschaltetes Triebwerk derart bewegen kann, daß die
Hebetrommel die für die waagerechte Lastführung benötigte Kabellänge aufnehmen oder
abgeben' kann.
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Da die Toprolle sich in jeder Lage des Auslegers in einer senkrechten
Ebene befinden muß, damit der senkrechte Teil des Kabels richtig in der Rille der
Toprolle läuft, ist es notwendig, daß das Kabel im Ende des Auslegers durch eine
auf der Symmetrielinie des Auslegers angeordnete drehbare Hohlachse geführt wird,
welche die Toprolle trägt.
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Die Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
Es stellt dar Fig. i die Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Wippkranes
gemäß der Erfindung, Fig. 2 die Frontalansicht des Kranes gemäß Fig. i, Fig. 3 und
4 einen schematisch dargestellten Mechanismus für die waagerechte Lastführung, Fig.
5 eine Einzelheit der Toprollenunterstützung und Fig. 6 eine Einzelheit der Kabelführung.
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An Hand von Fig. i und 2 sei jetzt die allgemeine Konstruktion des
Kranes gemäß der Erfindung erläutert. Da mehrere Unterteile des Kranes, wie Schwenkwerk,
Fahrwerk, Portal usw., in bekannter Weise ausgeführt werden können, werden nur die
für die Erfindung wichtigen Unterteile beschrieben.
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In Seitenansicht (Fig. i) hat der Ausleger io eine symmetrische Form,
wobei die Schwenkachse ii in der Längsherzlinie des Auslegers liegt. In dieser Ansicht
ist der Ausleger also praktisch normal.
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In Vorderansicht (Fig. 2) besteht die Abweichung von einem normalen
Ausleger nur in der Knickung oder Biegung 12, die vorzugsweise in die Nähe der Schwenkachse
gelegt wird. In der Praxis wird eine seitliche Ausladung von z. B. 7 in genügen,
um die Last vorbeitreten zu lassen. Es ist selbstverständlich, daß auch andere Konstruktionen
möglich sind, um die erwünschte seitliche Ausladung zu erreichen. Der Gegengewichtsarm
1.3 wird gemäß der Erfindung vorzugsweise innerhalb des Gestelles 14 angeordnet,
im Gegensatz zu den normalen Konstruktionen, bei denen dieser Teil des Auslegers
während des Schwenkers an der Außenseite des Gestelles vorbeigeht.
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Die genannte Konstruktion ist erwünscht mit Rücksicht auf die gemäß
der Erfindung angeordnete Vorrichtung zur horizontalen Lastbeförderung und auf die
Anordnung des Führerhauses sowie auf die Konstruktion des Schwenkwerkes, welche
Teile später beschrieben werden.
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Um ungefähr 12o° schwenken zu können, wird ein Kurbelmechanismus zu
kompliziert, weshalb vorgezogen wird, das Schwenken mittels eines Stiftensektors
15 od. dgl. mit Treibritzel zu bewerkstelligen. Dieser Sektor kann auf dem Gegengewichtsarm
13 des Auslegers io angeordnet werden (Fig. i), wodurch das Schwenkwerk sehr vereinfacht
wird. Gegebenenfalls kann das Schwenken mittels Endschalter und Notendschalter elektrisch
begrenzt werden, wie es bei normalen Kranen, Brücken usw. gebräuchlich ist.
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Um während des Schwenkers eine horizontale Bewegung der Last zu erreichen,
kann eine der bekannten Konstruktionen Anwendung finden, z. B. ein von dem Ausleger
bewegter Gegengewichtsarm, der mit Kompensationsscheiben versehen ist, über welche
das Aufzugkabel geführt wird, oder ein hoher fester Hinterarm, in dem diese Kompensationsscheiben
angeordnet sind" oder andere demselben Zweck dienende Konstruktionen.
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Vorzugsweise wird aber bei einem Kran gemäß der Erfindung eine Konstruktion
Anwendung finden wie im nachfolgenden beschrieben Die Länge des Kabels von der Auslegerscheibe
bis zur Last BC soll bei einer Länge des Auslegers L immer gleich L sin a
bleiben, wobei a den Winkel des Auslegers mit der Horizontalen darstellt (Fig. 3).
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Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise am Gegengewichtsarm
AD mit einer Länge L' eine Stange von gleicher Länge angelenkt, deren
Ende E in vertikaler Richtung geführt und mit einer Zahnstange EF verbunden ist,
die bei der Änderung der Winkellage des Auslegers ein Zahnrad G antreibt. Wenn sich
nun der Ausleger zwischen den Winkeln a' und a" bewegt, so wird die Differenz in
der Kabellänge gleich L (sina' -sin a"), wobei sich die Zahnstange vertikal über
einen Abstand 2L' (sin a'- sin (.t") verschiebt, welcher Abstand in geradem Verhältnis
zur vertikalen Verstellung der Auslegerscleibe steht. Wenn die Hebewinde gleichzeitig
von dem Zahnrad G angetrieben wird, kann eine absolut genaue horizontale Lastbewegung
erreicht werden, wobei die vertikalen Reaktionen der Last auf den Ausleger völlig
mittels der Stange DE des Kompensationsmechanismus ausbalanciert sind, so
daß diese das Einzieliwerk gar nicht beanspruchen.
Dieser sekundäre
Antrieb kann auf einfache Weise durch ein Differential- oder ein Planetenradgetriebe
verwirklicht werden, wie z. B. in Fig. 4 gezeichnet. In einem Getriebekasten 16
sind drei Wellen parallel gelagert, von denen die Welle 17 vom Aufzugsmotor i8 angetrieben
wird. Auf der Welle des Aufzugsmotors ist auch eine Trommelbremse i9 angeordnet.
Die Welle 17 trägt @deiter ein Zahnrad 2o, das in ein drehbar auf der Welle 23 angeordnetes
Zahnrad 21 eingreift, das finit einem Zahnrad 22 gekuppelt ist, das sich auch frei
um die Welle 23 drehen kann. Das Zahnrad 22 bildet mit dem fest auf der Welle 23
aufgekeilten Zahnrad 24 die Sonnenräder des Planetenradgetriebes 25, das in einem
Zahnrad 26 montiert ist. Außerhalb des Getriebekastens trägt die Welle 23 ein Zahnrad
27, das ein mit der Hubtrommel 29 gekuppeltes Zahnrad 28 antreibt. Das Zahnrad 26
greift in ein Zahnrad 31 auf einer Hilfswelle 3o ein, die vom Zahnrad G der Fig.
3 mittels des Zahnrades 33 angetrieben wird. Auf dieser Hilfswelle 30 ist
weiter noch eine Trommelbremse 32 angeordnet.
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Bei der beschriebenen Konstruktion wird beim Schwenken des Auslegers
das Zahnrad G mittels des Planetenradgetriebes die Seiltrommel 29 derart drehen,
daß die Höhenänderung der Last, die durch das Schwenken verursacht wird, kompensiert
wird.
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Die günstigste Stelle für den Kompensationsmechanismus ist im Zentrum
des Kranes. Dabei muß der Gegengewichtsarm des Auslegers geteilt ausgeführt werden,
was auch in bezug auf das Vorbeitreten des Hubseils nötig ist.
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Die Stange DE des Kompensationsmechanismus ist in Fig. i mit
34 bezeichnet.
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Auf dem Windewerkgehäuse 35 stützen sich die Gestelle 14 21b, die
vorzugsweise als geschweißte Vollwandportale ausgeführt sind und die die Unterstützung
für die Hauptlager der Schwenkachse ii bilden.
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Auf diese Weise ist genügend Raum vorhanden für das Vorbeitreten des
Gegengewichtsarmes (Innenseite) und für das Vorbeitreten der Last (Außenseite) sowie
auch für die Anordnung des Kompensationsmechanismus (Fig. i und 2).
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Um eine freie Aussicht für den Kranführer zu sichern, ist die Anordnung
des Führerhauses 36 auf der Seite des Gestelles 14 erwünscht. Der Kranführer kann
sich auf einer drehbaren Plattform aufstellen, die derart angetrieben wird, daß
der Kranführer immer die Last gerade vor sich hat, um zu verhindern, daß er immer
den Kopf drehen muß, um der Last zu folgen.
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Um zu erreichen, daß die Auslegerscheibe 41 immer in derselben Fläche
mit dem Seil vor und hinter dieser Scheibe liegt, kann gemäß der Erfindung die Konstruktion
von Fig. 5 verwendet werden. Dabei ist am Ende des Auslegers io eine Hohlachse 37
auf radialen Kugellagern 38 und auf einem axialen Kugellager 39 drehbar gelagert,
durch welche das Hubseil 40 geführt ist. Diese Hohlachse 37 trägt oben die Auslegerscheibe
41.
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Es ist offensichtlich, daß bei dieser Konstruktion die Kräfte in den
Seilteilen die Auslegerscheibe immer in der richtigen Lage halten. Was die Seilführung
betrifft, so wird das Seil in der Nähe des Knickpunktes und in der Nähe der Schwenkachse
des Auslegers mittels Führungsscheiben geführt werden müssen, um eine richtige Führung
in jeder Auslegerstellung zu sichern. Gegebenenfalls kann eine doppelte Seilbiegung
durch die Anordnung einer dritten Scheibe vermieden werden, wie schematisch in Fig.
6 angedeutet ist.
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Wenn der Kran gemäß der Erfindung als Greiferkran oder mit einem Unterblock
mit einer oder mehreren Scheiben gebraucht wird, so wird die Hohlachse derart ausgeführt,
daß mehrere Seile hindurchgeführt werden können. Die zugehörigen Seilscheiben können
an dem Ende der Hohlachse befestigt werden, während an diesem Ende auch die Befestigungspunkte
für die festen Parten beim Gebrauch von Mantelblöcken angeordnet werden können.
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Es wird ersichtlich sein, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene
Kranart beschränkt ist und daß sie auch bei Fahrkranen, festen Kranen usw. verwendet
werden kann.